关于铀浓缩工厂吹洗工艺优化思考

常东宏

摘 要：结合当前的铀浓缩工厂吹洗工艺发展情况，探讨了铀浓缩工厂吹洗工艺优化方向，并结合自身的工作经验，重点探讨了真空泵的选型和设备改造等方面的工作，希望对于今后提升铀浓缩工厂吹洗工艺水平有所帮助。

关键词：铀浓缩；吹洗工艺；设备改造；工艺优化

0 引言

对于铀浓缩工厂气体吹洗系统来说，其主要是能有效解决厂房环境污染问题，特别是涉及到相应的容器、管道在进行拆装或者清洗中所存在的污染问题。尾气处理装置往往配置在气体吹洗系统中来进行尾气的专业化处理，尾气符合排放标准后方可进入大气。分析当前的吹洗工艺可知，主要涉及到以下内容。首先，针对厂房内的开放式操作来说，则应该进行拆装内腔的吹洗操作，先通过滑阀泵来实现对于内腔的多次破空以及深抽空操作，这样能够有效去除其内部的残余物料，并能将其冷凝至特定容器中。在进行拆装的之前，则需要利用喷射泵来保证吹洗系统的负压状态的要求，这样就能保证拆装点管道内有着可持续的大量空气[1]。对于拆装点内部的极少残留物料来说，可以跟随大量空气而带入气体吹洗系统，从而有效避免在此过程中发生环境污染事件，使得该开放式操作符合厂房的清洁和卫生安全需求。

1 现状及优化方向

1.1 吹洗工艺现状分析和思考

在实际生产中，吹洗系统使用喷射泵制造负压需要耗费大量的压缩空气，部分厂房配置相应的压空系统。其中，针对运行的喷射泵分析发现，喷射泵具有能耗大、效率低等缺点。在其抽空深度为410mmHg时，耗气量约为0.20kg/s。结合相应的选型要求，喷射泵采用60kW 的空气压缩机的配置一般才能符合要求。在开展吹洗过程中，启动空气压缩机则意味着较为严重的耗能问题。

同时，对于滑阀泵的工作特性进行分析，滑阀泵难以应用于长时间的抽空大气的作业环节，如果滑阀泵的进气压力在75mmHg之上，滑阀泵的排气口的气流就会很大，会在排气口产生喷油雾现象。对于产生油雾的原因进行分析，主要是考虑到进气压力往往比较高，就会提升泵内压缩腔的压力，这样就会发生在较小排气口的猛烈冲击情况，造成排气阀、小孔附近的油被雾化的问题。所以为了有效避免上述的问题，滑阀泵抽空的过程中，还应该重视如何手动控制泵前阀门，以便更好符合操作规范要求。

1.2 优化发展方向

规模化生产是铀浓缩行业未来的发展方向，在逐步提升的工厂生产规模的影响下，必将大幅度提升厂房内容器周转量，造成吹洗操作工作更加复杂化，这就应该对于现有的吹洗操作工艺进行改革以及优化，以便更好地符合容器的正常化运转要求。所以，应结合实践生产来积极探索高效、简洁的吹洗操作工艺发展则是必然的趋势。在优化方面，应加强工作真空区域的加宽处理，能够结合极限真空到大气压可连续运行的要求，控制好极限真空小于0.5mmHg的真空泵要求，并能进行滑阀泵及喷射泵的替代，避免存在频繁启动空气压缩机的情况。同时，结合系统的尾气排放标准等情况，则应该积极思考优化的吹洗操作，来有效替代多次破空抽空的操作情况[2]。

2 真空泵的选型

在选择真空泵的过程中，则要实现长时间连续的直抽大气，还能保证设备内腔抽空到小于0.5mmHg。经过相关的较为全面的调研分析，对比各类的真空泵情况，考虑到真空罗茨泵、爪式泵以及无油干式涡旋泵，进行综合性能、成本等方面的比较分析，结合项目要求情况，最后确定选择无油干式涡旋泵，简称为涡旋泵。采用这种泵主要是考虑到其具有泄露少、转子间隙小，能在工作中体现出较高的压缩比的特点，另外，还能实现较宽范围下的稳定抽速要求，具有比较宽的工作压力范围。

对于涡旋泵来说，其主要涉及到电机、泵头、机座等等部分，泵头的涡旋盘为圆形平面，其中能够伸出一条或者几条的渐开线型螺旋盘所组成，同样，也能构成涡旋泵的基本工作腔。在具体的工作过程中，则是通过动、定涡旋盘的相对运行，能有效构成容积逐步缩小的吸气腔和压缩腔。从而在这样的情况下，在吸气、压缩、排气的循环过程，满足气体的运动情况，符合被抽腔体抽真空的要求。

3 设备改造及试验

3.1 设备改造结合工厂生产条件，气体吹洗系统往往配置两套，一套备用。经过改造对比，能实现预期效果的基础上，方可对于另外一套进行改造。

3.2 抽空能力（速度）试验将破空点连续破空分别在厂房的近端、中端以及最远端来设置，然后，通过喷射泵和涡旋泵进行抽空相关实验，对于相关的压力数据进行记录，通过相关的抽空数据对比，可以明显地看出，涡旋泵的抽空能力比较强，能替代喷射泵的情况。

表1 涡旋泵和喷射泵抽空能力对比分析

3.3 抽空深度试验（1）系统抽空深度对涡旋泵本身的抽空深度来说，相应的抽空系统的抽空深度非常重要。也就是意味着涡旋泵能实现系统上拆装点内腔抽空的情况。这里结合工厂运行的要求，应该符合内腔深抽至 0.5mmHg 以下满足要求。这里结合相关的实验拆装点，进行分析测试。经过测试结果可以看出，在较短的时间内，涡旋泵能够实现厂房内不同点的内腔抽空至 0.5mmHg 之下，符合真空测量的要求。（2）对比滑阀泵抽空试验针对涡旋泵与滑阀泵的抽空深度对比来看，往往则是选择厂房远端及近端的拆装点进行。为了满足实际需求，进行环境模拟，在进行拆装点内腔破空至大气的过程中，也会让体吹洗系统的吹洗干管破空，这样就可以实现拆装点内腔连同整个吹洗干管的大气状态要求。通过相关的数据对比分析，当管道内压力比较高的情况下，涡旋泵的抽空能力则明显地在滑阀泵之上；在逐步降低管道压力的基础上，则能实现两个泵具有基本相当的抽空压力；如果继续降低管道压力，则会说明滑阀泵的抽空能力要稍好于涡旋泵。总体来看，两者的抽空能力基本差不多，能够实现拆装点内腔压力抽空至 0.5mmHg所需要的时间也差不多，能够说明涡旋泵替代滑阀泵的可行性。

4 结果

由此可见，通过對吹洗系统的优化，利用涡旋泵替代喷射泵及滑阀泵，在吹洗工艺上适当延长单次抽空的时间，能够有效实现系统的简洁以及节能的特点，实现操作程序大大简化，降低了工作人员的劳动强度，符合当前的新时代背景下的节能环保型社会的发展要求，也有利于铀浓缩企业的健康发展。

参考文献：

[1] 张玉春. 铀浓缩厂专用抽空系统的构建[J]. 科技创新导报， 2018年1期.

[2] 孙继全， 关成明， 庞殿玲. 无油干式涡旋泵在铀浓缩工厂的应用[J]. 科技视界， 2018年4期.

[3] 杨小松， 张进荣，刘太珍. 电调阀在铀浓缩工艺中的应用及工艺控制优化[J]. 铀矿冶， 2019年1期.

[4] 张玉. URENCO铀浓缩工厂建设现状与发展分析[J]. 建筑工程技术与设计， 2017年31期.