李 芳

（國家電投集團(tuán)山西鋁業(yè)有限公司，山西 忻州 034100）

1 工程概況

氧化鋁沉降工序工藝管路復(fù)雜，設(shè)備總量約300余臺(tái)套，系統(tǒng)內(nèi)部小改小造的潛力巨大。沉降槽產(chǎn)能提升項(xiàng)目組深入每臺(tái)設(shè)備的運(yùn)行效能，從產(chǎn)能提升、指標(biāo)優(yōu)化、節(jié)能降耗三個(gè)方面著手，系統(tǒng)摸排，進(jìn)行提產(chǎn)改造，響應(yīng)市場的旋律。

2 改造過程及成果

2.1 分離溢流泵節(jié)能改造

6臺(tái)160KW的分離溢流泵，生產(chǎn)中6臺(tái)泵一直需要全開，無備用泵，操作、檢修困難。在高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的時(shí)候，直接導(dǎo)致出現(xiàn)故障時(shí)無法隔離檢修，成為了制約生產(chǎn)的一個(gè)隱患。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)該泵流量偏小，但出口壓力大，揚(yáng)程過高[1]。根據(jù)離心泵特性曲線，流量與揚(yáng)程呈近似反比關(guān)系，可以通過對(duì)離心泵葉輪尺寸、形態(tài)的修改，放棄部分盈余的揚(yáng)程，增加流量，進(jìn)行節(jié)能改造嗎。節(jié)能改造之后，6臺(tái)160KW的分離溢流泵由用6備0變?yōu)橛?備2。每臺(tái)泵的平均電流為175A，根據(jù)三項(xiàng)電機(jī)的功率計(jì)算公式P＝1.732×U×I×cosφ，每年可節(jié)電160萬度。不僅增加了生產(chǎn)操作的彈性，解決了制約高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的一個(gè)隱患，而且大幅降低了檢修維護(hù)成本和生產(chǎn)成本[2]。

2.2 二洗溢流泵及管道增加堿洗流程

6臺(tái)二洗溢流泵同樣存在流量小的問題，二洗溢流泵流量不足，主要問題并不在泵上面，而是在二洗溢流管上面。管道長期使用之后結(jié)疤嚴(yán)重，部分管道內(nèi)徑因結(jié)疤由300mm降至200mm，管道橫截面積不足原先的50%。經(jīng)過反復(fù)研究，最終提出利用現(xiàn)有工藝系統(tǒng)中的堿液泵、送堿流程和回堿流程，使用串聯(lián)的方法，以最小的工作量，徹底解決問題。最終沉降每個(gè)系列僅新增了80m管道，在生產(chǎn)系統(tǒng)未停車的情況下實(shí)現(xiàn)了合口。堿洗之后，6臺(tái)75KW的二洗溢流泵由用6備0變?yōu)橛?備2。每臺(tái)泵的平均電流為75A，每年可節(jié)電69萬度。不僅徹底解決了生產(chǎn)問題，而且實(shí)現(xiàn)了降本增效。

2.3 三洗溢流泵取消葉輪增加流量

分離溢流泵課題和二洗溢流泵改造之后，為了更大程度地發(fā)掘節(jié)能降耗的潛能，對(duì)三洗溢流泵也進(jìn)行了改造。三洗沉降槽為高20m的錐底槽，二洗沉降槽為高7m的平底槽，兩個(gè)槽子存在約13m的液位差。6臺(tái)三洗溢流泵的功效就是將洗液從三洗沉降槽輸送至二洗沉降槽。按常規(guī)講，由于液位差的存在，三洗溢流泵全部停用，操作4條三洗溢流管路上的閥門便可以實(shí)現(xiàn)自壓。但操作起來卻無法實(shí)現(xiàn)，而且6條管路上的閥門全部開全也無法實(shí)現(xiàn)停泵自壓。經(jīng)過仔細(xì)研究對(duì)比，發(fā)現(xiàn)三洗溢流泵泵腔內(nèi)的葉輪成為了阻礙。三洗溢流泵為溶液泵，與相同參數(shù)的渣漿泵相比，流道截面積小約40%，葉輪成了自壓的瓶頸。最終通過拆除了部分三洗溢流泵的葉輪，最終成功實(shí)現(xiàn)了自壓。目前，6臺(tái)75KW的二洗溢流泵由用4備2變?yōu)槿客Ｓ?。每臺(tái)泵的平均電流為70A，4臺(tái)泵每年可節(jié)電129萬度。6臺(tái)泵全部停用后，不再存在磨損消耗，每年僅機(jī)械密封便可節(jié)約10個(gè)左右。

2.4 改造底流管，解決底流赤泥輸送的瓶頸

沉降底流赤泥的輸送，采用3臺(tái)底流泵共用2條底流管的方式。泥層較高時(shí)，沉降槽內(nèi)赤泥積壓，無法及時(shí)排出。提產(chǎn)項(xiàng)目組投入8萬元，增加了一條底流管，將底流赤泥的輸送方式改為單泵對(duì)單管。改造之后，沉降工序整個(gè)系統(tǒng)的底流赤泥輸送能力提升了50%。

圖1 三洗溢流泵改造前

圖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。

沉降槽頂部的環(huán)形溢流堰，出料能力存在富裕，導(dǎo)致靠近溢流總管的一側(cè)流動(dòng)性好，利用率高，而另一側(cè)流動(dòng)差，利用率低。沉溢流出料不均衡，導(dǎo)致沉降槽的利用率下降。提產(chǎn)項(xiàng)目組選擇性的堵塞了一部分溢流孔。此項(xiàng)改造投入近乎0，但有效的提高了沉降槽的使用率，絮凝劑消耗穩(wěn)步下降。

2.6 優(yōu)化洗水流程，實(shí)現(xiàn)降本增效。

3臺(tái)洗水泵流量小，需要全部開啟，滿負(fù)荷運(yùn)行，導(dǎo)致洗水泵故障頻發(fā)。

項(xiàng)目組優(yōu)化管路流程，用約一段4m長的管道代替了原50m的U型彎。流程優(yōu)化之后，單臺(tái)洗水泵的電流由130A增加到160A，流量增加了150m3/h。

3 綜述

通過本文所述的小改小造，提高了沉降槽產(chǎn)能，解決當(dāng)前公司生產(chǎn)的瓶頸，將沉降槽的礦石處理能力從之前的每日12000噸提升至13000噸，同時(shí)優(yōu)化各生產(chǎn)指標(biāo)，降低生產(chǎn)消耗，節(jié)約成本，提高效益。

參考文獻(xiàn)

［1］ 潘家禎，《實(shí)用五金手冊(cè)》，化學(xué)工業(yè)出版社，2013.6.

［2］ 《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》編委會(huì)，《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2009.04.