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1、稀释槽超压原因分析与防范措施 摘 要：稀释槽是连接压力容器的常压溶出，在高压溶出工序承担着料浆稀释的任务，在运行过程中由于管道结疤、打料、排水不畅以及节流孔板损坏等原因，极易发生超压现象，对设备和人身安全造成严重威胁。分析稀释槽超压产生的原因，针对性的采取防范措施，可保障稀释槽的安全稳定运行，避免因超压引起的各类安全事故。 关键词：稀释槽；超压；溶出 1 稀释槽流程简介 正常运行情况下，末级闪蒸槽的料浆经过节流孔板减压后进入稀释槽，在稀释槽内与沉降送来的一次洗液进行混合后经稀释泵送往稀释后槽。稀释槽内自蒸发产生的稀释乏汽由顶部管道进入水冷器，与循环上水进行直接热交换后由水冷器顶部进入安全槽，然
2、后排空。循环上水经过稀释乏汽加热后从水冷器底部流入热水槽，经热水泵送往沉降热水槽。在停车放料过程中，机组内的高压料浆经节流孔板减压后进入稀释槽，在稀释槽内与一次洗液混合后经稀释泵送往稀释后槽。稀释乏汽和循环水流程与正常运行情况下一致。 2 稀释槽超压原因分析 2.1 节流孔板损坏引起超压 与稀释槽相连的管道中有三根管道安装有节流孔板，其中两根放料管（用于机组放料，孔板芯内径50mm）和一根进料管（用于正常运行，孔板芯内径275mm）。节流孔板的原理是利用管径的变化和流体体积的变化改变流体的压力。孔径越小其减压效果越明显。然而，在生产过程中受料浆的冲刷容易造成节流孔板的磨损，严重时会造成孔板芯脱
3、落，失去节流减压的效果，从而造成稀释槽内压力升高。 由于进料管节流孔板芯内径与进料管道内径（300mm）相差不大，且前端压力较低（0.8-1.5bar）在正常运行情况，节流孔板失效，对稀释槽内的压力影响并不明显。但在机组放料情况下，节流孔板失效将会引起稀释槽内压力大幅上升和乏汽带料，造成稀释槽超压和排空乏汽带料，严重威胁人员、设备的安全，而带料的乏汽也会造成环境污染和人身伤害。 2.2 乏汽管道堵塞引起超压 正常运行和机组放料过程中，稀释乏汽常常带料，特别是在机组放料时，由于料浆温度高、乏汽量大，带料现象更为严重。带料的乏汽长期在管道内流通，会引起管道结疤，结疤厚度可达20mm以上，部分死角位
4、置局部结疤更为严重，且硬度高。管道结疤导致乏汽管路内径变小，过汽能力降低，引起压力升高。此外，管道结疤在震动时可能脱落，造成管路局部堵塞，引起稀释槽超压。 循环上水所使用的水源，主要有生产水、循环水、赤泥回水等，部分企业经过改造后还可将浓盐水并入水冷器的循环上水。生产水和循环水水质较好，一般不会对管路造成影响，但赤泥回水和浓盐水水质较差，其中赤泥回水主要含有碱和赤泥（主要成分为铝硅酸钙和钠硅渣），浓盐水含有高浓度的钙、镁离子。这两类水源进入水冷器后，会被乏汽带入管路，产生结疤，从而引起稀释槽超压。 2.3 打料不畅引起超压 稀释泵若出现打料不畅，槽内料位上升，淹没乏汽管，则槽内压力无法对外释放
5、，稀释槽前端的压力不断传递至稀释槽，表现为“只进不出”或“进多出少”，必然造成稀释槽压力快速上升。稀释槽淹没乏汽管后，一部分料浆通过溢流管流入地沟，而大部分来不急溢出的料浆会通过乏进管进入水冷器、热水槽以及安全槽，严重时会从乏汽排空管中喷出。含有高浓度碱的料浆会造成环境污染，并对周边设备和人员造成伤害。按排空管30m高度可近似计算出稀释槽内的压力在喷料情况下可达到3bar。受出料不畅的影响，系统的压力会不断在此积聚，从而引起稀释槽超压。 2.4 排水不畅引起超压 安全槽和热水槽与水冷器相连，运行过程中热水输送不畅将造成安全槽和热水槽液位上升，封堵稀释槽乏汽，造成稀释槽排汽不畅从而引起稀释槽超压
6、。若热水水位上升至水冷器则可能随乏汽管回流至稀释槽，造成稀释槽液位上升，进一步造成稀释槽压力上升。 3 稀释槽超压防范措施 3.1 节流孔板检查与更换 稀释槽进料管上的节流孔板与孔板座配合组成喷射管联合使用。孔板座内部采用特殊的堆焊技术可延长使用寿命，孔板芯表面采用耐磨合金材料制成具有较好的而磨效果。但孔板座的顶部、孔板与孔板座的连接处易产生局部涡流，使孔板座顶部、孔板与孔板座的连接处产生严重磨损，严重时会造成孔板座磨穿或孔板芯脱落，使节流孔板失效。为避免上述情况发生，首先在安装孔板时，应对孔板的规格进行调整，使孔板与孔板座配合严密，必要时采用堆焊方法填补连接处的间隙，减少涡流的产生。其次，在
7、每次倒煮检修时应当对孔板和孔板座进行检查，查看磨损程度，并及时对磨损的部位进行补焊。磨损严重的应及时更换，对于更换时间因工况条件不同存在差异，可根据每个倒煮周期的磨损量进行判断，留足安全余量。机组放料管上的孔直接安装在两段管道之间，主要的磨损部位在孔板与管道的连接处和孔板芯与孔板的结合处。一般出现的情况是孔板下端（即靠近稀释槽端）的管道磨损和孔板芯脱落。因此，应定期对管道进行测厚，对孔板进行检查，及时更换磨损的管道和损坏的孔板。 3.2 结疤的预防与清理 结疤在氧化铝生产过程中危害严重，却无法避免，只能采用相应的措施进行预防，减少结疤的形成，并定期进行清理以减少结疤的危害，对于稀释槽附近管路结
8、疤预防与清理可以通过以下几方面解决。首先，控制循环上水水源的水质。重点控制赤泥回水含碱量和浓盐水的混合比例。大坝回水井对于的井口控制是控制赤泥回水水质的关键，根据大坝水位及时调整不同水平位井口的开闭，可有效避免赤泥回水的含碱量和泥量。而通过控制浓盐水的混合比例，利用其他水源对浓盐水进行稀释，降低水中钙镁离了浓度，可有效防止钙镁离子的析出，减少结疤。其次，定期对管路进行检查清理。乏汽管道，循环下水管道是检查的重点。每个倒组煮周期均需要打开水冷器进行检查，部分管道可采用定期开孔的方式进行检查，为检查方便可在管道上安装短管，用插板封堵，检查时只需拆开法兰取出插板即可。发现管道结疤后，可采用高压水进行
9、清理，有条件的企业可以利用已有的酸洗流程，经过局部改造后利用硫酸进行酸洗。 3.3 设备保养与管道防堵 稀释泵和热水泵分别负责稀释料浆和热水的输送，为避免因设备矿障造成的超压现象，需要对稀释泵和热水泵制定周密的保养维护方案，定期对设备进行倒换和检查，确保设备的安全可靠。同时，对于设备的配电系统需要增加备用线路并定期倒换和检查，避免因突然断电造成设备无法运行。管道防堵方面，重点是防范水冷器下水口和热水槽出水口的管道堵塞。由于水质原因和乏汽带料原因，循环下水可能含有较多的赤泥或析出钙镁盐，在水冷器底部和热水槽底部积聚造成水冷器下水口和热水槽出水口堵塞。另外，脱落的结疤块也可能造成管道堵塞。因此，必
10、须定期对水冷器底部和热水槽底进行清淤，同时利用筛网（孔径20mm左右）对水冷器下水口和热水槽出水口入进行过滤。由于积料可能堵塞筛网，造成水流不畅，不可直接将筛网安装在水冷器的下水口和热水泵的出水口，而是将筛网制成一定高度的栅栏，从侧面隔开下水口和出水口，顶部不予封闭。如此，即可起到过滤的作用、又可保证筛网长时间运行被堵后，热水可溢过筛网从顶部进入下水口和出水口，避免水流不畅引起的超压现象。 4 结束语 稀释槽超压的主要原因是节流孔板失效、管路堵塞、热水和料浆流程不畅，造成入口压力升高或槽内压力积聚，危及设备及人员安全。通过对节流孔板、循环上水水质、泵类设备等制定相应的控制保障措施，及时清理管路结疤和积淤，并对局部管口加装筛网，可有效地防范稀释槽超压，保障设备安全稳定运行，避免设备及人身伤害。 参考文献 1张健，李海东.拜尔法溶出压煮器火烧结疤分析J.中国新技术新产品，2014，4：139-140. 2吴庆君，梁康.浅谈高压溶出稀释槽冒槽管改造J.中国新技术新产品，2013，24：144.第 6 页 共 6 页
