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氧化铝溶出工艺管道内测厚机器人研发与应用

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成果主要完成人

贾万东、郝红杰、吕 松、赵加平、韩海健、赵 辉、张 弛、韩占海、刘汉银、谷凤飞、孙江波、吴仕献

项目概况

拜耳法氧化铝生产中大多采用管道化溶出工艺。将铝土矿与苛性碱溶液混合进入内管,通过外套管加热介质换热升温至溶出温度,铝土矿中的氧化铝和在高温高压条件下反应生成铝酸钠溶液。矿浆高速流动冲刷导致内管产生磨损,内管磨薄后发生爆管或刺穿,造成溶出系统紧急停车、加热介质(熔盐、蒸汽)污染、盐泵或锅炉损坏等一系列重大影响。如:发生一次熔盐污染,置换熔盐的费用超过100万元。且每一次泄露都伴随极大的安全隐患:高温高压矿浆刺穿设备、刺料伤人、盐罐进入大量矿浆如泄压不及时易发生爆炸、锅炉回水污染导致锅炉爆管等。 现有测厚技术不能对内管进行检测,目前行业内一般采用弯头裸露部位测厚,推断直管段磨损;内窥镜检测;运行3-5年内管翻面等做法来预防泄露刺穿。种种办法均不能准确检测管道磨损情况,避免事故发生。 针对这一行业难题,市场上目前没有能应用于内管的测厚设备。因此研发一款专门针对管道内管测厚的装置是非常有必要的,且投入使用后会有非常广泛的应用前景。 该成果采用管道机器人技术结合激光测距技术,该成果能系统扫描检测管道化内管形成测厚数据,建模,直观反映管道磨损情况;查找内管薄弱部位,有针对地制定检修计划,提前更换,有效预防刺穿事故发生;建立测厚数据跟踪,摸索形成磨损规律,为优化改造或翻面、换管提供数据支持,避免过修或欠修。解决了氧化铝溶出工艺内管测厚这一行业难题,市场竞争力强。 该成果首次实现小型化、远距离、从管道内部精确壁厚测量;首次应用激光测距技术实现套管换热装置内管测厚;首次有效预防刺穿事故发生提升管道运行经济性。 通过国家一级科技查新咨询单位,冶金工业信息标准研究院云南科技查新站(云南盼金美科技有限公司)查新,该技术国内尚未见相同的公开文献及报道,属于创新技术。 通过国家两位院士、中国有色工业两位教授级高工、一位清华大学教授组成的专家组进行科学技术成果评价,评价结果为:该产品关键技术达到国内领先水平,建议加快推广应用。 已申报2项专利。 产品投用后,每140万吨氧化铝产能生产线产生约1000万年经济效益;填补了行业空白,起到了行业示范作用;极大程度降低了压力管道运行安全风险与环境污染风险。 该成果经过省赛、国赛、擂台赛层层比拼,2021年12月获“2021年中国创新方法大赛”第一名。