廖智勇

摘要：本文介紹了氧化鋁廠分解工序的小循環(huán)泵作用，實際運行過程中遇到的問題，介紹了降低小循環(huán)泵電耗的措施，取得了較好效果，并提出了立盤出料分解槽自循環(huán)改造的實用推廣價值。

關(guān)鍵詞：小循環(huán)泵；選型；自循環(huán)；節(jié)電

某氧化鋁廠分解工序采用一段法種分分解工藝，將控制過濾送來的精液經(jīng)過板式熱交換器降溫后在晶種槽中與種子過濾機的濾餅混合均勻，然后用晶種泵送往分解首槽，在直徑為14米的大型平底機械攪拌分解槽內(nèi)進行44小時左右的晶種分解。立盤過濾機由立盤出料分解槽槽上空進料，立盤出料分解槽料漿通過加入了提料風的提料管自壓至緩沖槽，緩沖槽的料漿用小循環(huán)泵送往立盤出料分解槽。

立盤出料分解槽容積一般為4000m3以上，內(nèi)部料漿為鋁酸鈉溶液與氫氧化鋁的混合物，固含約700g/l。實際生產(chǎn)中，為保證立盤出料分解槽攪拌不被不斷下沉的氫氧化鋁壓死，其底部料漿必須不斷通過提料管流入緩沖槽，其流量大小主要取決于小循環(huán)泵流量。

小循環(huán)泵設(shè)計選型流量為250～630m3/h，揚程為45～37m，功率為250KW。實際生產(chǎn)過程中，緩沖槽液位通?？刂圃?0%，此時小循環(huán)泵流量約500m3/h，泵運行功率約170KW，能滿足生產(chǎn)需要。

1 生產(chǎn)過程中遇到的問題

1.1實際生產(chǎn)過程中，我們發(fā)現(xiàn)小循環(huán)泵流量不低于350m3/h即可滿足生產(chǎn)需求。緩沖槽液位通?？刂圃?0%左右，此液位高度時實測小循環(huán)泵流量約500m3/h，當緩沖槽液位更高時小循環(huán)泵流量更高。由此可知，小循環(huán)泵實際流量比生產(chǎn)需求流量明顯偏高。根據(jù)離心泵軸功率計算公式 可知，由于泵流量偏大，存在一定程度上的電耗浪費。

1.2通過在小循環(huán)泵進出口安裝壓力表，并根據(jù)測量的小循環(huán)泵流量、小循環(huán)泵功率、料漿密度，計算得到小循環(huán)泵實際揚程約33米左右，小循環(huán)泵效率僅44%左右，對照泵選型揚程45～37米可知，泵揚程選型偏高，小循環(huán)泵已偏離最佳效率點運行，存在一定程度上的電耗浪費。

1.2.1 實測運行數(shù)據(jù)

1.2.2 因泵入口和泵出口安裝的壓力表垂直距離為1米，根據(jù) 可知，泵實際揚程為32.9米。

1.2.3根據(jù)離心泵軸功率計算公式N=ρgQH/η，以電機效率95%，計算泵效率僅44%。

1.3小循環(huán)內(nèi)徑為200mm，以小循環(huán)泵流量約500m3/h計算，小循環(huán)管內(nèi)料漿流速達到4.4m/s，遠高于此工況條件下料漿流速2～3m/s的設(shè)計經(jīng)濟值，并由于輸送介質(zhì)氫氧化鋁硬度相對較高（莫氏硬度為2.5～3.5），因此過高的流速造成小循環(huán)管的管件和管道磨損較快。小循環(huán)管經(jīng)常出現(xiàn)磨損泄露現(xiàn)象，造成檢修頻繁。

2 降低電耗的改造實踐

當前氧化鋁行業(yè)市場競爭激烈，降低生產(chǎn)成本勢在必行。為降低成本，采取了以下措施。

2.1 根據(jù)生產(chǎn)實際情況，對小循環(huán)泵重新選型，選擇流量約260～380m3/h，揚程約36～30米，功率為90KW的離心泵，替換原有小循環(huán)泵。

2.1.1 更換小循環(huán)泵時，啟動大循環(huán)泵從緩沖槽進料，送往立盤出料分解槽，代替小循環(huán)泵功能，保證立盤出料分解槽底部濃料繼續(xù)被排出，從而保證生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定。

2.2 對立盤出料分解槽出料溜槽進行改造，實現(xiàn)“自循環(huán)”，保證“自循環(huán)”能力在400m3/h以上，助力小循環(huán)泵流量降低后不影響正常生產(chǎn)。在小循環(huán)泵葉輪磨損、緩沖槽液位較低時，小循環(huán)泵流量降低后，立盤出料分解槽底部濃料始終保持較大流量順利排出，從而保證分解槽穩(wěn)定運行。

2.2.1 在提料管附近的溜槽側(cè)壁平面上開1個方形孔，并制作1個活動插板；在靠分解槽壁附近的溜槽上安裝1個的活動擋板，活動插板和活動擋板均以插槽形式固定在溜槽上。

2.2.2 正常生產(chǎn)過程中，打開溜槽側(cè)壁活動插板，關(guān)閉溜槽出料活動擋板，保持固定大小的提料風量。當立盤出料分解槽液位低時，分解槽底的料漿通過提料管進入溜槽，然后通過溜槽側(cè)壁開孔返回自身分解槽，實現(xiàn)“自循環(huán)”，保持立盤出料分解槽液位不過低，并避免分解槽底固含過高而威脅分解槽攪拌運行。當立盤出料分解槽液位較高時，大部分分解槽底的料漿繼續(xù)通過提料管進入溜槽，只有小部分分解槽頂?shù)牧蠞{通過開孔或從溜槽頂部進入溜槽，然后進入緩沖槽。

3 改造后的效果

3.1 由于立盤出料分解槽底部濃料始終保持大流量排出，底部固含不會偏高，立盤出料分解槽和緩沖槽攪拌運行穩(wěn)定，運行電流更為平穩(wěn)，與之前相比，略有下降。

3.2小循環(huán)泵運行功率明顯降低，由改造前170KW下降到65KW，節(jié)電率達62%。

3.3 改造后，小循環(huán)管內(nèi)流速降至約2.8m/s，小循環(huán)泵的管件和管道基本未再出現(xiàn)磨損泄露現(xiàn)象。

4 結(jié)語

4.1 通過對小循環(huán)泵進行重新選型和對分解槽出料溜槽改造，在滿足生產(chǎn)的前提下，節(jié)約了電耗和檢修維護費用，降低了生產(chǎn)成本，取得了較好效果。

4.2 立盤出料分解槽溜槽改造方式，可推廣應(yīng)用到其它分解生產(chǎn)線，并為解決類似問題提供參考。對于兩條分解生產(chǎn)線公用緩沖槽，立盤出料分解槽液量經(jīng)常不平衡的尤為適用。

4.3 氧化鋁實際生產(chǎn)過程中，因提產(chǎn)等原因，離心泵輸送物料流量或濃度有時會與設(shè)計值發(fā)生變化，部分離心泵運行效率可能降低，或者已不能滿足生產(chǎn)需要，此時應(yīng)根據(jù)實際需要的流量和揚程重新選擇泵型，盡可能選擇高效泵，可獲得較好的收益。

參考文獻：

[1]《化工原理》 化學工業(yè)出版社.

[2]《工程流體力學泵與風機》化學工業(yè)出版社.