浅谈全电流不停电启、停槽技术的研究与应用

1、浅谈全电流不停电启、停槽技术的研究与应用论文键词：全电流启停槽节能论文摘要：针对电解铝消费过程中新槽启动需要系列停电，超温波动，产量减少，阳极效应增多等的缺点，研制开发出全负荷不停电启动装置，起到节约资源，进步效益的目的。0引言电解铝消费，一般都采用冰晶石氧化铝熔盐电解法。该法是以冰晶石为熔剂，氧化铝为熔质，以碳素体做两极，然后在电解槽内通入强大的直流电。在940960温度下，在电解槽内产生电化学反响，在阴极上析出铝，阳极上产生二氧化碳和一氧化碳的混合气体。电解过程中还产生大量的烟气及粉尘，直接排入大气会对环境造成污染。电解槽烟气采用干法烟气净化及氧化铝超浓相输送工艺。该工艺采用氧化铝做吸附剂

2、，吸附电解烟气中的氟化氢以净化有害气体。吸附后的氧化铝除一局部做为吸附剂循环使用外，其余全部通过氧化铝超浓相输送系统输送到电解槽的料箱中，供电解消费使用，净化后的烟气排入大气。1阳极效应及对电解槽的影响阳极效应是铝电解消费过程中阳极上发生的现象，其效应对铝电解消费既有正面影响，也有负面影响。1.1阳极效应的正面影响：有利于电解质中炭渣的别离；可以使黏附在阳极外表上的炭渣得到清理；有利于熔化槽底的沉淀。1.2阳极效应的负面影响：发生阳极效应时，阳极上会产生碳氟化合物气体F4和2F6，并进入大气。虽不对大气的臭氧层有破坏作用，但它们是很强的温室效应气体，F4和2F6温室效应分别是2气体的6500倍

3、和9200倍；阳极效应会熔化槽帮结壳，使电解质分子比增加；阳极效应会增加电能消耗，进步电解质的温度；阳极效应会增加铝的损失特别是当使用鼓入空气或插入木棒的方法熄灭阳极效应时；阳极效应时，使阳极底外表附近电解质温度大幅升高，从而大大增加氟化盐的挥发损失。由以上可以看出，铝电解槽发生阳极效应对铝电解槽的负面影响大于正面影响。因此，先进的铝电解消费技术是努力降低电解槽阳极效应系数，一旦发生，要尽可能缩短效应时间。2问题提出消费中，所用电解槽采用低压大电流直流电源供电，且多台电解槽串联，而电解铝消费要求定期或不定期将一台或多台槽停电大修。在一百多年的电解铝消费历史中，目的电解槽停电或通电时，只好将全系

4、列断电，即其它非目的电解槽也需在这个时间内停顿供电。这不仅会影响整个系列电解槽的消费管理，降低槽寿命；这种大负荷波动极易对电网平安运行造成危害。对于铝电合一的电解铝企业，还导致发电量降低、能耗大幅度增加；而且将目的槽短路后再断开和接入的方式，由于系列电流太大，直接短路操作会产生能量很高的直流电弧，甚至可能引起爆炸，威胁人身和设备平安。频繁停、启槽会使槽温波动，减少产量，随之带来的是槽内条件变化，阳极效应发生，使消耗增高。因此，寻求系列槽不停电停、启槽技术的开发研究从来没有停顿过，但始终没有找到很好的解决方法。3可行性分析290kA电解槽以往通槽都将负荷压到10kA后，再进展短路口操作操作时，短

5、路口的电压降到2V以下。假如用两个气缸顶住短路口10个接触面中的4个相当于4个大分流，同时再增加小分流的数量，这样，短路口其余6个面的压降就相当小，人工操作即可将其翻开，然后，用气缸把压住的4个面也翻开，就能实现对电解槽不停电通槽。可采用不压负荷的通槽方法。3.1分流量的大小按50%进展计算。3.2气缸的选型：行程100拉力1000kg/2工作压力0.6Pa。3.3将装置接上气源、电源，在未接入母线回路的槽上进展动作试验，观察动作是否良好。3.4在准备通电的槽上加装大分流，安装好装置，将负荷压到200kA，观察效果是否良好。如不打火花且冲击电压在2.5V以内，那么进展第2次实验；将负荷压到25

6、0kA，再次观察，冲击电压在2.7V以内；可以进展第3次不压负荷，冲击电压在2.8V以内，短路口不再出现火花，即证明实验成功。4应用后的效益分析4.1节能效果减少效应在应用不停电启动电解槽技术前，电解槽启动和停槽均需要系列停电或降低系列负荷降至10kA后再进展操作，每一次操作需要30in。这不仅影响系列运行的稳定性，造成减产，又增加了阳极效应。每次启动至少增加效应30个。这里所谓效应系数，定义为每天24h发生阳极效应的频率次数；每个效应电压升高30V；效应时间为6in。电解槽设计寿命为15001800d，就是说，电解槽至少每5a需要重新砌槽一次。意味着每年有20%的电解槽要停槽大修重新启动。不

7、停电通槽技术操作已经作为一项工艺规程编入了公司技术标准，在以后的电解消费中纯熟应用。公司现有268台电解槽，每年的停槽大修量有54台，每年要进展不停电操作108次，每年节约电耗：单槽启动节电：2900.13030=26100kh大修启、停槽节电：261001082818800kh新槽启动节电，那么：26100184=4802400kh+7621200kh折合标煤：76212000.35/1000=2667.42t4.2增产效益如停电通槽或降负荷通槽的每天按30in计算，平均电流按150kA，电流效率按93%计算，与不降负荷通槽相比，那么少产铝为：(290kA0.3356g/A.h0.5h184台0.93-150kA0.33560.5h184台0.93)46次=184.92t。每吨按2万元算，不降负荷通槽多出产值：184.9220000=3698400元假设把全电流不停电启、停槽技术在全国进展推广普及应用，其效益非常宏大。5结语要使铝电解消费获得很好的性能指标，不仅要保持技术条件的平稳性，而且要建立良好的热平衡，同时，要最大限度减少无效电压，进步电流效率，以有效降低吨铝电耗。平稳的电解消费是各项技术条件综合作用的结果，各项