管道化溶出能耗分析及节能措施探讨

溶出车间所用燃气为煤气车间两段式煤气发生 炉所产的低热值煤气，分别供 ４台熔盐炉加热高温 熔盐，高温熔盐走 ５级熔盐加热段套管预热器的壳 程，间接对经矿浆换热和八级乏汽预热后的生料浆 进行逆流加热。
表 １和表 ２分别反映了近五年来溶出车间电单 耗和燃气单耗占全厂总单耗的比重情况。统计表 明，溶出车间的电单耗将近占全厂总电单耗的四分 之一，熔盐系统燃气单耗将近占全厂总燃气单耗的 ６０％。
１ 溶出车间用能概况
河南某拜 耳 法 氧 化 铝 厂 （以 下 简 称 “河 南 某
SWT5
SWT1
BWT1
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K1
K8
L1
L8
T1 T2 T3 T4 T5 T6
E1
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E9
图 １ 管道化溶出工艺流程简图
作者简介：李峰杰（１９７８－），男，山西临猗人，高级工程师，主要从事氧化铝生产、设备和技术管理工作。 收稿日期：２０１８－０４－１８
（ＨｅｎａｎＳｉｎｏ－ＡｍｅｒｉｃａｎＡｌｕｍｉｎｕｍ Ｃｏ，．Ｌｔｄ，．Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５２４７０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｐｏｗｅｒｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｕｂｅｄｉｇｅｓｔｉｏｎ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｓａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒｕｎｉｔｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｄｉａｐｈｒａｇｍ ｐｕｍｐａｎｄ ｔｈｅｔｏｔａｌｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｕｂｅｄｉｇｅｓｔｉｏｎ．Ｔｈｅｇａｓｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍａｔｅｒｉａｌｈｅａｔｅｘｃｈａｎｇｉｎｇ．Ａｓｅｒｉｅｓｏｆｔａｒｇｅｔｅｄｅｎ ｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄｗｈｉｃｈｈａｖｅａｃｅｒｔａｉｎｇｕｉｄａｎｃｅａｎｄｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｉｎｔｈｅｐｒａｃｔｉｃｅｏｆａｌｕｍｉｎａｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｕｂｅｄｉｇｅｓｔｉｏｎ；ｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ；ｓｏｌｉｄｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｌｕｒｒｙ；ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｉｏ
２０１８年第 １０期
轻 金 属
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管道化溶出能耗分析及节能措施探讨
李峰杰，赵海峰，闫冠宇，宋正建
（河南中美铝业有限公司，河南 郑州 ４５２４７０）
摘 要：通过对管道化溶出电耗构成进行分析，得到了隔膜泵电单耗和管道化溶出总电单耗模型。通过物料换热分 析，得到了燃气单耗模型。提出了一系列有针对性的节能措施，在氧化铝生产实践中，具有一定的指导和借鉴意义。 关键词：管道化溶出；能耗分析；矿浆固含；折合比 中图分类号：ＴＦ８２１；ＴＦ１１１．３１＋５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２ １７５２（２０１８）１０ ００１１ ０４
ＤＯＩ：１０．１３６６２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｑｊｓ．２０１８．１０．００３
Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｏｆｔｕｂｅｄｉｇｅｓｔｉｏｎ ａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｆｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｍｅａｓｕｒｅｓ
ＬｉＦｅｎｇｊｉｅ，ＺｈａｏＨａｉｆｅｎｇ，ＹａｎＧｕａｎｙｕａｎｄＳｏｎｇＺｈｅｎｇｊｉａｎ
２０１７年 ５７８６ ２６９ ０２１５１
平均值 ６０３５ ２７０６０ ０２２３０
年 份 溶出燃气单耗，ｍ３／ｔ－ＡＯ 全厂总燃气单耗，ｍ３／ｔ－ＡＯ
溶出燃气单耗比例
表 ２ 河南某厂溶出车间 ２０１３～２０１７年历年燃气单耗及比例
２０１３年 ７５５９０ １２６６２ ０５９７０
２０１４年 ７５２２６ １２７９３７ ０５８８０
目前世界上拜耳法溶出有两大类：压煮溶出和 管道化溶 出［１］。 拜 耳 法 生 产 氧 化 铝 溶 出 过 程 能 耗 大概占整个氧化铝生产过程的 ４６％左右［２］。研究 管道化溶出能耗构成，分析能耗的主要影响因素，采 取针对性节能措施，对氧化铝厂节能降耗具有重要 的现实意义。
厂”）采用的是典型的管道 －停留罐溶出工艺，其溶 出车间所用能源主要包括电和燃气（低热值煤气）。 原设计预脱硅盘管所用新蒸汽已改为第九级料浆自 蒸发器自产乏汽，不再消耗新蒸汽。该厂管道化工 艺流程如图 １所示。
年 份 溶出电单耗，ｋＷｈ／ｔ－Ａｌ２Ｏ３ 全厂总电单耗，ｋＷｈ／ｔ－Ａｌ２Ｏ３
溶出电单耗比例
表 １ 河南某厂溶出车间 ２０１３～２０１７年历年电单耗及比例
２０１３年 ６１８１ ２７４ ０２２５６
２０１４年 ６２０５ ２８１ ０２２０８
２０１５年 ６２４７ ２６７ ０２３４０
２０１６年 ５７５７ ２６２ ０２１９７
２０１５年 ７２０６２ １２３４８３ ０５８３６
２０１６年 ６３２２０源自文库１１３７７６ ０５５５７
２０１７年 ６５０２７ １１５４８ ０５６３１
平均值 ７０２２５ １２１４５９ ０５７８２
２ 管道化溶出能耗分析
２１ 电单耗构成及分析
管道化溶出的主要用电设备包括隔膜泵、各槽 搅拌、离心泵类物料输送设备、熔盐泵与风机设备及 各辅助设备等。 ２１１ 搅拌类设备
该电耗与贮槽规格及实际物料存储高度、桨形 尺寸、物料比重等因素有关，考虑到配料工艺指标限 制，可以认为搅拌类设备用电总量是固定的。此类 设备电单耗与实产成反比。因此，提高隔膜泵进料 量，降低二次矿浆折合比（即生产 １吨氧化铝所需 要二次矿浆的体积，以下简称“折合比”），均可以显 著摊薄此类设备电单耗。 ２１２ 离心泵类物料输送设备
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李峰杰 等：管道化溶出能耗分析及节能措施探讨
２０１８年第 １０期
溶出 车 间 的 主 要 用 电 设 备 包 括：隔 膜 泵、倒 料 泵、母液泵、Ｅ９泵、Ｋ８泵、稀释泵、熔盐泵、熔盐鼓风 机、预脱硅槽搅拌、稀释槽搅拌等。预脱硅工序原设 计流程为：预脱硅出料槽矿浆经出料泵打入高位槽， 与来自母液槽的循环母液在高位槽搅拌混合完成二 次配料作业 后 （此 过 程 混 合 后 的 矿 浆 称 为 “二 次 矿 浆”，氧化铝 工 业 术 语 ），由 增 压 泵 向 隔 膜 泵 进 料 端 喂料。经矿浆自压料流程改造，即脱硅矿浆从出料 槽下部自压出料，与母液泵送来的循环母液混合后 直接向隔膜泵喂料，现出料泵、增压泵及高位槽搅拌 均已彻底停用。