電解槽改造與節(jié)能——孫春亮27電解槽改造與節(jié)能孫春亮(中國長城鋁業(yè)公司電解廠)摘要本文總結(jié)了中國長城鋁業(yè)公司電解廠發(fā)展概況和改革開放20年來技術(shù)改造與創(chuàng)新,以及取得的重大成就和節(jié)能效果。關(guān)鍵詞旁插自焙槽預(yù)焙槽智能模糊控制綜合節(jié)能技術(shù)改造RECONSTRUCTION OF CELL AND ENERGY SAVINGSun ChunliangElectrolytic Plant, China Greatwall Aluminium Industry Co.ABSTRACt This paper summarized the general situation of Electralytic plant and technical reconstructionand blazing newtrails since reform- ation and restriction 20 years. Remarkable energy saving effects and im-portand achieve ments have been obtained in Electrologytic plantKEY WORDS side insert self baking anode Cell; prebaked electrode Cell; intelligent blurred control;Comprehensive energy saving technical reconstruction中國長城鋁業(yè)公司電解廠(原鄭州鋁廠)是1980年8效革開放后電解廠技術(shù)改造與節(jié)能1前言月開始動工興建,設(shè)計(jì)電流為60kA的旁插自焙槽系黨的十一屆三中全會以后,長鋁電解廠進(jìn)行了列,年產(chǎn)能2.5萬t,由于自焙槽能耗高指標(biāo)低、污一系列技術(shù)改造與創(chuàng)新進(jìn)入了穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展的新染嚴(yán)重,因此于1966年5月決定在原兩電解廠房內(nèi)階段。改建成我國第一個預(yù)焙電解廠3.11978~1980年進(jìn)行了三大技術(shù)改造260kA自焙槽改成75kA邊部加工預(yù)(1)電解槽母線加寬,降低母線壓降。以前母線焙槽電流密度為0.5~0.62A/mm2,改造后變?yōu)?.22~0.375A/mm2,平均每槽降低12lmV,噸鋁節(jié)電1996年5月,由貴陽鋁鎂設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì),60kA自430kWh,系列年節(jié)電1291萬kWh焙槽改造成75kA預(yù)焙槽,為敞開式邊部加工,年產(chǎn)(2)采用爆炸焊新技術(shù)。陽極鋁鋼接點(diǎn)壓降由量3萬t,煙氣通過原有煙道及120m煙囪高空排放過去滲鋁法的141mⅤ降到現(xiàn)在的38mV,直接降低在建成初期,由于仍采用原來的風(fēng)動打殼機(jī)、人工抱103mV噸鋁節(jié)電366kWh,年節(jié)電1099萬kWh。這袋下料,所以技術(shù)裝備落后,加上當(dāng)時社會政治影是我國當(dāng)時鋁電解廠首次使用的先進(jìn)工藝,至今仍響,生產(chǎn)指標(biāo)一直不好,見表1在普及推廣。表11970~1976年生產(chǎn)的平均指標(biāo)項(xiàng)目電流效率噸鋁直流電耗平均電壓噸鋁綜合交流電耗(%)(kWh(kWh)0.865指標(biāo)83.817357溫料YHa沮坫術(shù)阻圾熱阻由原設(shè)計(jì)的中國煤化kW,陽極上加蓋保19470CNMHGcm,其熱損失減少有色冶金節(jié)能2000.322W。二者使槽電壓降低350mV,噸鋁節(jié)電標(biāo)名列前茅,見表3。1245kWh,系列年節(jié)電3734萬kWh表31998年經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以上三項(xiàng)技術(shù)改造,使單槽電壓平均降低項(xiàng)目電流效率噸鋁直流電耗平均電壓綜合交流電單耗574mV,噸鋁節(jié)電204kWh。另外,還進(jìn)行完善工藝(v)(kWh)紀(jì)律和操作紀(jì)律,使電解槽平穩(wěn)生產(chǎn)。因此噸鋁直指標(biāo)88.540554.17815177流電耗從1970~1976年七年間的平均值17357kWh475kA邊部加工預(yù)焙槽改造成為降到改造后1980年的14645kWh,經(jīng)濟(jì)效果巨大。見表2。85kA中間下料預(yù)焙槽表21980年經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)雖然75kA邊部加工預(yù)焙槽經(jīng)過二十年的創(chuàng)新項(xiàng)日電流效率平均電壓噸鋁直流電耗合交流電單耗與改造取得了重大成就但是與大型槽先進(jìn)技術(shù)指標(biāo)仍有一定差距。所以,為了適應(yīng)國家政策和自身87.54.31464516297發(fā)展,為了解決槽子按需下料和環(huán)保問題,在受到321980~1998年間,進(jìn)行了多項(xiàng)技術(shù)改造與試驗(yàn)地資金、電力等方面限制下,我們決定在原有基礎(chǔ)(1)1981年,自行設(shè)計(jì)安裝了DYS-J電壓小時上建成85kA中間下料會密閉智能模糊控制預(yù)焙電計(jì)和效應(yīng)計(jì)數(shù)器,加強(qiáng)了用電的計(jì)算和管理。1983解槽,也就是說,把當(dāng)代大型槽最先進(jìn)的技術(shù)用在中年研制成功氧化鋁風(fēng)動下料車,1986年研制成功雙型電解槽上進(jìn)行改造,同時也為我國眾多中小型鋁梁橋式壓殼機(jī),實(shí)現(xiàn)了加工、下料機(jī)械化一條龍作廠創(chuàng)出一條生路,起到示范作用。該項(xiàng)技術(shù)已申報業(yè),這樣加工速度快、質(zhì)量好,氧化鋁飛揚(yáng)損失小。國家經(jīng)貿(mào)委批準(zhǔn),成為國家經(jīng)貿(mào)委重點(diǎn)項(xiàng)目,是中國(2)電解槽實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動化控制。1985年開發(fā)鋁工業(yè)走向21世紀(jì)的具有戰(zhàn)略意義的創(chuàng)新工程成功IDJ-k型鋁電解自動控制系統(tǒng),1998年又在所以,經(jīng)過充分準(zhǔn)備,我們于1999年7月在第三廠全國首次應(yīng)用可編程序控制器(PC機(jī))對鋁電解生房建成了10臺85kA中間下料預(yù)焙槽,現(xiàn)在已經(jīng)投產(chǎn)實(shí)行自動控制,節(jié)電170kWh/tAl產(chǎn)試驗(yàn),到200年6月我們再建66臺新槽,組成第(3)應(yīng)用模式識別調(diào)優(yōu)技術(shù),改進(jìn)陽極澆鑄用磷三車間,而后用兩年時間再把剩余的兩個老廠房改生鐵配方,有效降低了鐵碳壓降,使噸鋁節(jié)電造完,屆時將達(dá)到年產(chǎn)量5.7萬to5lkWh,并節(jié)約生鐵和回收利用回爐鐵等。該技術(shù)41改造過程及使用的先進(jìn)技術(shù)是與中科院上海冶金研究所合作研制成功的新技(1)堅(jiān)持“三不動”原則,即電解廠房主體設(shè)備不術(shù)動,陰極大母線不動,原有(新建槽殼可陸續(xù)改為搖(4)1988年與東北大學(xué)研究成功長鋁最佳電解籃式)槽殼不動,槽子仍為雙行縱向排列,而且可以質(zhì)成分,并添加MgF2,1989年全面推廣。該項(xiàng)有效對電解槽物理場—電磁場、熱場、流體場、力場進(jìn)行降低了電解質(zhì)初晶溫度,提高電流效率1.23%,降現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)模擬仿真,進(jìn)行槽結(jié)構(gòu)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。低直流電耗224kWh/tAl(2)采用計(jì)算機(jī)智能模糊控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)中間點(diǎn)(5)1992年在兩臺槽上進(jìn)行了預(yù)焙陽極添加劑式按需下料,最佳控制Al2O3濃度,而且Al2O3供料(A⊥F3)工業(yè)試驗(yàn);該技術(shù)改善了陽極性能,對提高電用濃相或超濃相輸送,真正做到了準(zhǔn)時連續(xù)自動流效率和降低碳耗均有好處。該項(xiàng)提高電流效率下料,并且電解槽采用計(jì)算機(jī)分布式控制,可實(shí)現(xiàn)自0.5%,節(jié)電9kWh/tAl。該項(xiàng)成果屬國內(nèi)首創(chuàng)。動出鋁、換陽極控制電壓、效應(yīng)預(yù)報和熄滅、病槽診(6)1994年改進(jìn)完成工藝技術(shù)條件,提高管理斷與分析、故障報警、事故保護(hù)和各類報表及曲線水平。實(shí)行“三低一高”工藝技術(shù)條件,使電解槽穩(wěn)等。定生產(chǎn),效果顯著,節(jié)電300kWh/tAl(3)采用干法全密閉煙氣凈化系統(tǒng),徹底解決了(7)1996年與輕研院完成TB2-C一體化成型煙中國煤化工氟化鹽和A復(fù)合層惰性陰極碳塊工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn),電流效率提高NMHc新工藝(低氧化鋁濃0.95%,電耗降低189kWh/tAl,槽齡提高1~2年。人七度、效應(yīng)系數(shù)高極距)。通過上述一系列技術(shù)改造和創(chuàng)新,使長鋁電解(5)提高整流效率,穩(wěn)定電流強(qiáng)度。電解整流由廠生產(chǎn)狀況日益提高,在同等規(guī)模電解槽中各項(xiàng)指遞降式改為直降式。電解槽改造與節(jié)能一—孫春亮(6)改善陰極內(nèi)襯優(yōu)化各項(xiàng)性能。側(cè)部采用帶1405kWh/tA降低到13600kWh/tAl有人造伸腿的異型碳塊,底部采用半石默質(zhì)和TiB2(3)電解槽集氣效率達(dá)到96%-98%,煙氣凈C一體化隋性陰極碳塊,下面采用國產(chǎn)防滲料等化效率98%,達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)代最新技術(shù)。這些都有利于建立規(guī)整爐膛、降低(4)直流穩(wěn)流精度達(dá)到02%。爐底壓降、提高電流效率、延長槽壽命等。所以,經(jīng)過一步一步技術(shù)改造,給我廠帶來了巨4.2改造后取得先進(jìn)的工藝參數(shù)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。這些改造,將使我廠電解槽達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)工藝條件和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。5結(jié)論4.2.1先進(jìn)工藝參數(shù)(1)我廠電解槽現(xiàn)代化綜合節(jié)能技術(shù)改造,是先進(jìn)工藝參數(shù)見表4。次成功的實(shí)踐,為今后我廠的生存與發(fā)展奠定了堅(jiān)表4先進(jìn)工藝參數(shù)實(shí)的基礎(chǔ)。電解質(zhì)水平:18~2cm鋁水平:20m槽設(shè)定電壓:42V(2)該項(xiàng)成果為國內(nèi)眾多60kA中小型自焙槽的分子比:2.2~2.4槽溫:945-90℃極距:4.5~5m改造與發(fā)展具有示范作用,它擁有顯著的節(jié)能降耗氧化鋁濃度:1,6%~2.8%陽極效應(yīng)系數(shù)0.25次/(槽·日)降低成本、根治污染和增強(qiáng)市場競爭力的效果4.2.2先進(jìn)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)(3)同級別的自焙轉(zhuǎn)預(yù)焙,或轉(zhuǎn)大型槽,技術(shù)上可(1)電流效率提高2%~3%,即從目前的885%行,爭取一步到位改為中間點(diǎn)式下料自動控制預(yù)焙提高到91%~92%電解槽。這是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化綜合節(jié)能技術(shù)改造、投資(2)直流電耗降低500kWh/tA,即從目前的少、見效快的有效途徑改造投資回收期限為3年。(上接第23頁)設(shè)施。富氧助燃作為一項(xiàng)創(chuàng)造性的技術(shù),有著廣闊(1)可明顯改善重油燃燒條件,提高重油的燃燼的市場前量,兩者的有機(jī)結(jié)合,必將對降低整個氧化度,降低重油消耗。鋁行業(yè)能源消耗及改善環(huán)境條件有著積極的促進(jìn)作(2)減少爐子鼓風(fēng)量,可在風(fēng)機(jī)不變的情況下,用。有效供氧量增加,從而使?fàn)t子產(chǎn)能達(dá)到設(shè)計(jì)值。(3)煙氣量可減少約20%,使?fàn)t子的排煙量、飛參考文獻(xiàn)揚(yáng)損失大大降低,熱效率提高。1.韓昭滄主編·燃料與燃燒冶金工業(yè)出版社,19872.沈光林膜法富氧技術(shù)用于節(jié)能研究·《節(jié)能》,199.95結(jié)束語3.王學(xué)松膜分離技術(shù)及其應(yīng)用科學(xué)出版社,1994氧化鋁行業(yè)是一個能耗大戶,有著眾多的燃燒中國煤化工CNMHG