把握電解鋁降耗脈搏在國內(nèi)電解生產(chǎn)體系基礎(chǔ)上,剖析現(xiàn)有生產(chǎn)工藝的弊端,吸收國外電解鋁生產(chǎn)先進(jìn)工藝體系經(jīng)驗(yàn),進(jìn)行工藝創(chuàng)新,建立以電解質(zhì)初晶溫度為依據(jù)控制過熱度的全新電解生產(chǎn)工藝,是改變目前電流效率低,生產(chǎn)效率差的現(xiàn)狀的有效手段,把握住了電解鋁節(jié)能降耗的“脈搏”。

當(dāng)今國外先進(jìn)電解鋁廠采取高電解質(zhì)溫度,較高電解質(zhì)初晶溫度,低過熱度,高電解槽穩(wěn)定性,低電壓,低效應(yīng),高電流效率的鋁電解槽工藝操作技術(shù)路線,而國內(nèi)各電解鋁廠仍延用傳統(tǒng)的低溫、低電解質(zhì)分子比來提高電流效率的方法組織生產(chǎn)。

實(shí)驗(yàn)研究表明,低溫、低分子比的工藝,確實(shí)有降低鋁在電解質(zhì)溶液中的溶解度和溶解速度,減少鋁損耗,提高電流效率的作用。但是,低溫、低分子比使得電解質(zhì)成分和熱穩(wěn)定性大大降低,容易產(chǎn)生沉淀,造成水平電流大,槽壓不穩(wěn)定,效應(yīng)多等缺點(diǎn),同時(shí)也容易降低電解槽溫度,這些缺點(diǎn)使低溫、低分子比操作無法達(dá)到理想的提高電流效率的目的。在不斷工藝創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,借鑒國外先進(jìn)的電解理念,過熱度作為一種新概念為國內(nèi)各個(gè)鋁廠所接受。

所謂過熱度即電解質(zhì)溫度與電解質(zhì)初晶溫度之差,目前國外大型預(yù)焙陽極電解槽的過熱度一般在8~10℃,而國內(nèi)電解槽電解質(zhì)的過熱度在6~20℃之間,與國外相比差別較大。而這種差異來源于國內(nèi)電解工藝,我國各電解廠的電解工藝走分子比控制槽溫的路線,而且采用低分子比來控制槽溫,電解質(zhì)分子比低,初晶溫度低,這樣就需要適當(dāng)提高一點(diǎn)過熱度來保證電解槽穩(wěn)定運(yùn)行,而如何控制合適的過熱度成為電解生產(chǎn)首需解決的問題。有文獻(xiàn)報(bào)道,電解溫度每降低10℃,可以使電流效率在原有基礎(chǔ)上提高2~3個(gè)百分點(diǎn)。

也就是說,如果我國各電解鋁廠能有效的控制住過熱度,將過熱度降低到8~10℃,槽溫也隨之降低10℃,可以預(yù)見,我國電解鋁廠電解槽電流效率將會(huì)打破現(xiàn)有水平,上升到一個(gè)新的水平。通過對(duì)多個(gè)電解廠的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),利用分子比來控制槽溫時(shí)會(huì)發(fā)生如下情況:分子比高時(shí),電解槽溫度不一定高;分子比低時(shí),電解槽溫度不一定低;相同分子比值時(shí),所控制的槽溫差異較大;在使用分子比值控制槽溫過程中,過熱度跨度為0.6℃~25.9℃。究其原因,主要在于初晶溫度難以直接測(cè)量,導(dǎo)致工藝控制時(shí)對(duì)電解槽狀態(tài)難以有效把握。新推出的自動(dòng)初晶溫度測(cè)量設(shè)備和智能槽溫測(cè)量儀,是北京核心動(dòng)力科技有限公司專為電解鋁節(jié)能管理研制的新型設(shè)備,利用這些新型設(shè)備,有效的提高了對(duì)電解槽過熱度的分析效率,減小了分析誤差,對(duì)于提高節(jié)能效果具有顯著的作用。

  大功率整流設(shè)備在冶煉行業(yè)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，尤其在電解鋁行業(yè)，要求的直流電流在日益增加，目前可達(dá)到35kA及以上。我國是資源相對(duì)匱乏的國家，能源消耗正急劇增加，能源危機(jī)正迫在眉睫。作為能源消耗大戶的電解鋁行業(yè)，如何進(jìn)行節(jié)能已經(jīng)成為一個(gè)重大問題。

    電解鋁供電系統(tǒng)的心臟是整流所，降低整流所的損耗首先應(yīng)在設(shè)計(jì)上做充分的考慮，設(shè)計(jì)整流所時(shí)，要遵循供電可靠、配置清晰緊湊、經(jīng)濟(jì)合理等因素，在滿足生產(chǎn)需要的同時(shí)，充分考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)省無謂消耗的能量。具體說來應(yīng)從以下幾個(gè)方面來考慮。

提高整流效率

整流設(shè)備的效率是衡量其本身設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)上先進(jìn)合理的重要指標(biāo)，也是整流所運(yùn)行中為降低電耗應(yīng)予密切關(guān)注的一個(gè)運(yùn)行指標(biāo)。

整流設(shè)備的效率定義為：效率=輸出功率/輸入功率×100%

但以整流設(shè)備輸出功率而論，因?yàn)檎髟O(shè)備直流輸出電壓為一脈動(dòng)波；直流輸出電流通常除平均值為Id的直流電流外，尚有為脈動(dòng)數(shù)整數(shù)倍的諧波電流流過，所以整流設(shè)備輸出功率除直流功率外，還有交流功率。直流側(cè)總平均功率為Pd∑=Ud×Id+∑Udn×Idn×cosφn。

交流功率分量對(duì)一些直流負(fù)載而言是無用的，對(duì)有些直流負(fù)載而言（如鋁電解槽的加溫作用）可能有用，很難確認(rèn)是有功功率或無功功率。是否計(jì)入交流功率分量，對(duì)于脈動(dòng)數(shù)較少的整流電路，效率將有顯著的區(qū)別。對(duì)于脈動(dòng)數(shù)不同的整流電路，是否計(jì)入交流功率的結(jié)果如下：

表  直流側(cè)交流功率對(duì)效率的影響

    對(duì)于6脈波以上的整流裝置，采用直流側(cè)額定輸出平均功率代替直流側(cè)輸出總功率引起的誤差是可以忽略不計(jì)的，因此可以明確指出，整流效率為功率效率。

如果我國各電解鋁廠能有效的控制住過熱度,將過熱度降低到8~10℃,槽溫也隨之降低10℃,可以預(yù)見,我國電解鋁廠電解槽電流效率將會(huì)打破現(xiàn)有水平,上升到一個(gè)新的水平。通過對(duì)多個(gè)電解廠的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),利用分子比來控制槽溫時(shí)會(huì)發(fā)生如下情況:分子比高時(shí),電解槽溫度不一定高;分子比低時(shí),電解槽溫度不一定低;相同分子比值時(shí),所控制的槽溫差異較大;在使用分子比值控制槽溫過程中,過熱度跨度為0.6℃~25.9℃。究其原因,主要在于初晶溫度難以直接測(cè)量,導(dǎo)致工藝控制時(shí)對(duì)電解槽狀態(tài)難以有效把握。新推出的自動(dòng)初晶溫度測(cè)量設(shè)備和智能槽溫測(cè)量儀,是北京核心動(dòng)力科技有限公司專為電解鋁節(jié)能管理研制的新型設(shè)備,利用這些新型設(shè)備,有效的提高了對(duì)電解槽過熱度的分析效率,減小了分析誤差,對(duì)于提高節(jié)能效果具有顯著的作用。