电解铝生产工艺压缩空气系统分析与综合治理论文_石宝成

摘要：电解铝生产工艺中使用压缩空气的环节主要有氧化铝输送、电解铝生产、阳极组装和铸造等环节，压缩空气分摊电量占电解铝动力单耗约40%，其中氧化铝输送和电解铝生产用风量占比约90%以上。因此，加大对压缩空气系统的分析和治理，对降低电解铝综合电耗，提高企业生存能力具有极其重要的意义

关键词：电解铝；工艺；压缩空气；分析；治理；

1潜力分析及原因

上表是内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司2013年至2019年电解分厂压缩空气使用情况统计分析，截至2019年7月份，由于管理不善，导致压缩空气用量大幅升高，影响吨铝综合电耗上涨约70kWh/吨，原因分析如下：

（一）打壳系统泄漏

1.内部泄漏：

原因：活塞密封圈磨损严重，或缸筒磨损严重，导致活塞与缸桶之间间隙过大。

现象：打壳或提升打击头无力，回气管排气量过大

2.外部泄漏：

现象：无法形成下料口附近物料堆积，严重时提升打击头无力。

（二）下料系统泄漏

原因：活塞密封圈磨损严重，或缸筒磨损严重，导致活塞与缸桶之间间隙过大。

现象：回气管排气量过大

（三）换向电磁阀泄漏

原因：换向阀密封圈磨损

现象：回气管长时间排气、上下端盖漏气

导致以上系统泄漏的根本原因为设备维护保养存在严重缺失，主要表现有以下几方面：

1.三连件汽水分离挡板及金属滤网拆除，使末端用气失去保护。

2.气控柜前端油雾器基本停用，导致定容器气缸、活塞失去润滑保护，增大磨损程度。

3.槽上部油雾器加油、维护条件恶劣，导致油脂恶化、雾化带油困难，最终导致打壳气缸、活塞缺乏润滑保护，增大磨损程度。

4.油雾器加油记录不实，无法分析实际耗油情况。

（四）非正常排放：

由于压缩空气系统曾经出现过带水现象，冬季还曾经因为压缩空气带水造成末端槽无法打壳下料。导致操作人员在发现带水现象后长时间排放，关闭不及时，造成大量压缩空气泄漏。（操作依据详见附1）

（五）系统压力过高：

由于打壳、下料、换向阀等机构存在大量泄漏问题，导致打壳无力，影响下料。为确保生产，被迫提高系统工作压力，而在泄漏问题得到治理前，造成大量压缩空气泄漏损失。（操作依据详见附2）

（六）打料系统内漏排查与方式调整不及时

目前浓相打料系统日均用风量比历史最好水平高26445Nm3/d

通过sis系统记录分析，系统在停止打料期间存在约1000Nm3/h基础负荷，未能及时排查系统阀门是否存在内漏缺陷或是否有不合理的用风点。

2 主要治理措施及效果

（一）2019年6月12日根据数据统计发现浓相打料系统日均用风量从5月中旬开始出现明显上涨，经现场检查确认是由于氧化铝堆栈卸料溜槽阻力大，溜槽风机风压不能满足送料要求，在未告知调度的情况下，将溜槽用风方式由溜槽风机供风改为压缩空气供风。之后，未办理流程异动手续即纳入正常生产工艺流程。造成日均打料用风量上涨。针对此问题生产管理部组织召开专题会，分析了原因，制定了整改要求，电解分厂按照要求利用一周时间彻底清理了积料，检查了溜槽气室和排气箱布袋，6月24日恢复了溜槽风机运行。

（二）2019年7月份生产管理部组织重点对压缩空气使用情况进行了全面排查，7月17日针对电解一车间及净化一车间压缩空气系统设备及使用环节存在的问题组织召开专题会，会上指出一是不合理用风现象仍然能存在。二是气动设备日常维护保养严重缺乏。三是用风管理不到位，常排气现象普遍。四是设备漏风缺陷频发，消缺人力和备件不足导致缺陷无法及时处理。针对以上问题，生产管理部建议分厂从维护保养入手，在确保设备能够得到良好养护的条件下逐步消除缺陷，降低槽控箱控制压力，提高设备良好运行周期，减少缺陷数量，从而形成设备治理良性循环。电解分厂对以上要求给予了积极的响应，取得了非常好的效果。

（三）为进一步减少空压站耗电量，生产管理部在综合分析供风负荷与干燥器通过能力及干燥能力后建议停止一台干燥器运行，此方案于8月1日实施。由于退出一台干燥器运行后，减少了干燥器再生次数，减少了由于再生造成的对空排放损失，可减少空压站耗电量约800kWh/天。

（四）2019年8月30日生产部根据压缩空气系统长时间卸载的现象，向公司申请尝试停止一台空压机运行，公司领导同意后于8月30日16:28停止#2空压机运行，提前实现部分时间两台空压机运行方式。随着电解一车间用风治理逐渐深入，日均用风量继续大幅度下降，从9月2日开始空压站运行方式实现全天两台空压机稳定运行。

3总结

通过对电解分厂压缩空气系统的综合治理，成功实现减少一台空压机运行，使电解车间日均用风量下降101519 Nm3/d，氧化铝输送系统日均用风量下降7797 Nm3/d，影响电解铝用电单耗下降55.84kWh/吨，在整个治理过程中，大部分采用了分析、调整和修旧利废的手段，没有发生大量的备件费用和技改费用，真正体现了“时间短、见效快、成本低”的管理理念，对生产费用极度紧张条件下企业的挖潜增效提供了有力支持和参考。

附1：饱和空气含水量计算表

根据饱和空气含水量计算，不同相对湿度条件下的空气被压缩后产生的凝结水量会出现很大变化，当空压站不能及时排放时，就需要末端用户通过人工排水及时把水排掉，以免影响气动元件工作，如果末端用气点长时间出现大量带水，应向空压站管理单位反馈，及时调整排水间隔时间或排查其他原因。

附2：多高压力能够满足打壳需要？

打壳气缸的内径为16cm，活塞受力截面积约200cm2，当压缩空气压力为0.1Mpa时，在活塞上能够产生约200kg的推力，如果用来提升打击头，0.1Mpa的压力应满足使用。考虑壳面硬度较大及不可避免的内漏原因，系统工作压力设定在0.4Mpa应该能够满足使用。

因此，在泄漏缺陷治理完成后应及时调低三连件调压阀压力。

参考文献

[1]内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司电解分厂电解一车间运行规程

[2]沈维道 郑佩芝 蒋淡安.工程热力学（第二版）

论文作者:石宝成

论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 20期

论文发表时间:2020/3/16

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