年产40万吨拜儿法氧化铝溶出车间工艺技术总结.doc

年产40万吨拜尔法氧化铝溶出车间工艺技术总结
溶出工程是整个氧化铝项目的心脏，包括常压脱硅、高压泵房，单导管预热、溶出及稀释、溶出酸洗站五个工艺子项。由于整个溶出系统工艺流程先进，属高温、高压、强腐蚀，且设备单体重量大，工艺复杂，技术要求高，并且没有工艺流程图，因此，在干完溶出工程后对其工艺进行一下技术总结。
一、 按其管道输送的介质分为：料浆管道、新蒸汽管道、二次蒸汽和不凝性气体管道、冷凝水管道、热水管道、压缩空气（含动力风、仪表风）管道、循环水管道、硫酸管道、泵的冷却水轴封水管道、润滑油管道及污水管道。以上管道系统又以料浆管道、新蒸汽管道、二次蒸汽和冷凝水管道系统的管路最为复杂，技术要求高、难度大。
1、 料浆流程

Ra101~106
Pc107、Pc108
Tt101
Nt101~Nt112
Ra113~122

Ra107~112

TP102
Pd101、pd102
Pc107、Pc108

Tt102、Tt103

Tp101
Td101~108
原料磨来料

Ra123~125

去分离沉降槽

2、 新蒸汽及其冷凝水系统
Nt113、Nt114
Pc113、Pc114
Np113~Np117
Ra113~Ra117管束
热电厂来60bar新蒸汽
沉降热水站

3、 闪蒸器NT101~NT112的二次蒸汽及其冷凝水系统
Np109冷凝水罐

Ra109管束

Nt109二次蒸汽

Np110冷凝水罐

Ra110管束

Nt110二次蒸汽

Nt111二次蒸汽

Np111冷凝水罐

Ra111管束

Np112冷凝水罐
Ra112管束
Nt112二次蒸汽

沉降热水站
冷凝水泵Pc116

冷凝水泵Pc115
Np104冷凝水罐

Ra104套管

Nt104二次蒸汽

Np108冷凝水罐

Ra108管束

Nt108二次蒸汽

Np101冷凝水罐

Np102冷凝水罐

Np103冷凝水罐

Ra101套管

Ra102套管

Ra103套管
Nt101二次蒸汽

Nt102二次蒸汽

Nt103二次蒸汽

Np105冷凝水罐

Np106冷凝水罐

Np107冷凝水罐

Ra105套管

Ra106套管

Ra107管束

Nt105二次蒸汽

Nt106二次蒸汽

Nt107二次蒸汽

Pc105

Td101
Td102

Td103

热电厂送6bar低压蒸汽
新蒸汽自蒸发器Nt113、Nt114
Pc106

4、新蒸汽自蒸发器Nt113、Nt114，热电厂来的6bar低压蒸汽及其冷凝水系统

以上溶出车间的详细工艺流程见图（一）、图（二）、图（三）

二、 在施工过程中应注意的几个问题
1、 由于溶出的材料错综复杂，材质多、规格多、连接形式多、压力等级多，同种规格的管道就有很多种，例如φ273的无缝钢管就有φ273×15、φ273×13、φ273×12、φ273×11、φ273×10、φ273×86种。法兰连接形式更是多种多样，有突面带颈平焊法兰、突面对焊法兰、凹凸面带颈平焊法兰、凹凸面对焊法兰、环接面带颈平焊法兰、环接面对焊法兰、榫槽面对焊法兰。相对应的法兰密封形式如下表：
法兰密封面形式
垫片的形式及种类
环连接面
椭圆金属环垫
榫槽面
A型金属缠绕垫片
凹凸面
B型金属缠绕垫片
平面或突面
C、D型金属缠绕垫片
注：A型金属缠绕垫片为基本型，B型金属缠绕垫片为带内环型（即带有加强圈）C型金属缠绕垫片为带外环型（即带有定位环），D型金属缠绕垫片为内外环型（有加强圈和定位环）
所以我们在提交材料预算时要仔细核对，确定其连接方式、材质及规格，不要混为一谈。在使用材料时候一定要严格把关，不要错用、串用。
2、 由于溶出的设备比较多：
a、溶出主厂房有：19台压煮器、12台闪蒸器、2台脉冲缓冲器、17台冷凝水罐、2台新蒸汽自蒸发器、1台稀释槽、2台稀释后槽、6级单导管预热器、2台热水槽、3台污水槽、3台污水泵、2台稀释后泵、2台稀释泵、2台热水泵、2台二次气冷凝水泵、2台新蒸汽冷凝水泵、1台多级泵
b、常压脱硅有：8台脱硅槽、1台脱硅冷凝水罐、2台除沙泵、2台循环泵、2台冷凝水泵、1台污水槽、1台污水泵
c、高压泵房有：2台空压机、2台高压储气罐、3台隔膜泵（一期只上2台）
d、溶出酸洗站有：1台浓酸槽、2台稀酸槽、1台回酸分离器、1台空气干燥器、2台浓酸泵、2台稀酸泵、1台污酸槽、1台污酸泵
并且设备的压力等级也不一样，有1.0MPa、1.6MPa、2.0MPa、5.0MPa、11.0MPa等。所以在准备与设备相连接的法兰材料时，一定要仔细查阅设备图纸或是现场实际测量，以确保准确无误。
3、 由于溶出的工艺比较复杂，在提材料时一定要仔细阅图，不能在提材料时只是照抄材料表，要仔细核对，特别是12台闪蒸器的过料管为180°煨制弯头，图纸给的弯曲半径为水平半径，而2台相邻的闪蒸器的进出口管都存在不同的高差，那就是说实际需要的弯曲半径是斜长尺寸，这一点要注意。还有闪蒸器进出口管上有2个15°煨弯，1个50°煨弯，这3个煨弯的弯曲半径未给，但是该弯曲半径不能大，因为弯曲半径加大其煨弯所对应的弧长加长，就会给施工带来很大的麻烦，按照现场的实际经验，只需要1.0D~1.5D就足够了，并且弯头的两端要带一定的直管段，便于现场施工，减少焊缝。
4、 为了方便在设备出现故障时进行检修，或者实际生产过程中有的设备可以不用，所以该工艺的料浆流程有许多地方都要进行互换或倒换流程，利用弯头或插板进行倒换。为了使生产时用弯头倒换流程方便、快速，我们专门制作了一副胎具，在胎具上制作带法兰的弯头，使其弯头标准化，制作出来的标准化弯头可以在任何一个地方使用（指同种规格、同种压力），使其主流程全部具有可换性，大大提高了生产的效率。
5、由于高压溶出系统设备压力级差大，管段多，且规格、种类也很多，如单独测试管段，必须把已安装好的管子逐段拆下来，试完后再装上去，这样增加很大的工程量，并得加大量的盲板，且给设备连接的所有法兰密封情况检测不了。针对这一情况，我们采取系统试压方法，在保证压力容器设备压力试验不低于设计压力，不高于设计压力1.25倍的原则进行试验。下面将其试压方法及程序作如下总结：

a、 安全技术要求
1、 试压必须用清洁水，水温不能低于5℃
2、 安全阀不得参与试压，用盲法兰堵住。
3、 压力表校验合格，刻度极限为试验压力的1.5～3倍，精度不低于1.5级，压力表必须装阀门，表盘直径不小于100mm
4、 设备与管路充满水后，滞留在设备、管路的空气必须排净，外表保持干燥，待设备、管路壁温与液体温度接近时，才能缓慢升压，升压速度一般不应超过每分钟3bar。当达到试验压力的10％左右时，应做初步检查如未发现泄漏，可升至设计压力检查有无泄漏和异常现象，然后，继续升至试验压力，保持5分钟后降至工作压力进行全面检查。检查期间压力应保持不变。检查中若无破裂、变形及漏水现象，则认为试验合格。
5、 升压过程中，不能带压拧紧螺栓和敲击任何设备、管道。
6、 在压力试验过程中，检查人员不能正对着盲板检查，必须站侧向。
7、 试压合格后，用工业上水对设备、管道进行清洗，清洗前应将系统内的仪表加以保护，并将孔板、喷嘴、调节阀等拆除妥善保管，待清洗后复位。
8、 压力试验场地应有可靠的安全防护措施，非试压人员不得入内，试压人员严格服从指挥。各质保人员对工序进行严格监督检查，升压前必须经总负责人同意方可升压。试验过程中，不得进行与试验无关的工作。

b、 试压前的准备：
1、 工艺管道和仪表管道施工完毕，焊缝质量合格；
2、 焊口热处理完，管内、设备内清扫干净并封闭
3、 法兰、阀门螺栓紧固完毕
4、 支、吊架施工完毕，并符合设计要求
5、 按系统试验要求检查阀门的关闭情况，并检查盲板是否安装完毕
6、 上水进得来，下水排得出去
7、 高压注水泵试车完，52个电动阀试车完
8、 试压煮器筒体时，加热管束需装满水。
c、系统加水措施：

1、Nt101～112闪蒸槽及相应的冷凝水罐从生产用水管接一根临时管到高压注水泵Pc117进口管上，利用高压注水泵逐级升压至试验压力。
2、NP113～117及新蒸汽管道和NT113、114等从蒸汽总管处加水，利用电动升压泵升压。
3、TP101、TP102及19台压煮器，从高压注水泵Pc117出口至Ra122、单管放料管接临时管加水，升压至20～30bar，再利用电动试压泵升至试验压力。

d、试压流程及试验压力
Ⅰ、 TP101脉冲缓冲器
起止管网范围：从隔膜泵出口法兰至单套管进口法兰，以及单套管出口法兰到进入TP102的最后一个手动阀的弯头处为止。

隔膜泵出口法兰、单套管的进出口法兰、往稀释槽去的法兰， TP101放料到前槽的法兰，TP102的最后一个手动阀弯头处法兰均加堵板，进口Y型阀处在开启位置。
试验压力为86bar。

Ⅱ、 TP102及19台压煮器
即TP102－RA107-RA125
起止管网范围：从TP102进料管上的最后一个手动阀开始到第一级闪蒸槽进料管上的电动阀为止。
试验压力为65bar。

Ⅲ、 NT112、NT111、NT110与相应的压煮器的加热管束以及相应的冷凝水罐连在一起试压
NT112 NT111 NT110

RA112加热管束 RA111加热管束 RA110加热管束

NP112 NP111 NP110
起止管网范围：从NT112进料管上的电动阀开始至NT110出料管上的第一道法兰和NP107底部出水管上的疏水阀，顶部二次汽出口管上的法兰为止。
试验压力为33bar。

Ⅳ、 NT109、NT108、NT107与相应的压煮器的加热管束以及相应的冷凝水罐连在一起试压

NT109 NT108 NT107

RA109加热管束 RA108加热管束 RA107加热管束

NP109 NP108 NP107
起止管网范围:从NT109进料管上的法兰处开始，到NT107出料管上的法兰处和NP107出水管上的疏水阀，以及相应的冷凝水罐顶部二次蒸汽管上的法兰为止。
试验压力为21bar。

Ⅴ、 NT106、NT105、NT104与相应的套管预热器Ra106、Ra105、Ra104的蒸汽套管和相应的NP106、NP105、NP104连在一起打压。
NT106 NT105 NT104

RA106套管 RA105套管 RA104套管

NP106 NP105 NP104
起止管网范围:从NT106进料管上的法兰处开始，到NT104出料管上的法兰处和NP104出水管上的疏水阀，以及相应的冷凝水罐顶部二次蒸汽管上的法兰为止。
试验压力为11bar。

Ⅵ、 NT103、NT102、NT101与相应的套管预热器Ra103、Ra102、Ra101的蒸汽套管和相应的NP103、NP102、NP101连在一起打压。
NT103 NT102 NT101

RA103套管 RA102套管 RA101套管

NP103 NP102 NP101
起止管网范围:从NT103进料管上的法兰处开始，到NT101出料管上的法兰处和NP101出水管上的疏水阀，以及相应的冷凝水罐顶部二次蒸汽管上的法兰为止。
试验压力为5.4bar。

Ⅶ、 NP113、114、115、116、117与相应的RA113~122的加热管束和蒸汽总管一起试。
起止管网范围：从60bar蒸汽进口阀门至冷凝水罐出口管的手动阀为止。
试验压力为:75bar

Ⅷ、 Nt113、114单独进行试压
从Nt113、114进水管上的五个手动阀开始，到Nt113、114回水管进入热电厂第一个阀门和顶部6bar蒸汽管出口第一个阀门为止。
试验压力为7bar。

e、系统打压分段表
序号
设备名称
设计压力（bar）
试验压力（bar）
1
Tp101
69
86
2
Tp102及Ra107～125
52
65
3
NT112~NT110和Np112~ Np110
27～33
33
4
NT109~NT107和Np109~ Np107
16～21
21
5
NT106~NT104和Np106~ Np104
8～13
11
6
NT103~NT101和Np103~ Np101
4～6
5.4
7
Np113～117和Ra113～122加热管束
60
75
8
Nt113、114
6
7

6、溶出酸洗站的稀硫酸管道由于有强腐蚀性，所以要安装钢衬聚丙烯复合管，在安装该管道的时候必须注意几个问题：
Ⅰ、安装直管段的时候，直接安装衬好塑的管道，所以在提材料的时候一定要把尺寸掌握好，否则会导致整段管道报废。
Ⅱ、安装弯头及设备连接处管道的时候，要先安装无缝钢管，安装完毕后再拆下来衬塑，这样才能保证尺寸无误。不过在安装无缝钢管的时候，其两端法兰间的缝隙要充分考虑衬塑的翻边量（一般为5mm~6mm）和中间垫片的厚度，一般我们先插一块与其同样厚度的板辅助安装，这样就不会出错了。

三、溶出车间设备及其代号一览表

溶出设备一览表
设备名称
设备代号
数量（台）
所属子项
加热脱硅槽
Td101～Td103
3
常压脱硅
常压脱硅槽
Td104～Td108
5
常压脱硅
返沙泵
Pc101、Pc102
2
常压脱硅
循环泵
Pc103、Pc104
2
常压脱硅
低压蒸汽冷凝水泵
Pc105、Pc106
2
常压脱硅
脱硅污水槽
Ts104
1
常压脱硅
脱硅污水泵
Ps104
1
常压脱硅
低压蒸汽冷凝水罐
Np118
1
常压脱硅
空压机
Ac101、Ac102
2
高压泵房
隔膜泵
Pd101～Pd102
2
高压泵房
高压储气罐
Ta101～Ta102
2
高压泵房
脉冲缓冲罐
Tp101～Tp102
2
溶出及稀释
单导管预热器
Ra101～Ra106
6
溶出及稀释
预热压煮器
Ra107～Ra112
6
溶出及稀释
反应压煮器
Ra113～Ra122
10
溶出及稀释
保温压煮器
Ra123～Ra125
3
溶出及稀释
闪蒸器
NT101～NT112
12
溶出及稀释
稀释槽
Tt101
1
溶出及稀释
热水槽
Tt104、Tt105
2
溶出及稀释
稀释后槽
Tt102、Tt103
2
溶出及稀释
污水槽
Ts101～Ts103
3
溶出及稀释
冷凝水罐
Np101～Np117
17
溶出及稀释
二次蒸汽冷凝水泵
Pc115、Pc116
2
溶出及稀释
新蒸汽冷凝水泵
Pc113、Pc114
2
溶出及稀释
多级泵
Pc117
1
溶出及稀释
稀释泵
Pc107、Pc108
2
溶出及稀释
稀释后泵
Pc109、Pc110
2
溶出及稀释
热水泵
Pc111、Pc112
2
溶出及稀释
污水泵
Ps101～Ps103
3
溶出及稀释

图（一）：溶出工艺料浆主流程图

图（二）：二次蒸汽及其冷凝水系统流程图

图（三）：新蒸汽及其冷凝水系统流程图