白茂祿

【摘 要】本文分析探索工藝技術(shù)條件的優(yōu)化技術(shù)，從實際出發(fā)闡述了鋁電解槽生產(chǎn)所需（電能）能源與熱量收支情況。總結(jié)多年生產(chǎn)實踐經(jīng)驗得出，通過提高電流效率和降低槽平均電壓可以有效降低鋁電解生產(chǎn)的電能消耗。

【關(guān)鍵詞】鋁電解；電能消耗；降低

1.鋁電解生產(chǎn)的能源

鋁電解的直流電能。在鋁電解生產(chǎn)中，其能源主要是直流電能，約占整個消耗的97%左右。但在整個世界范圍內(nèi)，所有發(fā)電廠輸出的電能均為高壓交流電，要使之變成能用于電解生產(chǎn)的低壓直流電，必須進行變壓整流。我國目前各個鋁電解企業(yè)的變壓整流效率大多數(shù)為96.5～97.5%之間。通過整流后的直流電，可直接送入電解槽上用于鋁電解生產(chǎn)。

3.提高電流效率的探索

3.1 低氧化鋁濃度的探索

當Al2O3濃度進入高濃度敏感區(qū)時，隨著Al2O3濃度升高而槽電壓升高，此時系統(tǒng)誤認為是Al2O3濃度在降低而引起的槽電壓升高，系統(tǒng)進行過加工，會很快造成沉淀。所以當發(fā)現(xiàn)濃度進入高濃度區(qū)時（一般認為超過4%）要及時進行控料調(diào)整，防止沉淀的產(chǎn)生。

我們在生產(chǎn)過程中控制Al2O3的濃度范圍要達到的目的是：“既不容易發(fā)生突發(fā)效應，又不會導致沉淀產(chǎn)生”。在CR低于2.5時，一般認為該范圍是在1.5-3.5%。我們控制的范圍是1.8-3%，可以得到較高的效應受控率，且不易產(chǎn)生沉淀[4]。

3.2 適宜的兩水平

鋁液水平對電流效率的影響大致趨勢是，隨著鋁水平的提高，有利于電流效率的提高。

需要說明的是，生產(chǎn)實踐指出，鋁液水平要和生產(chǎn)實際相結(jié)合。操作中鋁水平也不宜過高，以防止冷行程槽子的出現(xiàn)，引發(fā)病槽降低電流效率。

電解質(zhì)水平在鋁電解生產(chǎn)中非常重要，有電解槽“血液”之稱。在電解過程中起著溶解氧化鋁、導電和保持熱量的作用。保持穩(wěn)定的電解質(zhì)水平，可以增強槽子的熱穩(wěn)定性和自調(diào)節(jié)能力。

保持適當較高的電解質(zhì)水平，則電解質(zhì)量大，溶解的AL2O3多，可免除爐底產(chǎn)生大量沉淀；同時熱穩(wěn)定性好，可使電解槽在較低溫度下穩(wěn)定運行，提高電流效率。在電解質(zhì)的保持上，要避免電解質(zhì)水平過高或過低的情況，這兩種情況對生產(chǎn)都有不利影響，有礙于電流效率的提高。

在工業(yè)生產(chǎn)上，如果電解溫度升高，則槽底和槽側(cè)的沉淀和結(jié)殼熔化，使電解液水平升高而鋁液水平降低；反之，如溫度降低，則沉淀和結(jié)殼增多，造成電解質(zhì)水平萎縮而鋁液水平上升。我們現(xiàn)場操作的關(guān)鍵是要根據(jù)電解槽狀況調(diào)整、保持好電解液水平和鋁液水平。只有這樣才能使電解槽的槽溫保持穩(wěn)定，各種技術(shù)條件保持平穩(wěn)，進而使電解槽保持平穩(wěn)，達到平穩(wěn)生產(chǎn)：平穩(wěn)出效率，平穩(wěn)創(chuàng)指標，平穩(wěn)降成本，平穩(wěn)減能耗的目的。平穩(wěn)生產(chǎn)是我們管理所追求的目標，可以減少（避免）病槽發(fā)生，很大程度上實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標。

4.降低平均電壓的實踐探索

4.1降低設定電壓

使用電解槽陰極新型結(jié)構(gòu)進行低電壓生產(chǎn)，目前，某廠某工區(qū)某180KA陰極新型結(jié)構(gòu)電解槽啟動后，兩周時間內(nèi)，設定電壓已降到3.80mv左右，爐底壓降320mv左右，陽極、陰極電流分布均勻，槽況平穩(wěn)，最終要降到目標值3.75mv左右。

4.2降低效應分攤電壓

陽極效應雖然有分離電解質(zhì)中炭渣、清潔電解質(zhì)、降低電解質(zhì)壓降及清理爐底的優(yōu)點，但是它對電解生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性破壞很大：

陽極效應發(fā)生前的一段時間內(nèi)，電壓處在較劇烈的波動狀態(tài)之中，使電解質(zhì)、鋁液的流動變得紊亂，鋁的二次反應增加大大降低電流效率。

發(fā)生陽極效應時，槽電壓較高，耗費大量的電能，其中一部分轉(zhuǎn)化為熱能，加熱了電解質(zhì)和鋁液，且熔化爐幫，一定程度地破壞了電解槽的正常生產(chǎn)狀態(tài)[5]。

5.結(jié)論

降低電解槽平均電壓是降低電能消耗的很好途徑，但要注重抓好電解槽各部分連接壓降的定期處理工作和各項操作質(zhì)量，力求實現(xiàn)電解槽的平穩(wěn)生產(chǎn)，才是實現(xiàn)鋁電解槽的生產(chǎn)低能耗的可靠途徑。

使用電解槽新型結(jié)構(gòu)，實行精細化管理，采取精耕細作的作業(yè)方法，嚴格操作規(guī)程保持穩(wěn)定的技術(shù)條件是提高電流效率、降低電解槽能量消耗的最有效途徑。 [科]

【參考文獻】

[1]邱竹賢編著.預焙槽煉鋁（第3版）.—冶金工業(yè)出版社，2005.

[2]田應莆編著.大型預焙鋁電解槽生產(chǎn)實踐—中南工業(yè)大學出版社.

[3]青鋁人編著.現(xiàn)代大型預焙槽生產(chǎn)技術(shù)—東北工業(yè)大學出版社.

[4]馮乃祥編著.鋁電解—化學工業(yè)出版社，2006.

[5]冷正旭.鋁電解低電壓節(jié)能技術(shù)初步實驗.節(jié)能降耗工作會議，2005.8.