关于矿浆自蒸发器降低磨损的检修要领及应用

摘 要：氧化铝生产工艺中溶出机组矿浆自蒸发器是关键设备，主要作用是经过高温反应的铝酸钠溶液经过十级自蒸发器降温降压后送入下一工序进行分离。矿浆自蒸发器在每次的计划检修中都是检修的重点。本文结合实际检修情况阐述对自蒸发器检查维护的要领及相关应用，以达到保证溶出机组稳定运行的目的。

关键词：矿浆自蒸发器;磨损;检修要领;应用

一、溶出机组矿浆自蒸发器作用简述

矿浆自蒸发器是高温高压容器，其作用是：降温降压。套管停留段出来的溶出矿浆有很高的压力和温度，进入矿浆自蒸发器后，由于压力降低，矿浆沸腾，放出大量蒸汽，使矿浆得到冷却。溶出矿浆通过端部带孔板的进料管从矿浆自蒸发器的中心喷入，底部有一个耐磨锥体接受孔板喷嘴射进来的溶出矿浆，然后从伸入底部的出料口引入出料管进入下一级蒸发器。

二、磨损原因

溶出工序中为了降低生产中的总能耗，在高压溶出系统采用多级闪蒸工艺，通过降级降压和闪蒸使料浆在过料管中不停的流动且产生二次汽，用于料浆的预热，但是270℃高温料浆在过料管中高速的运动容易造成管道的磨损，在自蒸发器内冲刷耐磨锥、槽壁容易造成耐磨锥、槽壁的磨损。同时，由于料浆中高固含（285g/L）固体颗粒（-63μm，72∽78%）的存在和料浆本身具有的强碱腐蚀性，在料浆的高速运动中对过料管、耐磨锥、槽罐的摩擦、冲击、压力就更为剧烈，因此矿浆自蒸发器成为每一次溶出停汽检修的重点项目。

三、检修要领

1、自蒸发器检查、检修具备条件

1.1溶出机组在停车时必须打水降温要将自蒸发器的温度降至40℃以下，内部照明要充足，所有人孔全部打开确保通风良好，气体监测检验合格;

1.2人员的劳动保护用品要穿戴齐全，特别是防护眼鏡;

1.3槽内作业，外部要有安全监护人员。

2、检修中需要检查的具体内容及处理措施

2.1进料管及孔板：孔板虽然是耐磨件，但在矿浆的长期高速冲刷下会有破损，检查首先是用眼看表面是否有明显的破损或裂痕，然后还需要用手触摸孔板的内侧是否有磨损。处理方法：对进料管及孔板进行更换。

2.2耐磨锥：耐磨锥是伞型的设计，目的是减少冲刷。主要检查耐磨锥本体是否有矿浆冲刷形成的凹陷，然后根据凹陷的大小判断是否更换，依据是看耐磨锥在哪一级，前六级压力较高有凹陷就直接进行更换，后四级压力相对较低如果凹陷较小可以再用一个周期。同时检查耐磨锥的支撑架是否有严重冲刷，是否牢固，严重则加固、更换。

2.3汽液分离器：汽液分离器的主要作用是回收相对应的自蒸发器产生的二次蒸汽，对其主要检查以下项目：

①检查是否有因乏汽带料造成的冲刷，处理方法：打补丁补焊处理;

②检查底部下料管是否有堵塞，此处因处于最低点极易堵塞。处理方法：清理疏通，有必要时采用高压水洗打通或直接更换;

③内部是否积料，处理方法：清理干净。

2.4槽底槽壁状况：料浆从耐磨锥处溅射至槽壁，不仅对耐磨锥冲刷严重，也溅散开冲刷槽壁、槽底，导致槽壁、槽底衬板磨损。理论上来说蒸发器级别越高，压力越大、磨损也越严重，但我公司实际上是一、二级磨损较为严重，五、六级次之，其他级蒸发器不同程度磨损，这又与各蒸发器的工况不同有关了。

2.5出料管检查：因出料管采用双金属复合管制作，主要磨损将在内层锰络合金层脱落，如严重磨损则需要直接换管。同时，需要检查出料管伸入底部长度是否改变，因为我公司就出现过底部衬板层全部上浮导致出料管伸入管长度变短，施工人员误认为管道磨损、脱落导致施工方案错误延误工期的情况发生。

2.6过料管道检查：任何的过料管道的磨损泄漏都将导致带压堵漏或严重时将停车处理。磨损主要在于双金属管道内外层磨损、管道接合法兰的磨损、焊缝质量问题泄漏等等。主要措施有磨损点外部包瓦、补焊、直接更换。实际上，过料管磨损的根本原因在于料浆和过料管的内壁摩擦和冲刷所造成的，因此过料管道、法兰选型必须注意防止形成“挡圈”，即两连接管道、法兰内径不一致，管径进料管大出料管小，这就形成了极大的阻力，挡面易磨损。

3、其他注意事项

3.1备件运输注意：本公司采用耐磨备件极脆易碎易裂，这就需要在搬运过程中施工人员尤其注意了。如进料孔板座、双金属复合管、耐磨锥等在运输过程中必须增加防震防碰撞措施，运输吊装过程轻拿轻放，车辆运输加设软性填充物（如稻杆、破棉布等）或盒箱、木架、铁架包装。

3.2顶部人孔垫片安装注意：自蒸发器顶部椭圆人孔门使用石墨金属缠绕垫片密封，安装时，使用抛光机清理干净盖板及人孔密封面，接着盖板装垫片，用电动葫芦平衡吊起盖板接近人孔，调整四周间隙均匀后慢慢收紧2颗螺栓，大锤打紧，完工。

3.3耐磨锥中心尺寸调整：调整耐磨锥主要是调整耐磨锥顶点与孔板中心的对中距离、调整耐磨锥顶点与孔板下平面的距离。在长期的生产摸索中，我公司经过长期复杂的槽况动态磨损数据对比，进料喷管尺寸得到了定型，并固定了耐磨锥顶点与孔板中心的对中距离、耐磨锥顶点与孔板下平面的距离等数据，因此每次调整耐磨锥只要按照既定数据调整就行了，大大缩减了工作量。

四、实际应用

1、槽罐内部安装耐磨衬板。我公司参照原矿磨机内部衬板形式，在自蒸发器裙壁设计并加装了耐磨衬板。采用的耐磨衬板材质为高锰合金，尺寸300*700*厚度35mm，公母板联接，价格7500元/吨左右。我公司现场所有自蒸发器已全部加装裙边衬板完成，槽内检修工作量大大减少，并有力地保证了槽况安全稳定。

2、进料喷管标准件制作。我公司对进料喷管进行尺寸规格定型，制作标准件，将孔板、孔板座、大法兰、小法兰、厚壁无缝钢管使用特制工装制作成型标准件，保证了进料喷管的同一性及适用性。

3、汽液分离器周期性清理。每次停汽检修期间周期性对每个自蒸发器的顶部汽液分离器打开椭圆人孔清理内部积料结疤，疏通下料管。

4、过料管弯头加大曲率半径，减少管道磨损。我公司主要通过加大过料管弯头曲率半径加大冲角，减少了磨损，原设计弯头r=1D，后逐步加大至r=1.5D，现已到达r=2D。从实际应用现场检查结果来看，弯头加大曲率半径确实减少了过料管的磨损，说明此法有效。

五、结语

矿浆自蒸发器是溶出机组的关键设备之一，生产运行是否良好直接关系到生产能否持续进行。本文主要结合本公司的检修情况及应用进行论述，希望对相关的检维修人员有所帮助。

参考文献

[1] 毕诗文.氧化铝生产工艺.化学工业出版社.2006

[2] 肖纪美.应力作用下的金属腐蚀[M].北京：化学工业出版社.1990

作者简介：谢勇（1988.04—）;性别：男，民族：汉，籍贯：广西梧州人，学历：本科。