GB 50850-2013 铝电解厂工艺设计规范

人人文库专用

中华人民共和国国家标准

铝电解厂工艺设计规范

Ccesses

GB50850-2013

主编部门：中国有色金属工业协会

批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部

施行日期：2013年5月1日

人人文库专用

中国计划出版社

2013北京

书

中华人民共和国国家标准

铝电解厂工艺设计规范

GB50850-2013

☆

中国计划出版社出版

网址：

地址：北京市西城区木樨地北里甲11号国宏大厦C座3层

邮政编码：100038电话：（010）63906433（发行部）

新华书店北京发行所发行

北京世知印务有限公司印刷

850mm×1168mm1/322.5印张59千字

2013年5月第1版2013年5月第1次印刷

☆

统一书号：1580242·030

人人文库专用定价：15.00元

版权所有侵权必究

侵权举报电话：（010）63906404

如有印装质量问题，请寄本社出版部调换

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第1603号

住房城乡建设部关于发布国家标准

《铝电解厂工艺设计规范》的公告

现批准《铝电解厂工艺设计规范》为国家标准，编号为

GB50850—2013，自2013年5月1日起实施。其中，第1.0.3条

为强制性条文，必须严格执行。

本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版

发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2012年12月25日

人人文库专用

前言

本规范是根据原建设部《关于印发〈2006年工程建设标准规

范制订、修订计划（第二批）的通知》（建标〔2006〕136号）的要求，

由贵阳铝镁设计研究院有限公司会同有关单位共同编制完成。

在本规范编制过程中，编制组进行了深入细致的调查研究，认

真总结实践经验，参考国内相关规范和国际先进标准，在广泛征求

意见的基础上，最后经审查定稿。

本规范共分16章，主要技术内容有：总则，术语，主要材料及

产品质量，电解工艺计算，电解槽设计，电解车间，工艺自动化控

制，变电整流所，阳极组装车间，氧化铝、氟化盐、电解质贮运及供

料，电解烟气净化，铝锭铸造工艺计算，铝锭铸造车间配置，抬包清

理，废渣处理及堆场，电解槽修理及电解辅修。

本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解

释，由中国有色金属工业工程建设标准规范管理处负责日常管理，

由贵阳铝镁设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。在规

范执行过程中如有意见或建议，请寄送贵阳铝镁设计研究院有限

公司（地址：贵州省贵阳市金阳新区金朱路2号，邮政编码：

550081），以人人文库专用供今后修订时参考。

本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：

主编单位：贵阳铝镁设计研究院有限公司

中国有色金属工业工程建设标准规范管理处

参编单位：沈阳铝镁设计研究院有限公司

中国铝业贵州分公司

青铜峡铝业股份有限公司

·1·

主要起草人：席灿明代国才胡向全杨涛邓翔

主要审查人：姚世焕王汝良陈才荣龚春雷侯新

王绍鹏谢青松刘永刚王有来刘永强

李刚罗斌

人人文库专用

·2·

目次

1总则…………………（1）

2术语…………………（2）

3主要材料及产品质量……（4）

4电解工艺计算……………（7）

4.1工艺计算………………（7）

4.2主要设备选型计算………（10）

5电解槽设计………………（12）

6电解车间…………………（15）

6.1一般规定………………（15）

6.2电解车间配置……………（16）

7工艺自动化控制…………（19）

8变电整流所………………（21）

8.1一般规定………………（21）

8.2供电电源与接线系统……（21）

8.3整流机组选择及谐波治理………………（22）

9阳极组装车间……………（25）

9.1一般规定………………（25）

9.2阳极组装车间配置人人文库专用………（25）

9.3阳极组装仓库……………（26）

10氧化铝、氟化盐、电解质贮运及供料……（27）

10.1一般规定………………（27）

10.2氧化铝贮运……………（27）

10.3氧化铝、载氟氧化铝供配料……………（29）

10.4氟化铝、电解质粉料贮运及供配料………（29）

·1·

书

11电解烟气净化……………（30）

11.1一般规定………………（30）

11.2净化设备配置及排烟管设计……………（30）

12铝锭铸造工艺计算………（32）

12.1铝锭的分类和铸造工艺计算……………（32）

12.2主要设备选型计算……（34）

13铝锭铸造车间配置………（36）

13.1一般规定………………（36）

13.2铸造设备选型…………（36）

13.3铸造车间配置…………（37）

13.4铸造成品仓库…………（38）

13.5铝渣处理………………（38）

14抬包清理…………………（39）

15废渣处理及堆场…………（40）

16电解槽修理及电解辅修…………………（41）

16.1一般规定………………（41）

16.2就地槽大修……………（41）

16.3异地槽大修……………（41）

16.4槽大修设备选用………（42）

16.5电解辅修………………（43）

本规范用词说明………………（44）

引用标准名录…………………（45）

附：条文说明人人文库专用…………………（47）

·2·

Contents

1Generalprovisions………(1)

2Terms……………………(2)

3Mainrawmaterialsandproductquality………………(4)

4Processcalculationsofelectrolyticaluminium…………(7)

4.1Processcalculations……(7)

4.2Mainequipmentselecting………………(10)

5Designofaluminiumelectrolyticcell…(12)

6Potroom…………………(15)

6.1Generalrequirement……(15)

6.2Arrangementofpotroom…………………(16)

7Automaticcontrolofprocess……………(19)

8Powertransformationandrectification…(21)

8.1Generalrequirement……(21)

8.2Supplysourceandwiringsystem…………(21)

8.3RectifierSelectingandharmoniccontrol…(22)

9Roddingshop……………(25)

9.1Generalrequirement……(25)

9.2Arrangementofroddingshop……………(25)

9.3Stora人人文库专用geofroddingshop…………………(26)

10Storageandsupplyofalumina,fluoride,crushedbath…(27)

10.1Generalrequirement……(27)

10.2Unloadingstationandstorageofaluminamaterial………(27)

10.3conveyandsupplyofaluminamaterial…(29)

10.4Storageandsupplyoffluoride,crushedbath……………(29)

·3·

11Potroomfumetreatment………………(30)

11.1Generalrequirement……(30)

11.2Designoftreatingequipmentsandgasduct……………(30)

12Processcalculationofingotcasting……(32)

12.1Aluminiumingotclassify＆processcalculationofingot

casting…………………(32)

12.2Mainequipmentselecting………………(34)

13Arrangementofcastingshop…………(36)

13.1Generalrequirement……(36)

13.2Castingequipmentselection……………(36)

13.3Arrangementofcastingshop……………(37)

13.4Storageofcastingproducts……………(38)

13.5Aluminiumwastetreatment……………(38)

14Cruciblecleaning………(39)

15Wastetreatmentandstorageyard……(40)

16Potmaintenanceandauxiliaryrepair…(41)

16.1Generalrequirement……(41)

16.2Potmajorrepaironline………………(41)

16.3Potmajorrepairoffline………………(41)

16.4Majorrepairequipmentselecting………(42)

16.5Auxiliaryrepairofsmelter……………(43)

Explanationofwordinginthiscode………(44)

Listofquotedstandards……(45)

Addition:人人文库专用Explanationofprovisions………(47)

·4·

1总则

1.0.1为适应铝电解厂工程建设的需要，提高工程设计质量，促

进铝电解厂的安全可靠、先进适用与经济合理，遵循国家相关法

规、标准，制定本规范。

1.0.2本规范适用于新建、扩建及技术改造的铝电解厂的工艺

设计。

1.0.3铝电解槽必须采用200kA及以上预焙阳极铝电解槽生产

工艺。

1.0.4铝电解厂应按现行行业标准《清洁生产标准电解铝业》

HJ/T187的规定，采取同时治理废气、废水、废渣有害污染物的

措施，并应减少温室气体全氟化碳排放。

1.0.5铝电解厂应靠近电厂或变电站建设，具备条件的地区，宜

延伸下游加工产业，并宜采用天然气或煤制天然气等清洁能源进

行生产。

1.0.6铝电解厂的工艺设计，除应符合本规范外，尚应符合国家

现行有关标准的规定。

人人文库专用

·1·

2术语

2.0.1预焙阳极铝电解槽prebakedanodecell

其特点是阳极来源于预焙阳极厂经过成型、焙烧生产的合格

成型炭块，经组装后上槽使用。其主要优势在于沥青烟和氟化物

分别处理，电解槽便于实施机械化、自动化作业和集中有效治理电

解烟尘。

2.0.2载氟氧化铝fluorinatedalumina

指采用新鲜氧化铝作为治理电解烟气中有害成分氟化物的吸

附剂，经过干法净化系统循环吸收烟气中的氟化氢、固体氟化物颗

粒后，形成的含氟氧化铝料。

2.0.3阳极电流密度anodecurrentdensity

指铝电解槽的电流强度除以槽上所有阳极炭块面积之和的一

个特征指标比，单位为每平方厘米安培。

2.0.4半石墨阴极炭块partiallygraphitiferouscathode

block

指阴极炭块的干料配方中添加的人造石墨所占比例低于

30％。

2.0.5焙烧、启动baking，startingup

指电解人人文库专用槽在投产初期，必须经历的内衬预热，以及灌入电解质

高温液体启动使之进入逐步产铝状态的两个生产过程。

2.0.6计算站computerroom

指服务于电解全系列各台电解槽操作管理自动化控制系统的

主机房。

2.0.7阳极组装anoderodding

指通过一定工艺方法和设备流程，将新的预焙阳极炭块与阳

·2·

极钢爪和导杆等组装成可在铝电解槽上使用的阳极炭块组的工艺

过程。

2.0.8残极butt

指预焙阳极炭块在铝电解槽上使用一个周期后，更换下来的

残阳极炭块。

2.0.9铝合金aluminiumalloy

以铝为基体的合金产品总称。

2.0.10中间合金masteralloy

为了便于向铝基合金中加入一种或多种合金元素而特别配制

的中间合金产品。

2.0.11铝渣aluminiumslag

铝熔化过程中产生的金属铝与其他铝氧化物的混合物。

2.0.12就地槽大修potreliningon-line

指在电解车间原地进行电解槽的停槽、刨炉、维修及内衬筑炉

的作业过程或方法。

2.0.13异地槽大修potreliningout-of-line

指将停槽的电解槽的槽壳及内衬整体吊运至专用大修车间进

行刨炉、维修及内衬筑炉的作业过程或方法。

人人文库专用

·3·

3主要材料及产品质量

3.0.1氧化铝质量不应低于现行国家标准《氧化铝》GB/T24487

规定的二级品，宜使用比表面积60m2/g及以上的砂状氧化铝。

3.0.2冰晶石质量不应低于现行国家标准《冰晶石》GB/T4291

规定的一级品标准，并应根据电解槽在焙烧启动、后期管理等不同

阶段，使用高分子比冰晶石和普通冰晶石。

3.0.3氟化铝质量不应低于现行国家标准《氟化铝》GB/T4292

规定的一级品。

3.0.4氟化钠质量不应低于现行行业标准《氟化钠》YS/T517

规定的二级品。

3.0.5氟化钙质量不应低于现行国家标准《氟化钙》GB/T27804

规定的二级品。

3.0.6工业碳酸钠质量不应低于现行国家标准《工业碳酸钠及其

试验方法》GB210规定的Ⅱ类一等品。

3.0.7预焙阳极理化性能应符合现行行业标准《铝电解用预焙阳

极》YS/T285的有关规定。预焙阳极尺寸及允许偏差应符合表

3.0.7的规定。铝电解槽设计阳极电流密度大于或等于0.8A/cm2

时，宜采用表观密度在1.56g/cm3以上的优质预焙阳极。

人人文库专用表3.0.7预焙阳极尺寸及允许偏差

阳极块规格（mm）相对允许偏差

长×宽×高长宽高不直度

（1450～1850）×（660～750）×

±1.0mm±1.5mm±3.0mm不大于长度的1％

（550～650）

3.0.8普通阴极炭块质量应符合现行行业标准《铝电解用普通阴

极炭块》YS/T5230的有关规定。

·4·

3.0.9半石墨质阴极炭块质量应符合现行行业标准《铝电解用半

石墨质阴极炭块》YS/T287的有关规定。

3.0.10高石墨质阴极炭块质量应符合现行行业标准《铝电解用

高石墨质阴极炭块》YS/T623的有关规定。

3.0.11石墨化阴极炭块质量应符合现行行业标准《铝电解用石

墨化阴极炭块》YS/T699的有关规定。

3.0.12铝电解用阴极糊质量应符合现行行业标准《铝电解用阴

极糊》YS/T65的有关规定。铝电解用阴极糊产品的分类应符合

表3.0.12的规定。

表3.0.12铝电解用阴极糊产品分类

适宜施工

分类牌号名称适用部位

温度（℃）

填充底部炭块与侧部炭块接缝

BSZH半石墨周围糊110±10

及耐火砖等之间较宽缝隙

第一类BSTH半石墨炭间糊填充炭块与炭块之间缝隙110±10

BSGH半石墨钢棒糊填充阴极钢棒与炭块之间缝隙110±10

BSTN半石墨炭胶泥填充侧部炭块之间较小缝隙60±10

填充高石墨质底部炭块与侧部炭

GSZH高石墨周围糊110±10

块接缝及耐火砖等之间较宽缝隙

第二类

GSTH高石墨炭间糊填充炭块与炭块之间缝隙110±10

GSGH高石墨钢棒糊填充阴极钢棒与炭块之间缝隙110±10

填充炭块与炭块、底部炭块与侧

BSLD-1半石墨冷捣糊Ⅰ25～55

部炭块及耐火砖之间的缝隙

BSLD-2半石墨冷捣糊Ⅱ填充阴极钢棒与炭块之间缝隙25～55

第三类

人人文库专用填充炭块与炭块、底部炭块与侧

GSLD-1高石墨冷捣糊Ⅰ25～55

部炭块及耐火砖之间的缝隙

GSLD-2高石墨冷捣糊Ⅱ填充阴极钢棒与炭块之间缝隙25～55

注：1BSZH、BSTH、BSGH、BSTN、BSLD-1、BSLD-2，6个牌号的产品是与铝

电解用半石墨阴极炭块配套使用。

2GSZH、GSTH、GSGH、GSLD-1、GSLD-2，5个牌号的产品是与铝电解用

高石墨阴极炭块配套使用。

·5·

3.0.13铝电解用碳化硅结合氮化硅砖/板的质量不应低于现行

行业标准《高炉用碳化硅结合氮化硅砖》TB/T4035的有关规定。

3.0.14重熔用铝锭的质量应符合现行国家标准《重熔用铝锭》

GB/T1196的有关规定。应用铝电解槽生产介于重熔用铝锭和

《重熔用精铝锭》YS/T665质量标准之间的初级精铝产品时，其

质量可根据需求对原辅材料质量进行特殊控制。

人人文库专用

·6·

4电解工艺计算

4.1工艺计算

4.1.1电解系列原铝产量应按下式计算：

-3

Q=0.3355×10I·η·t·n1（4.1.1）

式中：Q———原铝年产量（t）；

0.3355———电化当量（g/A·h）；

I———电流强度（kA）；

η———电流效率（％）；

t———年工作小时数，取8760h；

n1———电解系列生产槽数。

4.1.2铝液直流电耗应按下列公式计算：

V平均

W=-3（4.1.2-1）

0.3355×η×10

V平均=V工作+V效应均摊

=E极化+V阳极+V阴极+V电解质+V铝母线+V效应均摊（4.1.2-2）

式中：W———铝液直流电耗（kW·h/t）；

V平均———槽平均电压，为槽工作电压与阳极效应均摊电压之和

（V）；

V工作———槽工作电压（V）；

极化——人人文库专用—槽内电解质熔体的分解电压和阴、阳极极化电压之和

E

（V）；

V阳极———阳极导杆与阳极母线接触点至阳极炭块底掌之间的

电压（V）；

V阴极———槽内阴极炭块表面至槽外阴极钢棒的电压（V）；

V电解质———槽内电解质熔体的电压降（V）；

·7·

V铝母线———槽周围导电铝母线系统的电压（V）。

4.1.3阳极效应均摊电压应按下式计算：

k×（V效应-V工作）×t

V效应均摊=（4.1.3）

1440

式中：V效应均摊———阳极效应均摊电压（mV）；

k———阳极效应系数（次/槽·日）；

V效应———阳极效应发生时的槽电压降（V）；

t———阳极效应持续时间（min）。

4.1.4阳极效应或然率可按下列公式计算：

nnnm-n

Pm=CmP（1-P）（4.1.4-1）

P=a/（a+b）（4.1.4-2）

n

式中：Pm———在n个电解槽上同时发生阳极效应的或然率（％）；

n

Cm———在m台电解槽中有n个发生阳极效应的组合数；

m———工作电解槽数；

n———同时发生阳极效应的电解槽数；

P———在任何时间内在一个工作着的电解槽上发生阳极效

应的或然率；

a———阳极效应延续时间（min）；

b———无效应操作时间（min）。

4.1.5阳极消耗速率可按下式计算：

-2

v=（0.3355×24·η·D·C净）/ρ×10（4.1.5）

式中：v———阳极消耗速率（cm/d）；

η———电流效率（％）；

———人人文库专用阳极电流密度（/2）；

DAcm

C净———阳极净耗（kg/t）；

3

ρ———阳极体积密度（kg/cm）。

4.1.6阳极炭块高度可按下式计算：

H=λ×8.052η·D·C净/γ+H残（4.1.6）

式中：H———阳极炭块高度（mm）；

·8·

λ———换极周期，即阳极炭块生产过程中的更换时间（d）；

η———电流效率（％）；

D———阳极电流密度（A/cm2）；

C净———阳极净消耗（kg/t）；

γ———阳极体积密度（kg/cm3）；

H残———残极高度（mm）。

4.1.7预焙槽单槽排烟量可按下式计算：

Q=（L+W）×1/η×H×v×3600（4.1.7）

式中：Q———单槽排烟量（Nm3/h）；

L———槽膛长度（m）；

W———槽膛宽度（m）；

η———槽罩集气效率（％）；

H———槽罩内料面至罩内排烟道抽风口的距离，可取1m；

v———罩内排烟道抽风口控制风速，可取0.125m/s。

4.1.8铝电解槽产生并进入净化系统的全氟物应包括电解质的

蒸发物和一次生产的氟化氢。生产每吨铝的排氟量可按下式

计算：

W=279/（CR）2+0.047t-61（4.1.8）

式中：W———生产每吨铝的排氟量（以氟计，kg/t）；

CR———NaF/AlF3的分子比（摩尔比）；

t———电解温度（℃）。

4.1.9铝电解槽集气效率计算，应符合下列规定：

1当单槽排烟量与净化系统设计烟气量一致时，可按下式

：人人文库专用

计算

η集气=Cf/CF×100％（4.1.9-1）

式中：η集气———电解槽密闭槽罩的集气效率（％）；

3

Cf———实测烟气（未净化前）含氟浓度（mg/m）；

3

CF———集气效率为100％时的烟气含氟浓度（mg/m）。

2当实际单槽排烟量与净化系统设计烟气量不同时，可按

·9·

下式计算：

···

CfnQi24（）

η集气=64.1.9-2

N·Ad·Fy·10

式中：n———净化系统集气的实际槽数（台）；

3

Qi———单槽实际排烟量（Nm/h）；

N———净化系统集气的设计槽数（台）；

Ad———电解槽日产铝量（t/d）；

Fy———吨铝排氟量（kg/t）。

4.2主要设备选型计算

4.2.1系列电解槽台数计算，应符合下列规定：

1电解槽工作台数应按下式计算：

n1=Q/q（4.2.1-1）

式中：n1———电解系列工作槽数（台）；

Q———电解系列设计产能（t/a）；

q———电解槽设计产能（t/a）。

2电解槽备用槽数应按下式计算：

n2=n1·t1/t2（4.2.1-2）

式中：n2———电解系列备用槽数（台）；

t1———电解槽大修天数（d）；

t2———电解槽内衬设计平均使用寿命（d）。

3电解系列安装槽台数应按下式计算，并应取偶数：

n3=n1+n2（4.2.1-3）

式中：——人人文库专用—电解系列安装槽台数（台）。

n3

4第一批通电启动槽台数应按下式计算：

n4=（V允许+V系列）/V平均（4.2.1-4）

式中：n4———第一批通电启动槽台数（台）；

V允许———整流所在不倒段（倒段为无荷载下的分段调压）的条

件下允许保持的最高电压（V）；

·10·

V系列———无启动槽时的系列总电压（V）；

V平均———通电槽通电时的平均电压预测值（V）。

5电解系列年大修槽台数应按下式计算：

n5=n1×365/槽内衬寿命（4.2.1-5）

式中：n5———电解系列年大修槽台数（台）。

6电解槽运转率应按下式计算：

C=（1-槽平均检修时间÷槽内衬寿命）×100％

（4.2.1-6）

4.2.2多功能天车台数应按下式计算：

t1+t2+t3+t4

N=（4.2.2）

1440×a

式中：N———多功能天车台数（台）；

t1———天车换极时间（min）；

t2———天车出铝时间（min）；

t3———天车抬阳极母线时间（min）；

t4———天车其他使用时间（min）；

1440———每日分钟值；

a———天车运转率（％），可取55％～75％。

人人文库专用

·11·

5电解槽设计

5.0.1电解槽主要技术参数，应符合下列规定：

1阳极电流密度应大于或等于0.76A/cm2。

2原铝直流电耗，新设计槽型应小于或等于12500kW·h/t，

技改槽型应小于或等于13000kW·h/t。

3电流效率应大于或等于92％。

4氧化铝单耗应小于1930kg/t。

5氟化盐单耗应小于30kg/t。

6炭阳极净耗应小于430kg/t。

7阳极效应系数应小于或等于0.08次/槽·日。

5.0.2电解槽的结构设计，应符合下列规定：

1电解槽槽壳应采用摇篮托架式（船型）结构，设计寿命应大

于20年。

2电解槽传动机构应设有阳极升降限位保护，传动机构应采

取防尘、防腐措施，设计寿命应大于12年。

3电解槽上部结构大梁正常最大向下绕度应小于大梁长度

的1/800。

4阳极提升机构工作行程应大于或等于安全行程100mm。

5槽人人文库专用上打壳下料装置设计寿命应大于6年。

6电解槽定容下料器的定容误差应小于1％。

7电解槽应设有密闭集气槽罩，集气效率应大于或等于

98.5％。

8应控制电解槽焙烧启动期的槽壳底部隆起变形，最大动态

隆起变形量应小于槽壳长度的2/1000。

9槽结构焊接场地的环境温度不得低于5℃。

·12·

5.0.3电解槽的内衬设计及材质选择，应符合下列要求：

1槽内衬的设计寿命应大于或等于2000d。

2阴极炭块与预焙阳极炭块宜采用同宽度尺寸，阴极炭块材

质可分为无烟煤基、石墨质、石墨化和整体浇注等，应根据铝电解

槽设计的电流容量、电流密度、电热平衡和槽内衬寿命等要求进行

合理选择和配置。

3电解槽侧块可有普通阴极炭块、炭氮化硅砖或复合或组合

材料，宜根据电热平衡与加工面设计尺寸要求进行合理选择和

配置。

4电解槽阴极结构设计可选用异型阴极、导流阴极等节能

结构。

5阴极糊选择应与阴极炭块主材匹配，石墨化阴极宜配选收

缩率低的冷捣糊进行扎固。

6阴极炭块与阴极钢棒的组装方式应减少应力变形和受热

变形，并应降低接触电阻和改善阴极电流分布。

7耐火、保温定型材料应具有良好的耐电解质侵蚀、高温稳

定性、耐压抗折强度和保温性能。

8耐火、保温不定型材料应具有良好的耐电解质侵蚀、高温

稳定性和保温性能。

9绝热层应具有良好的高温稳定性和高保温性能。

5.0.4电解槽内衬结构设计，宜错缝安装；槽壳结构设计应计算

热应力分布和变形量，槽壳和摇篮架应便于安装和防止移位；采用

异地大修方人人文库专用式时，应设计有吊装位置。

5.0.5电解槽设计应在对电场、热场、磁场、力场、流场等物理场

进行模拟计算的基础上，优化电解槽的结构、内衬和母线配置等设

计方案，并应符合下列规定：

1槽壳变形计算应符合下列规定：

1）槽壳大面最大变形小于1/450，端面最大变形小于

20mm；

·13·

2）局部强度薄弱，应力集中和热变形较大情况应作出相应

处理。

2槽体热平衡设计计算应符合下列规定：

1）炉帮能自然形成和规整；

2）900℃等温线落在阴极炭块之下，800℃等温线位于耐火

砖之上，650℃等温线位于保温板以上，700℃等温线位于

阳极顶面以下；

3）槽壳侧壁钢板最高温度低于300℃；槽体热收支计算误

差小于3％。

3槽内磁场分布应符合下列规定：

1）磁场垂直分量的最大绝对值｜Bz｜max、平均绝对值｜Bz｜ave

及其差值应小，Bz反对称分布；

2）磁场水平分量｜By｜max和｜By｜ave宜小；

3）大型槽的1/4区域的｜Bz｜ave应接近。

4立柱母线电流计算偏差应小于1％，阴极钢棒电流计算最

大相对偏差应小于3％。

人人文库专用

·14·

6电解车间

6.1一般规定

6.1.1铝电解厂建设的经济规模与槽型的选择应符合表6.1.1

的要求。

表6.1.1铝电解厂建设的经济规模与槽型的选择

技改新建

铝电解厂系列类型

小型小型中型大型特大型

系列建设规模（kt/a）≥100100～150150～250250～300300～500

电解槽电流强度（kA）＞160200～240300～350350～400≥400

6.1.2铝电解厂设计应采用成熟可靠的先进工艺及装备技术，并

应符合下列要求：

1新建铝电解厂应采用200kA及以上预焙阳极铝电解槽技

术，铝电解厂技术改造应采用160kA以上预焙阳极铝电解槽技

术，并应在整流机组设备安全可靠范围内选用较高的额定输出直

流电压等级，宜充分利用建设场地使单个系列的配备槽台数最

大化。

2铝电解槽应采用成熟可靠的高效、节能、降本和环保的先

进工艺及装备技术；应包括物理场（电、热、磁、流、力场）优化设计、

优质原辅材料人人文库专用、智能槽控系统、氧化铝定容打壳下料器、氟化铝和

电解质粉料加料装置、槽密闭集气系统、开槽阳极、石墨质或石墨

化阴极、低阳极效应系数、新型阴极结构、抗冲刷耐腐蚀内衬材

料等。

6.1.3铝电解车间的主要装备，应符合下列要求：

1新建电解系列宜配备多功能天车、阳极搬运车、出铝抬包

拖车、出铝抬包、阳极托盘、阳极母线提升装置、氧化铝浓相或超浓

·15·

相供配料系统、氟化铝/电解质粉料加料系统，并应采用铝电解槽

监控系统，以改善机械化、自动化、信息化作业管理水平。

2电解系列技术改造应充分利用原有设备和设施。利用旧

厂房改造并增加超过原有荷载的设备时，应对原构筑物结构进行

检测，并应复核荷载。

3电解车间内应设有压缩空气气源及气控、过滤、稳压设备

和供气管网，并应提供合格的出铝、打壳等作业用压缩空气。

4电解车间配备和使用煤气、天然气、液化气燃料或临时用

电作为筑炉施工、焙烧启动及生产用能源时，应保证安全、可靠。

6.2电解车间配置

6.2.1电解车间可由一个或多个电解厂房组成，每栋电解厂房应

配置在同一标高上，厂房跨度和间距，操作面、轨顶及下弦标高应

根据电解槽、天车等设备外形尺寸、磁场影响、通风条件、设备安

全、人物流等因素综合确定。

6.2.2电解车间作业班制宜采用四班三运转工作制。

6.2.3新建铝电解厂宜采用系列电解槽横向布置及大面进电母

线配置方式。

6.2.4电解厂房应有良好的通风和采光条件。厂房配置形式宜

采用二层楼操作面抬高形式，且厂房之间不宜布置过多的高大构

建筑物。

6.2.5电解厂房宜布置在厂区常年主导风向的下风侧，数栋厂房

平行布置时人人文库专用，厂房的纵向轴线与主导风向宜成35°～45°夹角。

6.2.6电解厂房的侧窗、天窗及地面通风板应按每小时换气次数

30次～40次设计。

6.2.7电解厂房的操作面应平整、耐热，并应有足够的强度及良

好的绝缘性能。操作面大通道处，应按通行运输车辆及楼面堆料

的最不利荷载设计；小通道处应按槽大修时堆放物料的最大荷载

设计；电解厂房各连接过道应按通行运输设备的最大荷载设计。

·16·

6.2.8电解厂房应设置下至底层楼面、上天车和屋面进行作业的

安全人行通道。

6.2.9厂房偏跨应设置休息室、卫生间、工具间和车间监控室。

电解厂房端头强磁场影响区域不宜设置办公区。中间通道和端头

宜为天车检修区、运输通道，以及阳极提升框架和出铝抬包临时存

放区。

6.2.10雨水、地面水、地下水不得进入电解厂房，不得在厂房内

设置排水点。

6.2.11电解车间的压缩空气管应设在厂房侧柱上，主管距操作

面不得小于4m。厂房内的压缩空气主管、支管应在安全距离内设

置绝缘伸缩节。出铝用的压缩空气应进行干燥和过滤，设计供气

压力应大于0.6MPa。

6.2.12电解车间母线沟盖板和槽间盖板的设计，应符合下列

要求：

1位于车辆行走侧的母线沟盖板，强度应满足车辆最大轮压

要求。

2槽间盖板设计应能满足电解正常生产作业的最大荷载、厂

房通风和槽壳散热要求。

3母线沟盖板及槽间盖板设计，应满足生产和维护时人工搬

移作业的尺寸和重量要求。

4可能存放高温物料的母线沟盖板及其绝缘层，应选用耐热

材料。

6.2.13电解人人文库专用车间的导电母线配置，应符合下列要求：

1纵向配置的铝电解槽系列可采用端部铝母线进电配置方

式，横向配置的铝电解槽系列应采用大面多点铝母线进电配置

方式。

2单槽母线电压应小于或等于200mV，铝母线电流密度不

应大于0.8A/mm2。

3电解槽立柱母线与阳极母线、阴极母线与阴极钢棒，以及

·17·

长距离母线之间的连接应设有软连接段。连接方式可采用压接或

焊接方式，并宜降低接触压降，均化电流分布。同时相邻母线之间

应设有隔离绝缘材料。

4导电母线与地沟盖板，母线与土建基础、梁、柱、板等净距

离宜大于100mm。

6.2.14电解厂房内应采取下列安全、绝缘措施：

1厂房内操作面以上、2m以下的土建构筑物不得设置可能

接地的金属埋件，柱子、楼板的钢筋、铁丝不得外露。柱间支撑为

金属结构时，操作层以上4m范围内应设有木制围护栏。

2电解槽槽壳外侧距构筑物墙柱内侧应大于2m，槽壳与车

间内设置的地面钢轨外侧距离不得小于4m。

3电解车间内设置的作业工具、抬包及阳极提升框架等金属

构件存放区，与槽壳、金属地沟盖板和电气设备外侧的间距不得小

于4m。

4电解车间厂房外部的导电母线裸露在地坪3.5m以下的

部位，应设有瓷瓶绝缘和护网隔离带。

5电解槽应采用可靠的电气绝缘装置和材料，单槽对地、电

解槽之间以及槽各连接部位之间电气绝缘的限值不宜小于1MΩ。

人人文库专用

·18·

7工艺自动化控制

7.0.1铝电解厂生产工艺过程应采用计算机控制技术，并应采用

管控一体化集成技术。

7.0.2电解系列应设置计算站，其位置宜临近电解厂房，并宜设

紧急通讯和报警系统。计算站位于强磁场区域时，重要设备宜采

取磁屏蔽措施。

7.0.3计算站机房及网络布线系统设计应符合现行国家标准《电

子信息系统机房设计规范》GB50174和《综合布线系统工程设计

规范》GB50311的有关规定。

7.0.4电解槽系列的控制系统宜分为管理级和控制级，管理级可

分为监控机和工作站。监控机应设在计算站；工作站应分布在主

要技术管理岗位；控制级的主要设备槽控机应设在电解槽附近。

控制系统设计应具有下列功能：

1监控机主要功能为现场实时监视、异常情况报警、各类参

数设置、离线数据（生产检测参数）录入和分析、数据存储和生产报

表制作。

2工作站主要功能为常规作业的监控、异常槽况监视、离线

检测数据的录入等。

3槽控机主要人人文库专用功能为在线数据采集和解析、常规作业控制执

行、氧化铝浓度控制、电压摆处理、氟化铝加料控制等。常规作业

主要有电阻解析/电压调整、打壳下料、出铝过程、阳极更换、抬阳

极母线、效应处理等。槽控机应设有手动/自动转换开关，抬母线

作业监控必须有传动机构行程限位和设有设备故障软件诊断与保

护程序，防止手动/自动抬母线或升降阳极过程中发生断路等误操

作事故。

·19·

7.0.5铝电解厂其他车间的工艺自动化控制应结合工艺与设备

特点，配备必要的自动化控制及安全监视系统。

7.0.6铝电解厂宜根据工艺生产流程设置各工序的物耗和能耗

计量与监控系统。

人人文库专用

·20·

8变电整流所

8.1一般规定

8.1.1铝电解厂应靠近负荷中心电解车间布置变电整流所，整流

所宜与铝电解厂的总变（配）电站所合建。

8.1.2变电整流所宜配置在铝电解厂年主导风向的上风侧，并应

减少有害烟尘对电气设备绝缘及环境的影响。

8.2供电电源与接线系统

8.2.1铝电解厂用电一级负荷率应在95％以上。配套变电整流

所的供电电源，不应少于两个独立电源，并宜采用同级电压供电，

同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级。

8.2.2铝电解生产停电和减电的允许值，应符合下列规定：

1正常情况下，铝电解厂不应停电。

2供电系统由电网供电时，不应频繁拉闸限电，每次持续时

间不应大于40min。

3采用自备电厂不联网供电时，除应保证供电安全可靠外，

检修发生事故或事故连续发生时，停电和减电允许值应符合下列

规定：

1）电解人人文库专用全系列停电时间不大于1h。

2）减电10％持续时间不大于12h。

3）减电20％持续时间不大于4h。

8.2.3变电整流所交流侧主接线，应符合下列规定：

1大中型铝电解整流所，应采用双母线系统；小型整流所，可

采用双母线系统。

2当一个电解系列的全部整流机组有载连续调压至最低一

·21·

级，电解系列电流仍大于一组整流机组的额定电流时，应设可同时

切除电解系列的全部整流机组的功能。

3当用进线或母线（分段）断路器切除电解系列全部整流机

组时，不应影响整流所所用电及全厂其他用电负荷，整流机组正常

运行时，动力负荷宜单独接于另一段母线。

8.2.4变电整流所的主接线，在任一设备、母线故障或检修时，应

保证电解系列正常生产。

8.2.5多整流机组并联运行的电解系列，各机组直流侧应设电动

操作的直流隔离器。

8.3整流机组选择及谐波治理

8.3.1整流机组的直流侧额定电压应按下式计算：

U额定≥U系列+n1×UAE+ΔU母线（8.3.1）

式中：U额定———整流机组直流侧额定电压（V）；

U系列———无效应时的系列电压，为槽平均电压与系列槽数之