论文部分内容阅读
摘 要:结合当前的铀浓缩工厂吹洗工艺发展情况,探讨了铀浓缩工厂吹洗工艺优化方向,并结合自身的工作经验,重点探讨了真空泵的选型和设备改造等方面的工作,希望对于今后提升铀浓缩工厂吹洗工艺水平有所帮助。
关键词:铀浓缩;吹洗工艺;设备改造;工艺优化
0 引言
对于铀浓缩工厂气体吹洗系统来说,其主要是能有效解决厂房环境污染问题,特别是涉及到相应的容器、管道在进行拆装或者清洗中所存在的污染问题。尾气处理装置往往配置在气体吹洗系统中来进行尾气的专业化处理,尾气符合排放标准后方可进入大气。分析当前的吹洗工艺可知,主要涉及到以下内容。首先,针对厂房内的开放式操作来说,则应该进行拆装内腔的吹洗操作,先通过滑阀泵来实现对于内腔的多次破空以及深抽空操作,这样能够有效去除其内部的残余物料,并能将其冷凝至特定容器中。在进行拆装的之前,则需要利用喷射泵来保证吹洗系统的负压状态的要求,这样就能保证拆装点管道内有着可持续的大量空气[1]。对于拆装点内部的极少残留物料来说,可以跟随大量空气而带入气体吹洗系统,从而有效避免在此过程中发生环境污染事件,使得该开放式操作符合厂房的清洁和卫生安全需求。
1 现状及优化方向
1.1 吹洗工艺现状分析和思考
在实际生产中,吹洗系统使用喷射泵制造负压需要耗费大量的压缩空气,部分厂房配置相应的压空系统。其中,针对运行的喷射泵分析发现,喷射泵具有能耗大、效率低等缺点。在其抽空深度为410mmHg时,耗气量约为0.20kg/s。结合相应的选型要求,喷射泵采用60kW 的空气压缩机的配置一般才能符合要求。在开展吹洗过程中,启动空气压缩机则意味着较为严重的耗能问题。
同时,对于滑阀泵的工作特性进行分析,滑阀泵难以应用于长时间的抽空大气的作业环节,如果滑阀泵的进气压力在75mmHg之上,滑阀泵的排气口的气流就会很大,会在排气口产生喷油雾现象。对于产生油雾的原因进行分析,主要是考虑到进气压力往往比较高,就会提升泵内压缩腔的压力,这样就会发生在较小排气口的猛烈冲击情况,造成排气阀、小孔附近的油被雾化的问题。所以为了有效避免上述的问题,滑阀泵抽空的过程中,还应该重视如何手动控制泵前阀门,以便更好符合操作规范要求。
1.2 优化发展方向
规模化生产是铀浓缩行业未来的发展方向,在逐步提升的工厂生产规模的影响下,必将大幅度提升厂房内容器周转量,造成吹洗操作工作更加复杂化,这就应该对于现有的吹洗操作工艺进行改革以及优化,以便更好地符合容器的正常化运转要求。所以,应结合实践生产来积极探索高效、简洁的吹洗操作工艺发展则是必然的趋势。在优化方面,应加强工作真空区域的加宽处理,能够结合极限真空到大气压可连续运行的要求,控制好极限真空小于0.5mmHg的真空泵要求,并能进行滑阀泵及喷射泵的替代,避免存在频繁启动空气压缩机的情况。同时,结合系统的尾气排放标准等情况,则应该积极思考优化的吹洗操作,来有效替代多次破空抽空的操作情况[2]。
2 真空泵的选型
在选择真空泵的过程中,则要实现长时间连续的直抽大气,还能保证设备内腔抽空到小于0.5mmHg。经过相关的较为全面的调研分析,对比各类的真空泵情况,考虑到真空罗茨泵、爪式泵以及无油干式涡旋泵,进行综合性能、成本等方面的比较分析,结合项目要求情况,最后确定选择无油干式涡旋泵,简称为涡旋泵。采用这种泵主要是考虑到其具有泄露少、转子间隙小,能在工作中体现出较高的压缩比的特点,另外,还能实现较宽范围下的稳定抽速要求,具有比较宽的工作压力范围。
对于涡旋泵来说,其主要涉及到电机、泵头、机座等等部分,泵头的涡旋盘为圆形平面,其中能够伸出一条或者几条的渐开线型螺旋盘所组成,同样,也能构成涡旋泵的基本工作腔。在具体的工作过程中,则是通过动、定涡旋盘的相对运行,能有效构成容积逐步缩小的吸气腔和压缩腔。从而在这样的情况下,在吸气、压缩、排气的循环过程,满足气体的运动情况,符合被抽腔体抽真空的要求。
3 设备改造及试验
3.1 设备改造结合工厂生产条件,气体吹洗系统往往配置两套,一套备用。经过改造对比,能实现预期效果的基础上,方可对于另外一套进行改造。
3.2 抽空能力(速度)试验将破空点连续破空分别在厂房的近端、中端以及最远端来设置,然后,通过喷射泵和涡旋泵进行抽空相关实验,对于相关的压力数据进行记录,通过相关的抽空数据对比,可以明显地看出,涡旋泵的抽空能力比较强,能替代喷射泵的情况。
表1 涡旋泵和喷射泵抽空能力对比分析
3.3 抽空深度试验(1)系统抽空深度对涡旋泵本身的抽空深度来说,相应的抽空系统的抽空深度非常重要。也就是意味着涡旋泵能实现系统上拆装点内腔抽空的情况。这里结合工厂运行的要求,应该符合内腔深抽至 0.5mmHg 以下满足要求。这里结合相关的实验拆装点,进行分析测试。经过测试结果可以看出,在较短的时间内,涡旋泵能够实现厂房内不同点的内腔抽空至 0.5mmHg 之下,符合真空测量的要求。(2)对比滑阀泵抽空试验针对涡旋泵与滑阀泵的抽空深度对比来看,往往则是选择厂房远端及近端的拆装点进行。为了满足实际需求,进行环境模拟,在进行拆装点内腔破空至大气的过程中,也会让体吹洗系统的吹洗干管破空,这样就可以实现拆装点内腔连同整个吹洗干管的大气状态要求。通过相关的数据对比分析,当管道内压力比较高的情况下,涡旋泵的抽空能力则明显地在滑阀泵之上;在逐步降低管道压力的基础上,则能实现两个泵具有基本相当的抽空压力;如果继续降低管道压力,则会说明滑阀泵的抽空能力要稍好于涡旋泵。总体来看,两者的抽空能力基本差不多,能够实现拆装点内腔压力抽空至 0.5mmHg所需要的时间也差不多,能够说明涡旋泵替代滑阀泵的可行性。
4 结果
由此可见,通过對吹洗系统的优化,利用涡旋泵替代喷射泵及滑阀泵,在吹洗工艺上适当延长单次抽空的时间,能够有效实现系统的简洁以及节能的特点,实现操作程序大大简化,降低了工作人员的劳动强度,符合当前的新时代背景下的节能环保型社会的发展要求,也有利于铀浓缩企业的健康发展。
参考文献:
[1] 张玉春. 铀浓缩厂专用抽空系统的构建[J]. 科技创新导报, 2018年1期.
[2] 孙继全, 关成明, 庞殿玲. 无油干式涡旋泵在铀浓缩工厂的应用[J]. 科技视界, 2018年4期.
[3] 杨小松, 张进荣,刘太珍. 电调阀在铀浓缩工艺中的应用及工艺控制优化[J]. 铀矿冶, 2019年1期.
[4] 张玉. URENCO铀浓缩工厂建设现状与发展分析[J]. 建筑工程技术与设计, 2017年31期.
关键词:铀浓缩;吹洗工艺;设备改造;工艺优化
0 引言
对于铀浓缩工厂气体吹洗系统来说,其主要是能有效解决厂房环境污染问题,特别是涉及到相应的容器、管道在进行拆装或者清洗中所存在的污染问题。尾气处理装置往往配置在气体吹洗系统中来进行尾气的专业化处理,尾气符合排放标准后方可进入大气。分析当前的吹洗工艺可知,主要涉及到以下内容。首先,针对厂房内的开放式操作来说,则应该进行拆装内腔的吹洗操作,先通过滑阀泵来实现对于内腔的多次破空以及深抽空操作,这样能够有效去除其内部的残余物料,并能将其冷凝至特定容器中。在进行拆装的之前,则需要利用喷射泵来保证吹洗系统的负压状态的要求,这样就能保证拆装点管道内有着可持续的大量空气[1]。对于拆装点内部的极少残留物料来说,可以跟随大量空气而带入气体吹洗系统,从而有效避免在此过程中发生环境污染事件,使得该开放式操作符合厂房的清洁和卫生安全需求。
1 现状及优化方向
1.1 吹洗工艺现状分析和思考
在实际生产中,吹洗系统使用喷射泵制造负压需要耗费大量的压缩空气,部分厂房配置相应的压空系统。其中,针对运行的喷射泵分析发现,喷射泵具有能耗大、效率低等缺点。在其抽空深度为410mmHg时,耗气量约为0.20kg/s。结合相应的选型要求,喷射泵采用60kW 的空气压缩机的配置一般才能符合要求。在开展吹洗过程中,启动空气压缩机则意味着较为严重的耗能问题。
同时,对于滑阀泵的工作特性进行分析,滑阀泵难以应用于长时间的抽空大气的作业环节,如果滑阀泵的进气压力在75mmHg之上,滑阀泵的排气口的气流就会很大,会在排气口产生喷油雾现象。对于产生油雾的原因进行分析,主要是考虑到进气压力往往比较高,就会提升泵内压缩腔的压力,这样就会发生在较小排气口的猛烈冲击情况,造成排气阀、小孔附近的油被雾化的问题。所以为了有效避免上述的问题,滑阀泵抽空的过程中,还应该重视如何手动控制泵前阀门,以便更好符合操作规范要求。
1.2 优化发展方向
规模化生产是铀浓缩行业未来的发展方向,在逐步提升的工厂生产规模的影响下,必将大幅度提升厂房内容器周转量,造成吹洗操作工作更加复杂化,这就应该对于现有的吹洗操作工艺进行改革以及优化,以便更好地符合容器的正常化运转要求。所以,应结合实践生产来积极探索高效、简洁的吹洗操作工艺发展则是必然的趋势。在优化方面,应加强工作真空区域的加宽处理,能够结合极限真空到大气压可连续运行的要求,控制好极限真空小于0.5mmHg的真空泵要求,并能进行滑阀泵及喷射泵的替代,避免存在频繁启动空气压缩机的情况。同时,结合系统的尾气排放标准等情况,则应该积极思考优化的吹洗操作,来有效替代多次破空抽空的操作情况[2]。
2 真空泵的选型
在选择真空泵的过程中,则要实现长时间连续的直抽大气,还能保证设备内腔抽空到小于0.5mmHg。经过相关的较为全面的调研分析,对比各类的真空泵情况,考虑到真空罗茨泵、爪式泵以及无油干式涡旋泵,进行综合性能、成本等方面的比较分析,结合项目要求情况,最后确定选择无油干式涡旋泵,简称为涡旋泵。采用这种泵主要是考虑到其具有泄露少、转子间隙小,能在工作中体现出较高的压缩比的特点,另外,还能实现较宽范围下的稳定抽速要求,具有比较宽的工作压力范围。
对于涡旋泵来说,其主要涉及到电机、泵头、机座等等部分,泵头的涡旋盘为圆形平面,其中能够伸出一条或者几条的渐开线型螺旋盘所组成,同样,也能构成涡旋泵的基本工作腔。在具体的工作过程中,则是通过动、定涡旋盘的相对运行,能有效构成容积逐步缩小的吸气腔和压缩腔。从而在这样的情况下,在吸气、压缩、排气的循环过程,满足气体的运动情况,符合被抽腔体抽真空的要求。
3 设备改造及试验
3.1 设备改造结合工厂生产条件,气体吹洗系统往往配置两套,一套备用。经过改造对比,能实现预期效果的基础上,方可对于另外一套进行改造。
3.2 抽空能力(速度)试验将破空点连续破空分别在厂房的近端、中端以及最远端来设置,然后,通过喷射泵和涡旋泵进行抽空相关实验,对于相关的压力数据进行记录,通过相关的抽空数据对比,可以明显地看出,涡旋泵的抽空能力比较强,能替代喷射泵的情况。
表1 涡旋泵和喷射泵抽空能力对比分析
3.3 抽空深度试验(1)系统抽空深度对涡旋泵本身的抽空深度来说,相应的抽空系统的抽空深度非常重要。也就是意味着涡旋泵能实现系统上拆装点内腔抽空的情况。这里结合工厂运行的要求,应该符合内腔深抽至 0.5mmHg 以下满足要求。这里结合相关的实验拆装点,进行分析测试。经过测试结果可以看出,在较短的时间内,涡旋泵能够实现厂房内不同点的内腔抽空至 0.5mmHg 之下,符合真空测量的要求。(2)对比滑阀泵抽空试验针对涡旋泵与滑阀泵的抽空深度对比来看,往往则是选择厂房远端及近端的拆装点进行。为了满足实际需求,进行环境模拟,在进行拆装点内腔破空至大气的过程中,也会让体吹洗系统的吹洗干管破空,这样就可以实现拆装点内腔连同整个吹洗干管的大气状态要求。通过相关的数据对比分析,当管道内压力比较高的情况下,涡旋泵的抽空能力则明显地在滑阀泵之上;在逐步降低管道压力的基础上,则能实现两个泵具有基本相当的抽空压力;如果继续降低管道压力,则会说明滑阀泵的抽空能力要稍好于涡旋泵。总体来看,两者的抽空能力基本差不多,能够实现拆装点内腔压力抽空至 0.5mmHg所需要的时间也差不多,能够说明涡旋泵替代滑阀泵的可行性。
4 结果
由此可见,通过對吹洗系统的优化,利用涡旋泵替代喷射泵及滑阀泵,在吹洗工艺上适当延长单次抽空的时间,能够有效实现系统的简洁以及节能的特点,实现操作程序大大简化,降低了工作人员的劳动强度,符合当前的新时代背景下的节能环保型社会的发展要求,也有利于铀浓缩企业的健康发展。
参考文献:
[1] 张玉春. 铀浓缩厂专用抽空系统的构建[J]. 科技创新导报, 2018年1期.
[2] 孙继全, 关成明, 庞殿玲. 无油干式涡旋泵在铀浓缩工厂的应用[J]. 科技视界, 2018年4期.
[3] 杨小松, 张进荣,刘太珍. 电调阀在铀浓缩工艺中的应用及工艺控制优化[J]. 铀矿冶, 2019年1期.
[4] 张玉. URENCO铀浓缩工厂建设现状与发展分析[J]. 建筑工程技术与设计, 2017年31期.