歐陽玉霞，郭春輝，張 錕

（山東鋁業(yè)有限公司氯堿廠，山東 淄博 255052）

山東鋁業(yè)有限公司氯堿廠自2004 年 7 月6萬t/a 離子膜裝置投產(chǎn)至今，企業(yè)產(chǎn)能不斷擴(kuò)大，設(shè)備不斷更新，先后增加了溴化鋰機(jī)組、產(chǎn)能增大的2臺約克機(jī)組和新除害塔冷卻器等，隨著聯(lián)產(chǎn)氫氣的利用， 又增加了4 臺活塞式高壓氫壓機(jī)。 但是循環(huán)水、 冷水、 純水等公用工程系統(tǒng)仍維持原來設(shè)計(jì)能力，沒有新增。 公用工程系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致?lián)Q熱器熱交換率低，氯氣、氫氣系統(tǒng)溫度高，設(shè)備做功增加，企業(yè)動力電耗高。 特別是高溫季節(jié)，環(huán)境溫度達(dá)40～50 ℃，受循環(huán)水、冷凍水系統(tǒng)的制約，氯氣系統(tǒng)壓力過高或者液化機(jī)組、透平機(jī)組超電流運(yùn)行，企業(yè)多次降低電解槽負(fù)荷，以維持生產(chǎn)穩(wěn)定。

目前氯堿廠沒有新增公用工程的空間， 只能在原來裝置基礎(chǔ)上進(jìn)行改造， 通過技術(shù)改造、 優(yōu)化配制、精細(xì)控制實(shí)現(xiàn)公用工程系統(tǒng)能力提升，滿足生產(chǎn)需求。

1 循環(huán)水系統(tǒng)的改造和優(yōu)化

企業(yè)產(chǎn)能提升、產(chǎn)品品種增加及設(shè)備的更新等，增加了對冷媒的需求，2 至5 號氫壓機(jī)無論是循環(huán)水還是冷凍水冷卻，最終的熱量還是傳遞給循環(huán)水。用于高壓氫壓機(jī)的冷卻水在夏季高溫時溫差可達(dá)13 ℃（進(jìn) 37 ℃，回 50 ℃），導(dǎo)致循環(huán)水冷卻塔的能力嚴(yán)重不足，在夏季循環(huán)水溫差只有3 ℃，遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)之初的10 ℃。夏季時出水溫度37.0 ℃～38.0 ℃，回水溫度 40.0 ℃～41.0 ℃（總管），溫差很小，造成氯氣液化機(jī)組、冷水機(jī)組、鹽水除硝機(jī)組等電流升高。 氯水換熱器、堿液換熱器等溫度也同樣升高，影響裝置負(fù)荷率和安全運(yùn)行。如何在不新增用地面積的情況下，提升循環(huán)水的循環(huán)量， 增加循環(huán)水系統(tǒng)的處理能力成為困擾企業(yè)的一大難題。通過同行業(yè)交流學(xué)習(xí)，決定在目前循環(huán)水池的南邊， 循環(huán)水泵廠房頂部增加3 組循環(huán)水涼水塔副塔與現(xiàn)有回水系統(tǒng)相連， 降溫后回大循環(huán)水池，達(dá)到冷卻效果。

增加3 組涼水塔（處理能力2 200 m3/臺），串聯(lián)設(shè)計(jì)，總平面尺寸24.3 m×7 m。涼水塔下端高度≥4.7 m。風(fēng)筒、 填料支撐、 涼水塔壁及頂部均采用玻璃鋼材質(zhì)，進(jìn)水管采用UPVC 材質(zhì)，填料為S 波型PVC 材質(zhì)，收水器為多波160-35 型改性PVC 材質(zhì)，配套風(fēng)機(jī)。 整個涼水塔由H 鋼框架支撐，框架支柱穿過泵房頂部。

新的3 組塔投用后， 循環(huán)水進(jìn)出水溫差最高達(dá)到12 ℃，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，滿足了約克機(jī)組、氫氣壓縮機(jī)組、鹽水機(jī)組及各處換熱器的需求，降低了設(shè)備的動力能耗， 保障設(shè)備夏季不因排氣壓力過高造成大型電機(jī)超負(fù)荷運(yùn)行，確保了生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。

根據(jù)調(diào)度日報(bào)數(shù)據(jù)顯示，2019 年5 月1-17 日，全廠平均綜合電耗2 617.4 kW·h/t 折百堿。 17 日投用后，5 月 18 日-7 月 3 日全廠平均綜合電耗下降至 2 585 kW·h/t（折百堿），平均電耗下降了32.4 kW·h/t（折百堿）。目前每日（折百堿）產(chǎn)量 523 t，不含稅電價(jià)0.55 元， 則每月可節(jié)約電費(fèi)27.9 萬元。且進(jìn)入11 月中旬以后， 循環(huán)水3 臺22 kW 的風(fēng)機(jī)可以根據(jù)氣溫優(yōu)化開停，進(jìn)一步降低動力單耗。

2 冷水系統(tǒng)優(yōu)化

氯堿廠冷水系統(tǒng)主要設(shè)備包含一期液化崗位溴化鋰機(jī)組1 臺、二期氯處理崗位冷水機(jī)組2 臺，各配置冷水泵3 臺，正常開2 備1。 冷水系統(tǒng)供應(yīng)兩期電解槽生產(chǎn)氯氣的冷卻、硫酸干燥、高壓氫氣壓縮機(jī)、低壓氫氣壓縮機(jī)、氯化氫系統(tǒng)，兩期冷水系統(tǒng)合并運(yùn)行。 夏季氣溫高， 冷水機(jī)組長期處于超電流運(yùn)行狀態(tài)，冷水系統(tǒng)溫度高，氯氣干燥效果差，硫酸單耗高。為了保證冷水機(jī)組安全運(yùn)行，設(shè)備電流高時，減少高壓氫氣壓縮機(jī)開的數(shù)量，高壓氫氣充裝受影響。為了解決這個生產(chǎn)瓶頸，對兩期冷水系統(tǒng)進(jìn)行隔離，根據(jù)設(shè)備與冷水系統(tǒng)的距離及對冷水的要求程度進(jìn)行劃分，從而讓冷水系統(tǒng)最大程度挖潛利用。

首先利用鹽酸合成爐循環(huán)水分流一路， 代替冷水供應(yīng) 2#、3#、4#、6#高壓氫壓機(jī)冷卻水， 緩解一期冷水系統(tǒng)壓力。 其次將一二期冷水系統(tǒng)隔離開單獨(dú)運(yùn)行。 一期冷水系統(tǒng)承擔(dān)一期（6 萬t/a）裝置區(qū)域的冷水使用，如氯氣鈦冷卻器、硫酸換熱器、5# 低壓氫壓機(jī)等。 二期冷水系統(tǒng)承擔(dān)二期（9 萬t/a）裝置區(qū)域的冷水使用，如氯氣鈦冷卻器、硫酸換熱器及合成鹽酸系統(tǒng)等。

通過技術(shù)改造， 一期溴化鋰機(jī)組出水溫度由12 ℃降至 7 ℃； 二期冷水機(jī)組電流由350 A 降至245 A，月降低動力電消耗28 728 kW·h，節(jié)約成本1.58 萬元/月；二期停下一臺冷水泵30 kW，月降低動力電量 17 280 kW·h，節(jié)約成本 0.95 萬元/月；氫壓機(jī)充裝不受影響， 氫氣充裝量增加0.5 m3/d，月增加氫氣充裝量15 萬m3，合計(jì)創(chuàng)效16.5 萬元/月；2019 年 5 月硫酸單耗 18.32 kg/t 折百燒堿， 環(huán)比降低 11.67 kg/t 折百燒堿，降本 5.1 萬元/月，2019 年6-12 月合計(jì)降本增效189.7 萬元。

3 純水系統(tǒng)優(yōu)化

為了降低純水消耗，減少濃縮水產(chǎn)水量，提高水資源利用率，制定了以下節(jié)水措施，取得了良好的效果，實(shí)現(xiàn)了廢水零排放的環(huán)保目標(biāo)。通過組織梳理裝置區(qū)的廢水種類，確定了降低純水消耗、減少純水裝置濃排水量、減少生活用水節(jié)水措施。

（1）鹽酸冷卻水池補(bǔ)水水源變更

鹽酸冷卻水裝置負(fù)責(zé)鹽酸合成爐的循環(huán)水供應(yīng)，之前一直用純水補(bǔ)水，現(xiàn)變更為補(bǔ)充灃太水，代替原來的純水，節(jié)約純水2 000 t/月，減少濃縮水產(chǎn)水量1 100 t/月。

（2）公用工程陰陽床、混床技術(shù)改造

使用工藝風(fēng)代替純水對陰陽床進(jìn)行反洗操作，節(jié)約純水120 t/月（陰、陽床各5 天反洗一次，一次用水10 t 計(jì)算）。陰陽床、混床正洗水全部回原水池，減少產(chǎn)生廢水量 150 t/月（50 m3/h，陽床 10 min，陰床 20 min，5 天反洗一次），合計(jì) 270 t/月，減少濃縮水產(chǎn)量149 t/月。

（3）兩期電解裝置、鹽水泵機(jī)封水循環(huán)利用

對兩期電解裝置、 一次鹽水崗位使用純水的泵機(jī)封水進(jìn)行改造，機(jī)封水實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用（二期電解裝置利用D-166 罐和P-166 泵實(shí)現(xiàn)，一期電解和一次鹽水崗位鋪設(shè)純水管道利用一期電解崗位純水回收泵實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用），節(jié)約純水7 800 t/月，減少濃縮水產(chǎn)量4 290 t/月。

（4）純水裝置濃縮水回收利用

純水制備裝置原水為廠內(nèi)1#深井泵供應(yīng)，生產(chǎn)1 t 純水同時伴隨產(chǎn)生濃縮水0.55 t， 之前大部分濃縮水通過公用工程廢水泵打到廢水回收池， 通過泵打至礦山回收水池用于赤泥堆噴灑， 一小部分濃縮水用于化鹽系統(tǒng)補(bǔ)水。

現(xiàn)將純水裝置原水由1#深井泵水變更為1#深井泵水和太河水摻配使用，優(yōu)化了原水水質(zhì)，提高了純水裝置濃縮水的水質(zhì)， 使純水裝置產(chǎn)生的濃縮水滿足裝置循環(huán)水系統(tǒng)補(bǔ)水需求 （之前一直由太河水補(bǔ)水），濃縮水通過公用工程崗位廢水泵一部分進(jìn)入鹽水系統(tǒng)用于制備飽和食鹽水， 一部分進(jìn)入大循環(huán)水池用于循環(huán)水的補(bǔ)水，濃縮水100%回收，實(shí)現(xiàn)了廢水零排放。

4 結(jié)語

在當(dāng)今的經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢下，降低能耗是企業(yè)發(fā)展的內(nèi)部競爭力，只有企業(yè)深度挖潛，不斷挑戰(zhàn)極限，壓縮生產(chǎn)成本，才是企業(yè)長久生存的根本。2019年氯堿廠通過對公用工程循環(huán)水系統(tǒng)、 純水系統(tǒng)、冷水系統(tǒng)這3 大系統(tǒng)進(jìn)行梳理和改造，2019年下半年全廠綜合動力電耗 238.58 kW·h/t， 同比降低10.52 kW·h/t，降低生產(chǎn)成本 51.70 萬元。