氧化铝分解小循环泵节电改造实践

廖智勇

摘要：本文介绍了氧化铝厂分解工序的小循环泵作用，实际运行过程中遇到的问题，介绍了降低小循环泵电耗的措施，取得了较好效果，并提出了立盘出料分解槽自循环改造的实用推广价值。

关键词：小循环泵；选型；自循环；节电

某氧化铝厂分解工序采用一段法种分分解工艺，将控制过滤送来的精液经过板式热交换器降温后在晶种槽中与种子过滤机的滤饼混合均匀，然后用晶种泵送往分解首槽，在直径为14米的大型平底机械搅拌分解槽内进行44小时左右的晶种分解。立盘过滤机由立盘出料分解槽槽上空进料，立盘出料分解槽料浆通过加入了提料风的提料管自压至缓冲槽，缓冲槽的料浆用小循环泵送往立盘出料分解槽。

立盘出料分解槽容积一般为4000m3以上，内部料浆为铝酸钠溶液与氢氧化铝的混合物，固含约700g/l。实际生产中，为保证立盘出料分解槽搅拌不被不断下沉的氢氧化铝压死，其底部料浆必须不断通过提料管流入缓冲槽，其流量大小主要取决于小循环泵流量。

小循环泵设计选型流量为250～630m3/h，扬程为45～37m，功率为250KW。实际生产过程中，缓冲槽液位通常控制在30%，此时小循环泵流量约500m3/h，泵运行功率约170KW，能满足生产需要。

1 生产过程中遇到的问题

1.1实际生产过程中，我们发现小循环泵流量不低于350m3/h即可满足生产需求。缓冲槽液位通常控制在30%左右，此液位高度时实测小循环泵流量约500m3/h，当缓冲槽液位更高时小循环泵流量更高。由此可知，小循环泵实际流量比生产需求流量明显偏高。根据离心泵轴功率计算公式 可知，由于泵流量偏大，存在一定程度上的电耗浪费。

1.2通过在小循环泵进出口安装压力表，并根據测量的小循环泵流量、小循环泵功率、料浆密度，计算得到小循环泵实际扬程约33米左右，小循环泵效率仅44%左右，对照泵选型扬程45～37米可知，泵扬程选型偏高，小循环泵已偏离最佳效率点运行，存在一定程度上的电耗浪费。

1.2.1 实测运行数据

1.2.2 因泵入口和泵出口安装的压力表垂直距离为1米，根据 可知，泵实际扬程为32.9米。

1.2.3根据离心泵轴功率计算公式N=ρgQH/η，以电机效率95%，计算泵效率仅44%。

1.3小循环内径为200mm，以小循环泵流量约500m3/h计算，小循环管内料浆流速达到4.4m/s，远高于此工况条件下料浆流速2～3m/s的设计经济值，并由于输送介质氢氧化铝硬度相对较高（莫氏硬度为2.5～3.5），因此过高的流速造成小循环管的管件和管道磨损较快。小循环管经常出现磨损泄露现象，造成检修频繁。

2 降低电耗的改造实践

当前氧化铝行业市场竞争激烈，降低生产成本势在必行。为降低成本，采取了以下措施。

2.1 根据生产实际情况，对小循环泵重新选型，选择流量约260～380m3/h，扬程约36～30米，功率为90KW的离心泵，替换原有小循环泵。

2.1.1 更换小循环泵时，启动大循环泵从缓冲槽进料，送往立盘出料分解槽，代替小循环泵功能，保证立盘出料分解槽底部浓料继续被排出，从而保证生产的连续稳定。

2.2 对立盘出料分解槽出料溜槽进行改造，实现“自循环”，保证“自循环”能力在400m3/h以上，助力小循环泵流量降低后不影响正常生产。在小循环泵叶轮磨损、缓冲槽液位较低时，小循环泵流量降低后，立盘出料分解槽底部浓料始终保持较大流量顺利排出，从而保证分解槽稳定运行。

2.2.1 在提料管附近的溜槽侧壁平面上开1个方形孔，并制作1个活动插板；在靠分解槽壁附近的溜槽上安装1个的活动挡板，活动插板和活动挡板均以插槽形式固定在溜槽上。

2.2.2 正常生产过程中，打开溜槽侧壁活动插板，关闭溜槽出料活动挡板，保持固定大小的提料风量。当立盘出料分解槽液位低时，分解槽底的料浆通过提料管进入溜槽，然后通过溜槽侧壁开孔返回自身分解槽，实现“自循环”，保持立盘出料分解槽液位不过低，并避免分解槽底固含过高而威胁分解槽搅拌运行。当立盘出料分解槽液位较高时，大部分分解槽底的料浆继续通过提料管进入溜槽，只有小部分分解槽顶的料浆通过开孔或从溜槽顶部进入溜槽，然后进入缓冲槽。

3 改造后的效果

3.1 由于立盘出料分解槽底部浓料始终保持大流量排出，底部固含不会偏高，立盘出料分解槽和缓冲槽搅拌运行稳定，运行电流更为平稳，与之前相比，略有下降。

3.2小循环泵运行功率明显降低，由改造前170KW下降到65KW，节电率达62%。

3.3 改造后，小循环管内流速降至约2.8m/s，小循环泵的管件和管道基本未再出现磨损泄露现象。

4 结语

4.1 通过对小循环泵进行重新选型和对分解槽出料溜槽改造，在满足生产的前提下，节约了电耗和检修维护费用，降低了生产成本，取得了较好效果。

4.2 立盘出料分解槽溜槽改造方式，可推广应用到其它分解生产线，并为解决类似问题提供参考。对于两条分解生产线公用缓冲槽，立盘出料分解槽液量经常不平衡的尤为适用。

4.3 氧化铝实际生产过程中，因提产等原因，离心泵输送物料流量或浓度有时会与设计值发生变化，部分离心泵运行效率可能降低，或者已不能满足生产需要，此时应根据实际需要的流量和扬程重新选择泵型，尽可能选择高效泵，可获得较好的收益。

参考文献：

[1]《化工原理》 化学工业出版社.

[2]《工程流体力学泵与风机》化学工业出版社.