鋁電解廠氧化鋁輸送系統(tǒng)改造

陸紹遠(yuǎn)

（中鋁國際工程股份有限公司貴陽分公司，貴州 貴陽 550081）

氧化鋁是電解鋁生產(chǎn)的主要原料之一[1，2]，氧化鋁輸送是指經(jīng)氧化鋁廠生產(chǎn)的氧化鋁，通過選擇合適的運輸方式，送至電解鋁廠氧化鋁存儲倉，為電解鋁生產(chǎn)提供原料。目前，氧化鋁輸送方式主要有以下幾種：散裝運輸、容器運輸、機(jī)械運輸?shù)萚3]，其中，采用散裝運輸時，需要建立氧化鋁倉庫，散裝氧化鋁在倉庫內(nèi)卸料后再通過機(jī)械輸送或濃相輸送把氧化鋁輸送至氧化鋁存儲倉，散裝運輸方式在卸料時粉塵飛揚大，工作環(huán)境惡劣，同時包裝袋也需花費費用。容器運輸主要采用汽車或火車罐車運輸，當(dāng)氧化鋁輸送距離較遠(yuǎn)時，可考慮采用容器運輸方式，優(yōu)點是輸送過程密閉，無粉塵飛揚，但容器運輸對運輸車輛占用時間長，容器罐車往往是空返至始發(fā)地，需支付車輛空返費用，機(jī)械運輸主要采用帶式輸送機(jī)輸送，只能用于短途氧化鋁輸送[4]。

隨著電解鋁生產(chǎn)規(guī)模的逐漸增大，對氧化鋁原料的需求也在增大，運輸成本也在增多，因此，選擇合理的氧化鋁輸送方式對節(jié)約生產(chǎn)成本顯得尤為重要。電解鋁廠在選擇氧化鋁運送方式時，應(yīng)根據(jù)企業(yè)自身情況及經(jīng)濟(jì)效益核算選擇合適的氧化鋁輸送方式，本文以國內(nèi)某電解鋁廠為研究對象，結(jié)合該廠自身情況，對該廠氧化鋁輸送系統(tǒng)進(jìn)行合理改造，節(jié)約生產(chǎn)成本。

1 氧化鋁輸送系統(tǒng)現(xiàn)狀

國內(nèi)某公司電解系列年氧化鋁需要量約244000噸，每天氧化鋁需要量660噸，目前，廠內(nèi)氧化鋁來料及卸料情況為散裝氧化鋁由火車槽罐車運入廠內(nèi)，通過稀相輸送系統(tǒng)送入卸料站旁的氧化鋁倉，再通過濃相輸送系統(tǒng)送入電解車間氧化鋁日耗倉。袋裝氧化鋁由火車或汽車運入廠內(nèi)，在拆袋平臺拆袋后，通過濃相輸送系統(tǒng)輸送至氧化鋁日耗倉。由于火車罐車卸料后，空車返回，產(chǎn)生返空費，增加了生產(chǎn)成本，而袋裝氧化鋁拆袋方式以割破氧化鋁包裝袋為主，包裝袋數(shù)量較大，并且氧化鋁袋割破后回收價值低，生產(chǎn)成本增加。

目前國內(nèi)有的電解鋁廠采用集裝箱裝運氧化鋁，以節(jié)省氧化鋁包裝袋的費用，而且集裝箱卸料可以大量節(jié)省人工，卸料效率更高，集裝箱卸料后可裝載鋁錠等產(chǎn)品外運，不產(chǎn)生返空費，可使生產(chǎn)成本降低。從國內(nèi)目前氧化鋁來料情況來看，采用散裝氧化鋁集裝箱運輸，減少袋裝氧化鋁來料是大勢所趨。

因此，本文對該廠內(nèi)電解氧化鋁輸送系統(tǒng)進(jìn)行改造，采用集裝箱運輸散裝氧化鋁進(jìn)廠，節(jié)約生產(chǎn)成本。

2 改造方案

2.1 工藝流程改造

圖1 氧化鋁輸送系統(tǒng)改造方案圖

由于來料方式改變?yōu)樯⒀b氧化鋁集裝箱供料，所以需新增卸料系統(tǒng)及配套的氧化鋁輸送系統(tǒng)。根據(jù)目前生產(chǎn)情況及廠區(qū)內(nèi)用地現(xiàn)狀，本次氧化鋁輸送系統(tǒng)改造如圖1所示，擬采用汽車卸料系統(tǒng)結(jié)合斗提機(jī)輸送和超濃相輸送的方案，方案如下：在現(xiàn)有對應(yīng)的3000噸氧化鋁存儲倉旁新建散裝氧化鋁卸料站，采用斗式提升機(jī)結(jié)合風(fēng)動溜槽的輸送方式將集裝箱卸下的氧化鋁輸送至3000噸氧化鋁倉中，供電解生產(chǎn)使用。從生產(chǎn)運行成本來看，斗式提升機(jī)結(jié)合風(fēng)動溜槽的輸送方式運行費用最低，每噸氧化鋁輸送運行成本只有濃相輸送的約為五分之一。

在電解廠房中間原有的氧化鋁日用料倉旁新建一個卸料站并配套安裝一套氧化鋁輸送系統(tǒng)，卸料站廠房面積18m×9m，并設(shè)置一臺5T電動單梁起重機(jī)，每套氧化鋁輸送系統(tǒng)包括料斗、風(fēng)動溜槽、風(fēng)機(jī)、風(fēng)管及閥門、斗提機(jī)、收塵系統(tǒng)、電控系統(tǒng)組成，其中，斗提機(jī)、風(fēng)機(jī)等分別設(shè)置兩臺，采用一用一備原則，保證輸送系統(tǒng)穩(wěn)定性，本次改造新增主要工藝設(shè)備如表1所示。

表1 氧化鋁輸送系統(tǒng)改造主要設(shè)備表

裝有集裝箱的汽車到達(dá)卸料系統(tǒng)處時，汽車車尾對位至料斗，人工或自動打開集裝箱端部門，氧化鋁通過汽車的液壓傾翻系統(tǒng)使集裝箱傾斜，倒出集裝箱內(nèi)的氧化鋁，氧化鋁通過料斗出料口進(jìn)入斗提機(jī)，斗提機(jī)將氧化鋁提升至含氟氧化鋁倉倉頂，通過風(fēng)動溜槽將氧化鋁送入新鮮氧化鋁倉，另外，為防止進(jìn)入凈化輸送系統(tǒng)出現(xiàn)問題時也能保證日常生產(chǎn)的持續(xù)穩(wěn)定性，在含氟氧化鋁倉頂斗提出料口設(shè)置三通切換閥，增設(shè)旁路通過溜管及風(fēng)動溜槽，也可將新鮮氧化鋁送入含氟氧化鋁倉。

每個集裝箱裝載氧化鋁27t計算，每套系統(tǒng)每天需處理9個集裝箱的氧化鋁，共243噸氧化鋁。按每個集裝箱運輸及卸車需30min考慮，即輸送能力需達(dá)到54t/h，配置一套卸料系統(tǒng)，系統(tǒng)每天工作8小時，平均每天一班工作，可滿足卸料要求。

2.2 收塵系統(tǒng)改造

針對本改造項目中集裝箱間斷卸料和卸料揚塵大且集中的特點，收塵系統(tǒng)改造如下：除塵器安裝于卸料站廠房外地坪，露天布置。卸料站地坑設(shè)置三面高截面收塵罩，收塵罩具有防卸料堵塞、自動卸料功能，該收塵罩不僅能有效地收集卸料揚塵，還能將收塵罩中沉降的粉塵在系統(tǒng)停運后自動卸載，最大限度減少人工的清理和維護(hù)。此外，為確保進(jìn)入除塵器的氧化鋁粉塵量盡可能少，收塵罩內(nèi)粉塵能自然沉降，有效減少進(jìn)入除塵設(shè)備的氧化鋁粉塵量，可提高過濾器過濾風(fēng)速，節(jié)約設(shè)備投資、占地和能耗。

除塵器卸料方式擯棄傳統(tǒng)螺旋卸料，采用開式風(fēng)動溜槽卸料，避免了機(jī)械磨損和后期維護(hù)，除塵器返回料也采用風(fēng)動溜槽輸送氧化鋁返回卸料地坑，同樣避免了機(jī)械磨損也降低了能耗。除塵器清灰采用在線脈沖清灰方式。

針對該項目斗式提升機(jī)一用一備的配置情況，收塵系統(tǒng)相應(yīng)進(jìn)行分別配置，以避免浪費。具體實施為斗式提升機(jī)兩條收塵管線獨立配置，并配置氣動蝶閥與斗提聯(lián)鎖控制，氧化鋁輸送時僅對應(yīng)開啟運行中的斗式提升機(jī)相對應(yīng)的收塵管線閥門。

除塵系統(tǒng)采用就地控制，在卸料站進(jìn)口方便操作位置設(shè)置就地控制箱，集裝箱卸料前時開啟系統(tǒng)，卸料完成后關(guān)閉系統(tǒng)，操作可靠、便捷，本次除塵系統(tǒng)改造收塵及風(fēng)量分配如表2所示。

表2 收塵系統(tǒng)收塵點及風(fēng)量分配

2.3 電氣及儀表控制改造

表3為本次改造用電負(fù)荷統(tǒng)計。根據(jù)工程改造用電負(fù)荷計算，本次電氣改造擬在原上料系統(tǒng)旁的現(xiàn)有凈化低壓配電室內(nèi)各設(shè)置一臺動力配電箱及一臺PLC柜，動力箱電源引自所在低壓配電室內(nèi)備用回路（如無備用回路則在低壓柜內(nèi)銅母排上打孔，用電纜聯(lián)結(jié)后引出至動力配電箱）。動力配電箱到現(xiàn)場設(shè)備電纜均盡量沿現(xiàn)有電纜橋架、電纜溝敷設(shè)，出橋架后穿管埋地敷設(shè)至設(shè)備本體。

表3 系統(tǒng)改造用電負(fù)荷表

另外采用PLC系統(tǒng)對上料系統(tǒng)進(jìn)行控制，儀表控制信號也一并連入本PLC系統(tǒng)，在PLC柜面板上設(shè)置觸摸屏對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。PLC控制系統(tǒng)通過以太網(wǎng)與現(xiàn)有控制系統(tǒng)相連，由現(xiàn)有控制系統(tǒng)上位機(jī)對氧化鋁上料系統(tǒng)進(jìn)行控制。

改造系統(tǒng)現(xiàn)場照明電壓采用交流220V，取自動力配電箱。燈具采用LED光源。容易造成觸電危險的場所設(shè)置12V或36V安全照明燈或手提檢修燈。

3 改造效果

根據(jù)本文改造方案，該廠氧化鋁輸送系統(tǒng)進(jìn)行了改造，運行一年以來，通過對比，氧化鋁輸送效率提高，工作環(huán)境改善，整個輸送系統(tǒng)人工成本減少，經(jīng)過核算，生產(chǎn)成本有所降低。

4 結(jié)論

本文根據(jù)國內(nèi)某電解鋁廠生產(chǎn)實際，通過選擇合理的氧化鋁輸送方式，對該廠氧化鋁輸送系統(tǒng)進(jìn)行了改造。運行實踐表明，改造后工人工作環(huán)境改善，氧化鋁輸送效率也有了明顯提高，同時，系統(tǒng)人工成本減少，生產(chǎn)成本也較改造前有了明顯減少，說明本次氧化鋁輸送系統(tǒng)改造效果明顯，為國內(nèi)該類型氧化鋁輸送系統(tǒng)改造提供實例參考。