优化蒸发工艺流程降低汽耗的实践

王永信+范文锋

【摘 要】 蒸发工序是氧化铝生产中平衡液量循环的重要环节，蒸发器蒸水汽耗占氧化铝生产用汽量的35%，蒸发器运行效率的高低，对氧化铝成本影响很大，本文从影响蒸发器效率的因素入手，针对性地采取了改进的技术措施，取得了较好效果，达到了降低汽耗的目的。

【关键词】 强制循环 二段蒸发 改进 高效蒸发 结垢

1 蒸发工序工艺流程

氧化铝生产中，蒸发器的主要作用是蒸发掉氧化铝生产流程中多余的水分，生产出高浓度碱液进行生料浆的配制。中铝山东分公司氧化铝厂实行二段蒸发结晶析盐工艺流程。

2 蒸发器工作原理及工艺流程

2.1 蒸发器工作原理

溶液进入蒸发器后沿加热管内壁下降，并受热沸腾蒸发，汽液两相混合物流入加热室底部的汽液分离室，二次蒸汽经过汽液分离室上部的雾沫分离器出口排出，溶液从尖底经循环泵、断循环蒸发，从而使溶液达到浓缩的目的。工作原理简图见图1。

2.2 强制循环蒸发器工艺流程

中铝山东分公司氧化铝厂新建两组强制循环蒸发器为四效二闪强制循环蒸发器，加热面积为3200m2，每效为800m2，设计组时蒸水量为65m3/h，吨水汽耗为0.40吨汽/吨水，为正循环方式。

3 运行过程中存在的主要问题

强制循环蒸发器进行二段高浓度蒸发，在一段时间后，蒸发器的加热管很容易结晶、结垢，影响蒸发器的效率，时间一长，蒸发器不易操作，蒸发器效率下降。主要表现在以下方面：

（1）各效尤其是一效的温差增大，一效的汽室温度正常控制在120±5℃，汽室与液室的温差为10±5℃；，一效汽室温度上升到130～140℃，汽室与液室的温差达到25～30℃。一效汽室用汽压力由正常时期的0.1～0.15MPa达到0.25MPa以上。（2）出料比重一直按照大于1.36以上并有10ml以上结晶，时间只能坚持6个小时左右，再继续，则要将加汽压力进一步升高加热管内壁形成质地坚硬的碳酸碱结晶结疤。

4 针对现状采取的措施

（1）利用一段低浓度原液冲洗一效蒸发器。（2）在蒸发器班中操作7小时后，一效温差达到30℃，一效汽室温度为130～135℃，基本处于包罐状态，蒸发效率急剧下降，必须利用一段原液冲洗一效。见改造示意图（图1）。

5 一段原液冲强循一效罐操作规程

（1）冲罐时间在准点交接班前1小时进行，主操安排好副操的具体工作内容；（2）冲罐前先将Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的过料泵频率降低至10HZ左右，进料流量降低至100m3/h左右，根据实际情况可以自行适度调整进料量，主要是平衡好冲罐期间的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的液位稳定；加汽状态保持不变，或稍微减汽；强循出料泵通知结晶析盐沉降槽勤测比重、打循环工作；（3）做好准备工作后，到原液槽岗位将进一段原液蝶阀全开，期间要缓慢进行，防止打垫子之类的事故发生；（4）到强循出料泵岗位全开进Ⅰ效冲罐的6″蝶阀，记录此刻时间；（5）冲罐10分钟后，观察一效汽室、液室的温度差，在5～6℃，观察一效汽室压力，比冲罐前显著降低，差值在0.03～0.05Mpa，蒸汽用量增加，明显的一效吃汽量大。若达不到，冲罐到15分钟，检查效果。表明达到良好冲罐效果，联系原液槽关进一段原液。（6）冲完罐后，提浓度至比重1.34改正常出料，继续提浓度，交班比重必须大于1.36；（7）各班的岗位工作日志必须记录好当班的冲罐具体起止时间，冲罐的效果：汽、液室温差情况，汽室压力前、后变化情况，蒸汽流量变化情况等。

6 利用一段原液从四效开始进行冲罐

在蒸发器运行100小时后，蒸发器的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效轴流泵电流均有上升，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效均有不同程度的加热管结垢现象，蒸发器的效率显著下降，蒸发操作难以为续。为解决此问题，我们采取从四效进低浓度的碳分原液进行冲罐的办法，相当于短时间利用强制循环蒸发器蒸发一段原液，达到减少或融解、冲洗各效附着在加热管壁可溶性结晶碱结垢的目的。

在蒸发器一个月的运行周期内利用种分煮罐一次，达到良好的融解以铝硅酸钠为主要成分的加热管管壁结垢的目的。

7 改进后的效果

（1）改进、改造前组时蒸水量全月平均为65.5m3/h，汽耗为0.39吨汽/吨水；改进、改造之后，组时蒸水量全月平均为69吨，耗汽量为0.35吨汽/吨水；（2）改进、改造前蒸发器洗罐周期为20天（设计值），改造后，洗罐周期为一个月，提高了在线运转率。

8 经济效益

（1）提高了强制循环蒸发器在二段蒸发结晶析盐工艺流程中的运转率，提高了蒸发烧结法氧化铝流程中水分的能力，降低了煤耗，提高熟料窑产能；（2）每年节约的蒸汽创造直接经济效益为167万元。

蒸汽价值147元/吨，蒸发器运转率为75%，组时蒸水量改进、改造前为65.5m3/h，后为69m3/h，汽耗改进、改造前为0.39吨汽/吨水，后为0.35吨汽/吨水。

147×（0.39-0.35）×69×0.75×24×365=260万元/年。

参考文献：

[1]氧化铝厂蒸发车间各类生产资料、原始记录.

[2]《氧化铝厂生产》，陈华明主编.endprint

【摘 要】 蒸发工序是氧化铝生产中平衡液量循环的重要环节，蒸发器蒸水汽耗占氧化铝生产用汽量的35%，蒸发器运行效率的高低，对氧化铝成本影响很大，本文从影响蒸发器效率的因素入手，针对性地采取了改进的技术措施，取得了较好效果，达到了降低汽耗的目的。

【关键词】 强制循环 二段蒸发 改进 高效蒸发 结垢

1 蒸发工序工艺流程

氧化铝生产中，蒸发器的主要作用是蒸发掉氧化铝生产流程中多余的水分，生产出高浓度碱液进行生料浆的配制。中铝山东分公司氧化铝厂实行二段蒸发结晶析盐工艺流程。

2 蒸发器工作原理及工艺流程

2.1 蒸发器工作原理

溶液进入蒸发器后沿加热管内壁下降，并受热沸腾蒸发，汽液两相混合物流入加热室底部的汽液分离室，二次蒸汽经过汽液分离室上部的雾沫分离器出口排出，溶液从尖底经循环泵、断循环蒸发，从而使溶液达到浓缩的目的。工作原理简图见图1。

2.2 强制循环蒸发器工艺流程

中铝山东分公司氧化铝厂新建两组强制循环蒸发器为四效二闪强制循环蒸发器，加热面积为3200m2，每效为800m2，设计组时蒸水量为65m3/h，吨水汽耗为0.40吨汽/吨水，为正循环方式。

3 运行过程中存在的主要问题

强制循环蒸发器进行二段高浓度蒸发，在一段时间后，蒸发器的加热管很容易结晶、结垢，影响蒸发器的效率，时间一长，蒸发器不易操作，蒸发器效率下降。主要表现在以下方面：

（1）各效尤其是一效的温差增大，一效的汽室温度正常控制在120±5℃，汽室与液室的温差为10±5℃；，一效汽室温度上升到130～140℃，汽室与液室的温差达到25～30℃。一效汽室用汽压力由正常时期的0.1～0.15MPa达到0.25MPa以上。（2）出料比重一直按照大于1.36以上并有10ml以上结晶，时间只能坚持6个小时左右，再继续，则要将加汽压力进一步升高加热管内壁形成质地坚硬的碳酸碱结晶结疤。

4 针对现状采取的措施

（1）利用一段低浓度原液冲洗一效蒸发器。（2）在蒸发器班中操作7小时后，一效温差达到30℃，一效汽室温度为130～135℃，基本处于包罐状态，蒸发效率急剧下降，必须利用一段原液冲洗一效。见改造示意图（图1）。

5 一段原液冲强循一效罐操作规程

（1）冲罐时间在准点交接班前1小时进行，主操安排好副操的具体工作内容；（2）冲罐前先将Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的过料泵频率降低至10HZ左右，进料流量降低至100m3/h左右，根据实际情况可以自行适度调整进料量，主要是平衡好冲罐期间的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的液位稳定；加汽状态保持不变，或稍微减汽；强循出料泵通知结晶析盐沉降槽勤测比重、打循环工作；（3）做好准备工作后，到原液槽岗位将进一段原液蝶阀全开，期间要缓慢进行，防止打垫子之类的事故发生；（4）到强循出料泵岗位全开进Ⅰ效冲罐的6″蝶阀，记录此刻时间；（5）冲罐10分钟后，观察一效汽室、液室的温度差，在5～6℃，观察一效汽室压力，比冲罐前显著降低，差值在0.03～0.05Mpa，蒸汽用量增加，明显的一效吃汽量大。若达不到，冲罐到15分钟，检查效果。表明达到良好冲罐效果，联系原液槽关进一段原液。（6）冲完罐后，提浓度至比重1.34改正常出料，继续提浓度，交班比重必须大于1.36；（7）各班的岗位工作日志必须记录好当班的冲罐具体起止时间，冲罐的效果：汽、液室温差情况，汽室压力前、后变化情况，蒸汽流量变化情况等。

6 利用一段原液从四效开始进行冲罐

在蒸发器运行100小时后，蒸发器的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效轴流泵电流均有上升，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效均有不同程度的加热管结垢现象，蒸发器的效率显著下降，蒸发操作难以为续。为解决此问题，我们采取从四效进低浓度的碳分原液进行冲罐的办法，相当于短时间利用强制循环蒸发器蒸发一段原液，达到减少或融解、冲洗各效附着在加热管壁可溶性结晶碱结垢的目的。

在蒸发器一个月的运行周期内利用种分煮罐一次，达到良好的融解以铝硅酸钠为主要成分的加热管管壁结垢的目的。

7 改进后的效果

（1）改进、改造前组时蒸水量全月平均为65.5m3/h，汽耗为0.39吨汽/吨水；改进、改造之后，组时蒸水量全月平均为69吨，耗汽量为0.35吨汽/吨水；（2）改进、改造前蒸发器洗罐周期为20天（设计值），改造后，洗罐周期为一个月，提高了在线运转率。

8 经济效益

（1）提高了强制循环蒸发器在二段蒸发结晶析盐工艺流程中的运转率，提高了蒸发烧结法氧化铝流程中水分的能力，降低了煤耗，提高熟料窑产能；（2）每年节约的蒸汽创造直接经济效益为167万元。

蒸汽价值147元/吨，蒸发器运转率为75%，组时蒸水量改进、改造前为65.5m3/h，后为69m3/h，汽耗改进、改造前为0.39吨汽/吨水，后为0.35吨汽/吨水。

147×（0.39-0.35）×69×0.75×24×365=260万元/年。

参考文献：

[1]氧化铝厂蒸发车间各类生产资料、原始记录.

[2]《氧化铝厂生产》，陈华明主编.endprint

【摘 要】 蒸发工序是氧化铝生产中平衡液量循环的重要环节，蒸发器蒸水汽耗占氧化铝生产用汽量的35%，蒸发器运行效率的高低，对氧化铝成本影响很大，本文从影响蒸发器效率的因素入手，针对性地采取了改进的技术措施，取得了较好效果，达到了降低汽耗的目的。

【关键词】 强制循环 二段蒸发 改进 高效蒸发 结垢

1 蒸发工序工艺流程

氧化铝生产中，蒸发器的主要作用是蒸发掉氧化铝生产流程中多余的水分，生产出高浓度碱液进行生料浆的配制。中铝山东分公司氧化铝厂实行二段蒸发结晶析盐工艺流程。

2 蒸发器工作原理及工艺流程

2.1 蒸发器工作原理

溶液进入蒸发器后沿加热管内壁下降，并受热沸腾蒸发，汽液两相混合物流入加热室底部的汽液分离室，二次蒸汽经过汽液分离室上部的雾沫分离器出口排出，溶液从尖底经循环泵、断循环蒸发，从而使溶液达到浓缩的目的。工作原理简图见图1。

2.2 强制循环蒸发器工艺流程

中铝山东分公司氧化铝厂新建两组强制循环蒸发器为四效二闪强制循环蒸发器，加热面积为3200m2，每效为800m2，设计组时蒸水量为65m3/h，吨水汽耗为0.40吨汽/吨水，为正循环方式。

3 运行过程中存在的主要问题

强制循环蒸发器进行二段高浓度蒸发，在一段时间后，蒸发器的加热管很容易结晶、结垢，影响蒸发器的效率，时间一长，蒸发器不易操作，蒸发器效率下降。主要表现在以下方面：

（1）各效尤其是一效的温差增大，一效的汽室温度正常控制在120±5℃，汽室与液室的温差为10±5℃；，一效汽室温度上升到130～140℃，汽室与液室的温差达到25～30℃。一效汽室用汽压力由正常时期的0.1～0.15MPa达到0.25MPa以上。（2）出料比重一直按照大于1.36以上并有10ml以上结晶，时间只能坚持6个小时左右，再继续，则要将加汽压力进一步升高加热管内壁形成质地坚硬的碳酸碱结晶结疤。

4 针对现状采取的措施

（1）利用一段低浓度原液冲洗一效蒸发器。（2）在蒸发器班中操作7小时后，一效温差达到30℃，一效汽室温度为130～135℃，基本处于包罐状态，蒸发效率急剧下降，必须利用一段原液冲洗一效。见改造示意图（图1）。

5 一段原液冲强循一效罐操作规程

（1）冲罐时间在准点交接班前1小时进行，主操安排好副操的具体工作内容；（2）冲罐前先将Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的过料泵频率降低至10HZ左右，进料流量降低至100m3/h左右，根据实际情况可以自行适度调整进料量，主要是平衡好冲罐期间的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效的液位稳定；加汽状态保持不变，或稍微减汽；强循出料泵通知结晶析盐沉降槽勤测比重、打循环工作；（3）做好准备工作后，到原液槽岗位将进一段原液蝶阀全开，期间要缓慢进行，防止打垫子之类的事故发生；（4）到强循出料泵岗位全开进Ⅰ效冲罐的6″蝶阀，记录此刻时间；（5）冲罐10分钟后，观察一效汽室、液室的温度差，在5～6℃，观察一效汽室压力，比冲罐前显著降低，差值在0.03～0.05Mpa，蒸汽用量增加，明显的一效吃汽量大。若达不到，冲罐到15分钟，检查效果。表明达到良好冲罐效果，联系原液槽关进一段原液。（6）冲完罐后，提浓度至比重1.34改正常出料，继续提浓度，交班比重必须大于1.36；（7）各班的岗位工作日志必须记录好当班的冲罐具体起止时间，冲罐的效果：汽、液室温差情况，汽室压力前、后变化情况，蒸汽流量变化情况等。

6 利用一段原液从四效开始进行冲罐

在蒸发器运行100小时后，蒸发器的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效轴流泵电流均有上升，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ效均有不同程度的加热管结垢现象，蒸发器的效率显著下降，蒸发操作难以为续。为解决此问题，我们采取从四效进低浓度的碳分原液进行冲罐的办法，相当于短时间利用强制循环蒸发器蒸发一段原液，达到减少或融解、冲洗各效附着在加热管壁可溶性结晶碱结垢的目的。

在蒸发器一个月的运行周期内利用种分煮罐一次，达到良好的融解以铝硅酸钠为主要成分的加热管管壁结垢的目的。

7 改进后的效果

（1）改进、改造前组时蒸水量全月平均为65.5m3/h，汽耗为0.39吨汽/吨水；改进、改造之后，组时蒸水量全月平均为69吨，耗汽量为0.35吨汽/吨水；（2）改进、改造前蒸发器洗罐周期为20天（设计值），改造后，洗罐周期为一个月，提高了在线运转率。

8 经济效益

（1）提高了强制循环蒸发器在二段蒸发结晶析盐工艺流程中的运转率，提高了蒸发烧结法氧化铝流程中水分的能力，降低了煤耗，提高熟料窑产能；（2）每年节约的蒸汽创造直接经济效益为167万元。

蒸汽价值147元/吨，蒸发器运转率为75%，组时蒸水量改进、改造前为65.5m3/h，后为69m3/h，汽耗改进、改造前为0.39吨汽/吨水，后为0.35吨汽/吨水。

147×（0.39-0.35）×69×0.75×24×365=260万元/年。

参考文献：

[1]氧化铝厂蒸发车间各类生产资料、原始记录.

[2]《氧化铝厂生产》，陈华明主编.endprint