電解槽改造與節能

電解槽改造與節能——孫春亮27電解槽改造與節能孫春亮(中國長(cháng)城鋁業(yè)公司電解廠(chǎng))摘要本文總結了中國長(cháng)城鋁業(yè)公司電解廠(chǎng)發(fā)展概況和改革開(kāi)放20年來(lái)技術(shù)改造與創(chuàng )新,以及取得的重大成就和節能效果。關(guān)鍵詞旁插自焙槽預焙槽智能模糊控制綜合節能技術(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(cháng)城鋁業(yè)公司電解廠(chǎng)(原鄭州鋁廠(chǎng))是1980年8效革開(kāi)放后電解廠(chǎng)技術(shù)改造與節能1前言月開(kāi)始動(dòng)工興建,設計電流為60kA的旁插自焙槽系黨的十一屆三中全會(huì )以后,長(cháng)鋁電解廠(chǎng)進(jìn)行了列,年產(chǎn)能2.5萬(wàn)t,由于自焙槽能耗高指標低、污一系列技術(shù)改造與創(chuàng )新進(jìn)入了穩定持續發(fā)展的新染嚴重,因此于1966年5月決定在原兩電解廠(chǎng)房?jì)入A段。改建成我國第一個(gè)預焙電解廠(chǎng)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(1)電解槽母線(xiàn)加寬,降低母線(xiàn)壓降。以前母線(xiàn)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,噸鋁節電1996年5月,由貴陽(yáng)鋁鎂設計院設計,60kA自430kWh,系列年節電1291萬(wàn)kWh焙槽改造成75kA預焙槽,為敞開(kāi)式邊部加工,年產(chǎn)(2)采用爆炸焊新技術(shù)。陽(yáng)極鋁鋼接點(diǎn)壓降由量3萬(wàn)t,煙氣通過(guò)原有煙道及120m煙囪高空排放過(guò)去滲鋁法的141mⅤ降到現在的38mV,直接降低在建成初期,由于仍采用原來(lái)的風(fēng)動(dòng)打殼機、人工抱103mV噸鋁節電366kWh,年節電1099萬(wàn)kWh。這袋下料,所以技術(shù)裝備落后,加上當時(shí)社會(huì )政治影是我國當時(shí)鋁電解廠(chǎng)首次使用的先進(jìn)工藝,至今仍響,生產(chǎn)指標一直不好,見(jiàn)表1在普及推廣。表11970~1976年生產(chǎn)的平均指標項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83.817357溫料YHa沮坫術(shù)阻圾熱阻由原設計的中國煤化kW,陽(yáng)極上加蓋保19470CNMHGcm,其熱損失減少有色冶金節能2000.322W。二者使槽電壓降低350mV,噸鋁節電標名列前茅,見(jiàn)表3。1245kWh,系列年節電3734萬(wàn)kWh表31998年經(jīng)濟指標以上三項技術(shù)改造,使單槽電壓平均降低項目電流效率噸鋁直流電耗平均電壓綜合交流電單耗574mV,噸鋁節電204kWh。另外,還進(jìn)行完善工藝(v)(kWh)紀律和操作紀律,使電解槽平穩生產(chǎn)。因此噸鋁直指標88.540554.17815177流電耗從1970~1976年七年間的平均值17357kWh475kA邊部加工預焙槽改造成為降到改造后1980年的14645kWh,經(jīng)濟效果巨大。見(jiàn)表2。85kA中間下料預焙槽表21980年經(jīng)濟技術(shù)指標雖然75kA邊部加工預焙槽經(jīng)過(guò)二十年的創(chuàng )新項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)指標仍有一定差距。所以,為了適應國家政策和自身87.54.31464516297發(fā)展,為了解決槽子按需下料和環(huán)保問(wèn)題,在受到321980~1998年間,進(jìn)行了多項技術(shù)改造與試驗地資金、電力等方面限制下,我們決定在原有基礎(1)1981年,自行設計安裝了DYS-J電壓小時(shí)上建成85kA中間下料會(huì )密閉智能模糊控制預焙電計和效應計數器,加強了用電的計算和管理。1983解槽,也就是說(shuō),把當代大型槽最先進(jìn)的技術(shù)用在中年研制成功氧化鋁風(fēng)動(dòng)下料車(chē),1986年研制成功雙型電解槽上進(jìn)行改造,同時(shí)也為我國眾多中小型鋁梁橋式壓殼機,實(shí)現了加工、下料機械化一條龍作廠(chǎng)創(chuàng )出一條生路,起到示范作用。該項技術(shù)已申報業(yè),這樣加工速度快、質(zhì)量好,氧化鋁飛揚損失小。國家經(jīng)貿委批準,成為國家經(jīng)貿委重點(diǎn)項目,是中國(2)電解槽實(shí)現微機自動(dòng)化控制。1985年開(kāi)發(fā)鋁工業(yè)走向21世紀的具有戰略意義的創(chuàng )新工程成功IDJ-k型鋁電解自動(dòng)控制系統,1998年又在所以,經(jīng)過(guò)充分準備,我們于1999年7月在第三廠(chǎng)全國首次應用可編程序控制器(PC機)對鋁電解生房建成了10臺85kA中間下料預焙槽,現在已經(jīng)投產(chǎn)實(shí)行自動(dòng)控制,節電170kWh/tAl產(chǎn)試驗,到200年6月我們再建66臺新槽,組成第(3)應用模式識別調優(yōu)技術(shù),改進(jìn)陽(yáng)極澆鑄用磷三車(chē)間,而后用兩年時(shí)間再把剩余的兩個(gè)老廠(chǎng)房改生鐵配方,有效降低了鐵碳壓降,使噸鋁節電造完,屆時(shí)將達到年產(chǎn)量5.7萬(wàn)to5lkWh,并節約生鐵和回收利用回爐鐵等。該技術(shù)41改造過(guò)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)堅持“三不動(dòng)”原則,即電解廠(chǎng)房主體設備不術(shù)動(dòng),陰極大母線(xiàn)不動(dòng),原有(新建槽殼可陸續改為搖(4)1988年與東北大學(xué)研究成功長(cháng)鋁最佳電解籃式)槽殼不動(dòng),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。該項有效對電解槽物理場(chǎng)—電磁場(chǎng)、熱場(chǎng)、流體場(chǎng)、力場(chǎng)進(jìn)行降低了電解質(zhì)初晶溫度,提高電流效率1.23%,降現代化計算機模擬仿真,進(jìn)行槽結構系統優(yōu)化設計。低直流電耗224kWh/tAl(2)采用計算機智能模糊控制系統,實(shí)現中間點(diǎn)(5)1992年在兩臺槽上進(jìn)行了預焙陽(yáng)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;該技術(shù)改善了陽(yáng)極性能,對提高電用濃相或超濃相輸送,真正做到了準時(shí)連續自動(dòng)流效率和降低碳耗均有好處。該項提高電流效率下料,并且電解槽采用計算機分布式控制,可實(shí)現自0.5%,節電9kWh/tAl。該項成果屬?lài)鴥仁讋?chuàng )。動(dòng)出鋁、換陽(yáng)極控制電壓、效應預報和熄滅、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、事故保護和各類(lèi)報表及曲線(xiàn)水平。實(shí)行“三低一高”工藝技術(shù)條件,使電解槽穩等。定生產(chǎn),效果顯著(zhù),節電300kWh/tAl(3)采用干法全密閉煙氣凈化系統,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復合層惰性陰極碳塊工業(yè)應用試驗,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、效應系數高極距)。通過(guò)上述一系列技術(shù)改造和創(chuàng )新,使長(cháng)鋁電解(5)提高整流效率,穩定電流強度。電解整流由廠(chǎng)生產(chǎn)狀況日益提高,在同等規模電解槽中各項指遞降式改為直降式。電解槽改造與節能一—孫春亮(6)改善陰極內襯優(yōu)化各項性能。側部采用帶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%,達到國家環(huán)保標準。當代最新技術(shù)。這些都有利于建立規整爐膛、降低(4)直流穩流精度達到02%。爐底壓降、提高電流效率、延長(cháng)槽壽命等。所以,經(jīng)過(guò)一步一步技術(shù)改造,給我廠(chǎng)帶來(lái)了巨4.2改造后取得先進(jìn)的工藝參數和經(jīng)濟技術(shù)指標大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。這些改造,將使我廠(chǎng)電解槽達到國內先進(jìn)工藝條件和經(jīng)濟技術(shù)指標。5結論4.2.1先進(jìn)工藝參數(1)我廠(chǎng)電解槽現代化綜合節能技術(shù)改造,是先進(jìn)工藝參數見(jiàn)表4。次成功的實(shí)踐,為今后我廠(chǎng)的生存與發(fā)展奠定了堅表4先進(jìn)工藝參數實(shí)的基礎。電解質(zhì)水平:18~2cm鋁水平:20m槽設定電壓:42V(2)該項成果為國內眾多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(zhù)的節能降耗氧化鋁濃度:1,6%~2.8%陽(yáng)極效應系數0.25次/(槽·日)降低成本、根治污染和增強市場(chǎng)競爭力的效果4.2.2先進(jìn)經(jīng)濟技術(shù)指標(3)同級別的自焙轉預焙,或轉大型槽,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(dòng)控制預焙提高到91%~92%電解槽。這是實(shí)現現代化綜合節能技術(shù)改造、投資(2)直流電耗降低500kWh/tA,即從目前的少、見(jiàn)效快的有效途徑改造投資回收期限為3年。(上接第23頁(yè))設施。富氧助燃作為一項創(chuàng )造性的技術(shù),有著(zhù)廣闊(1)可明顯改善重油燃燒條件,提高重油的燃燼的市場(chǎng)前量,兩者的有機結合,必將對降低整個(gè)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(zhù)積極的促進(jìn)作(2)減少爐子鼓風(fēng)量,可在風(fēng)機不變的情況下,用。有效供氧量增加,從而使爐子產(chǎn)能達到設計值。(3)煙氣量可減少約20%,使爐子的排煙量、飛參考文獻揚損失大大降低,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)用于節能研究·《節能》,199.95結束語(yǔ)3.王學(xué)松膜分離技術(shù)及其應用科學(xué)出版社,1994氧化鋁行業(yè)是一個(gè)能耗大戶(hù),有著(zhù)眾多的燃燒中國煤化工CNMHG