氧化铝沉降系统节能提产改造

李 芳

（国家电投集团山西铝业有限公司，山西 忻州 034100）

1 工程概况

氧化铝沉降工序工艺管路复杂，设备总量约300余台套，系统内部小改小造的潜力巨大。沉降槽产能提升项目组深入每台设备的运行效能，从产能提升、指标优化、节能降耗三个方面着手，系统摸排，进行提产改造，响应市场的旋律。

2 改造过程及成果

2.1 分离溢流泵节能改造

6台160KW的分离溢流泵，生产中6台泵一直需要全开，无备用泵，操作、检修困难。在高产、稳产的时候，直接导致出现故障时无法隔离检修，成为了制约生产的一个隐患。经过研究发现该泵流量偏小，但出口压力大，扬程过高[1]。根据离心泵特性曲线，流量与扬程呈近似反比关系，可以通过对离心泵叶轮尺寸、形态的修改，放弃部分盈余的扬程，增加流量，进行节能改造吗。节能改造之后，6台160KW的分离溢流泵由用6备0变为用4备2。每台泵的平均电流为175A，根据三项电机的功率计算公式P＝1.732×U×I×cosφ，每年可节电160万度。不仅增加了生产操作的弹性，解决了制约高产稳产的一个隐患，而且大幅降低了检修维护成本和生产成本[2]。

2.2 二洗溢流泵及管道增加碱洗流程

6台二洗溢流泵同样存在流量小的问题，二洗溢流泵流量不足，主要问题并不在泵上面，而是在二洗溢流管上面。管道长期使用之后结疤严重，部分管道内径因结疤由300mm降至200mm，管道横截面积不足原先的50%。经过反复研究，最终提出利用现有工艺系统中的碱液泵、送碱流程和回碱流程，使用串联的方法，以最小的工作量，彻底解决问题。最终沉降每个系列仅新增了80m管道，在生产系统未停车的情况下实现了合口。碱洗之后，6台75KW的二洗溢流泵由用6备0变为用4备2。每台泵的平均电流为75A，每年可节电69万度。不仅彻底解决了生产问题，而且实现了降本增效。

2.3 三洗溢流泵取消叶轮增加流量

分离溢流泵课题和二洗溢流泵改造之后，为了更大程度地发掘节能降耗的潜能，对三洗溢流泵也进行了改造。三洗沉降槽为高20m的锥底槽，二洗沉降槽为高7m的平底槽，两个槽子存在约13m的液位差。6台三洗溢流泵的功效就是将洗液从三洗沉降槽输送至二洗沉降槽。按常规讲，由于液位差的存在，三洗溢流泵全部停用，操作4条三洗溢流管路上的阀门便可以实现自压。但操作起来却无法实现，而且6条管路上的阀门全部开全也无法实现停泵自压。经过仔细研究对比，发现三洗溢流泵泵腔内的叶轮成为了阻碍。三洗溢流泵为溶液泵，与相同参数的渣浆泵相比，流道截面积小约40%，叶轮成了自压的瓶颈。最终通过拆除了部分三洗溢流泵的叶轮，最终成功实现了自压。目前，6台75KW的二洗溢流泵由用4备2变为全部停用。每台泵的平均电流为70A，4台泵每年可节电129万度。6台泵全部停用后，不再存在磨损消耗，每年仅机械密封便可节约10个左右。

2.4 改造底流管，解决底流赤泥输送的瓶颈

沉降底流赤泥的输送，采用3台底流泵共用2条底流管的方式。泥层较高时，沉降槽内赤泥积压，无法及时排出。提产项目组投入8万元，增加了一条底流管，将底流赤泥的输送方式改为单泵对单管。改造之后，沉降工序整个系统的底流赤泥输送能力提升了50%。

图1 三洗溢流泵改造前

图2 三洗溢流泵改造后

2.5 改造沉降槽溢流的出料，提升沉降槽的利用率。

沉降槽顶部的环形溢流堰，出料能力存在富裕，导致靠近溢流总管的一侧流动性好，利用率高，而另一侧流动差，利用率低。沉溢流出料不均衡，导致沉降槽的利用率下降。提产项目组选择性的堵塞了一部分溢流孔。此项改造投入近乎0，但有效的提高了沉降槽的使用率，絮凝剂消耗稳步下降。

2.6 优化洗水流程，实现降本增效。

3台洗水泵流量小，需要全部开启，满负荷运行，导致洗水泵故障频发。

项目组优化管路流程，用约一段4m长的管道代替了原50m的U型弯。流程优化之后，单台洗水泵的电流由130A增加到160A，流量增加了150m3/h。

3 综述

通过本文所述的小改小造，提高了沉降槽产能，解决当前公司生产的瓶颈，将沉降槽的矿石处理能力从之前的每日12000吨提升至13000吨，同时优化各生产指标，降低生产消耗，节约成本，提高效益。

参考文献

［1］ 潘家祯，《实用五金手册》，化学工业出版社，2013.6.

［2］ 《机械设计实用手册》编委会，《机械设计实用手册》，机械工业出版社，2009.04.