电解铝生产技术交流
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《技术指南》对电解铝行业进行了A、B、C分级管控，A级企业数量极其有限，B级和C级企业在黄色及以上预警期间要分别停产20%和30%，以电解槽计。尤其是在北方的冬季，在限产期间一般不进行槽大修，而短路口的电压浪费就成了问题，有没有好的办法降低停槽电压呢？这篇文章进行了探讨，给大家参考一下。
由于铝锭价格的持续低迷，各大铝厂纷纷采取降低产量、停产的办法来减少亏损，而我们电铝公司根据整体发展考虑，对已停电解槽不再进行通电焙烧启动，致使我公司电解车间目前共有26台电解槽停止运行，平均停槽电压为mV（系列电流强度.3kA），每天空耗电约为7.万kWh，影响吨铝电耗上升kWh/t-Al。停槽电解槽的电压来自导体本身电阻、各压接面电阻、各焊接点电阻等各个部分，因此停槽空耗电是不可避免的，即便如此，仍存在很大的降低空间。一
停槽电压组成分析
1、槽控机显示的电压是从槽底烟道端回流大母线上采集的，即从上一槽靠B侧母线上的采集点到该槽靠B侧母线上的采集点之间的电压为该槽电压，在现场实际采集时，每槽取了两个点，取其平均值。如图一所示。2、槽控机采集的电压为Ⅰ-Ⅳ间的电压（如图2），我们在现场对Ⅰ-Ⅳ、Ⅰ-Ⅴ、Ⅴ-Ⅱ、Ⅱ-Ⅲ、Ⅲ-Ⅳ之间的电压进行了测量，从测量结果来看，Ⅰ-Ⅳ与槽控机显示的电压偏差在1mV（在测量误差范围内），Ⅰ-Ⅴ、Ⅴ-Ⅱ、Ⅱ-Ⅲ、Ⅲ-Ⅳ的电压之和与I-Ⅳ偏差1mV（在测量误差范围内），所以可以把停槽电压分解为Ⅰ-Ⅴ、Ⅴ-Ⅱ、Ⅱ-Ⅲ、Ⅲ-Ⅳ四部分电压，这四部分的电压见表1：表1：停槽压降测量槽号槽控机电压总压降Ⅰ-ⅤⅤ-ⅡⅡ-ⅢⅢ-Ⅳ合计I-Ⅳ平均通过此结果可以说明，当电解槽停槽时，槽控机上所反映出来的电压并不是该槽的实际压降，它仅代表的是槽底最后一条母线的压降和短路口压降及其它焊接点压接面的压降。二
停槽电压降低空间分析
1、Ⅰ-Ⅴ间平均电压为32mV，占总停槽电压的8.7%，这部分电压采集的实际上是上一槽的电压，主要是为焊接点压降和母线本身压降，各槽的偏差值在3mV左右，但母线的结构、焊接点等我们都无法改变，所以不存在可降空间。2、Ⅴ-Ⅱ间平均电压为90mV,占总停槽电压的24%，这部分电压为母线本身电压、焊接点电压和短路口压接面电压，其中占比例最大的是压接面电压，各槽的偏差值在5mV左右，由压接面压降可以通过焊接、振动等方式来改变，前期我们已经通过在短路口焊接铝片的方式进行过处理，但焊接质量较差，如图3所示，效果不明显，所以短路口压接面这一块，应该还存在2mV左右的降低空间。3、Ⅱ-Ⅲ间平均电压为mV，占总停槽电压的55%，这部分电压为母线本身电压、焊接点电压，其中占比例最大的是母线本身电压，在电解槽槽壳下面有六条与之平行的母线，电解槽运行时，这六条母线不起作用，当停槽拔掉该槽五个立柱母线的绝缘插板后，电流将从这六条母线上通过，连到下一台槽，这六条母线的截面尺寸分别为×、×、×、×、×、×、×（单位：mm），总截面积为0.m2,长度为5.4m,六条母线的分布如图4所示，A、B、C、D、E、F即为这六条母线，其中A、B分别连接电解槽的A、B立柱母线，C和D连接C立柱母线，被C立柱母线分成了两部分，E、F分别连接电解槽D、E立柱母线。这六条母线尺寸不一样，通过的电流也不一样，所以压降也不一样，详见表2：表2：停槽压降测量（单位，mV）槽号槽底母线平均ABCDEF177218246244217271178261144180174187257185平均246214根据表2数据和公式U=IR和R=ρL/s可以计算出经过这六条母线的电流分别占20.8%、21.2%、8.0%、8.1%、21.5%、20.4%，但电流没有全部流过这六条母线，有一部分电流通过阴极钢棒及炭块流向下一槽，所以还需先测量出通电后铝母线的温度，通过测量其表面温度约为℃，其里面的温度肯定比这个数值高，因母线在槽壳内侧，无法精确测量。在两电解厂房南头外面有六条并列的母线，如图5所示，.3kA的电流必须经过这六条母线，通过测量其表面温度约为90℃,测量5.4m距离的压降如下见表3所示：表三：电解车南头母线尺寸及等距压降（单位，mV）南头母线等距压降（5.4m）ABCDEF截止尺寸××××××压降铝在20℃的时电阻率为2.×10-8Ω·m，电阻温度系数为0.，根据电阻率公式ρ=RS/L和电阻温度系数公式R20=Rt/[1+α20（t-20）]，可以计算出此时铝的电阻率与温度为℃时铝的电阻率相同，假设铝母线温度分布相同，则槽底母线的温度为℃。再根据电阻率公式和电阻温度系数公式可以计算出通过槽底六条母的的电流（如表4）。表4：槽底母线电流分布（单位，kA）槽底母线ABCDEF合计电流57.......7那么经过钢棒和炭块的电流约为36.3kA，可以计算出钢棒及炭块的电阻R1=6.03×10-6Ω，如果割掉钢棒电压将上升为30mV左右。槽底母线总截面积为0.m2,长度为5.4m,温度为℃，20℃时电阻当℃时，根据公式R=U/I，可计算出Ⅰ-Ⅴ电阻为0.×10-6Ω、Ⅴ-Ⅱ电阻为0.×10-6Ω、Ⅲ-Ⅳ电阻为0.×10-6Ω。停槽电阻如图6所示，Ⅱ-Ⅲ间的电阻为槽底母线的电阻与钢棒炭块电阻的并联电阻，根据并联电阻原则，如果我们在Ⅱ-Ⅲ段再并联一个电阻R3，则总电阻是要降低的，所以Ⅱ-Ⅲ段存在很大的降低空间，具体降幅取决于所并联的电阻。另外，温度对母线的电阻率影响也非常大，电解车间南头的母线，由于在外面通风性较好，温度要比槽底母线低60℃左右，根据电阻温度系数公式可以计算出，温度每降低10℃，停槽压降可降3mV，也存在可降空间。4、Ⅲ-Ⅳ间平均电压为46mV，占总停槽电压的12.3%，这部分电压主要是为焊接点压降和母线本身压降，各槽的偏差值在6mV左右，也不存在可降空间。三
可行性分析
前面我们对各段的电压情况进行了分析，存在可降空间只有Ⅴ-Ⅱ段和Ⅱ-Ⅲ段，虽然存在可降空间，但受现场实际情况所限制，实施时可能存在难度。1、Ⅴ-Ⅱ段：主要是短路口压接面，前期已做过相关工作，受磁场影响，焊接时存在一定的难度，并且可降空间小，所以意义较小。2、Ⅱ-Ⅲ段：根据前面的分析需要并联一个电阻，使其总电阻降低，所以需要选一种导率较好的金属做电阻，如果选铜作为电阻成本较高，铸铝母线作电阻成本也较高。通过调查了解厂内仓库内有三千多根去年换下来的旧阳极导杆，所以可以从中挑选相对较好的导杆稍做加工改进，制成导电母线，只样就只需加工费（电解维修站机加工班就可以做）、人工费和少量的材料费。如果在五个立柱两边各并上一根铝导杆，如图7所示，铝导杆的截面尺寸为×mm，那么可以增加0.34m2导电截面积，并且这么导杆连结在槽上部通风性较好，温度至少比槽底母线低30℃以上，那么槽上面铝导杆的电阻：Ⅱ-Ⅲ段原电阻R=并联R3之后的电阻=根据公式U=IR，可计算出并联R3之后Ⅱ-Ⅲ段电压为mV,降低约mV。以上计算没有考虑铝导杆压接面的压降，在实施时，铝导杆可以直接放在槽壳上不要垫绝缘砖，这样可以使槽壳也变化成一并联电阻，综合考虑，预计可以降低停槽电压为90～mV，在目前停槽26台的情况下，降低电耗约为50kWh/t·Al。以上为电解工艺技术研究室进行的分析和研究论证，是否可行，现公开此资料与各网友公开讨论。电解工艺技术研究室年4月11日「免责申明」：本文部分资料或图片转载自网络，不代表本平台立场，仅供读者参考，著作权属归原创者所有。我们分享此文出于传播更多资讯和知识之目的。如有侵权，请在后台留言联系我们进行删除，谢谢！
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