铝电解新型节能保温槽生产实践分析

2022-12-16 07:51吕健

吕健

（重庆旗能电铝有限公司，重庆 401420）

1 试验目的

针对电解系列运行情况，拟在大修时对内衬进行优化，一是主要是底部增加保温效果，由于硅酸钙板保温时效短，改为纳米材料+硬硅钙复合砖，二是侧部和角部加强了保温，纳米隔热材料加厚，为降电压提供条件，三是阴极钢棒的水平抑制高度由125mm改为了90mm，降低阴极钢棒抑制部分电流密度，降低破损风险。

通过优化，电解槽底部、侧部和角部保温性能加强，热损失降低，均将有效降低电解槽运行电压，达到电解槽节能的目的。阴极钢棒的抑制高度降低，达到延长槽寿命的目的。2130#和2139#槽为实验槽，底部加了200mm厚的纳米保温材料，边部加了10mm陶瓷纤维板。

对比槽为2142#（普通内村槽），侧部加6mm陶瓷纤维板。

2130#槽，保温实验槽，槽龄361天，非正常期90天，正常期271天。

2139#槽，保温实验槽，槽龄390天，非正常期90天，正常期300天。

2142#槽，对比试验槽，槽龄525天，非正常期90天，正常期435天。

通过表1看出，两台新型节能保温实验槽与对槽各项生产技术参数基本一致。

表1 技术参数对比

表2 新型保温节能型实验槽和对比槽的炉膛测试数据汇总

图1 2130槽炉邦形状模拟图

根据现场测量数据，炉膛形状图可以得出，经过1年的生产后，2130#槽侧部整体炉帮反而变薄，伸腿明显生长；2139#槽侧部整体炉帮变化不大，但伸腿明显生长；反观2142#槽无论是侧部炉邦还是伸腿都在变厚（或大），同时，2139#、2142#炉底压降明显增大至338mv。

图2 2139槽炉邦形状模拟图

根据保温节能型实验槽与对比槽的非正常期的电流效率、平均电压、直流电单耗等相关指标进行比较，具体数据如下表。

从上表可看出，新型保温节能型实验槽与对比槽的相关指标比较如下：

（1）非正常期的保温节能型实验槽平均电压为3.83V左右，对比槽平均电压为3.974V左右，即非正常期保温节能型实验槽的平均电压比对比槽降低了0.134V左右。

（2）非正常期的新型保温节能型实验槽平均直流电单耗为12580kW.h/t-Al左右，对比槽直流电单耗为12900kW.h/t-Al左右，非正常期保温节能型实验槽的直流电单耗降低了320kW.h/t-Al左右。

（3）非正常期新型保温节能型实验槽和对比槽的电流效率平均达91.5%左右，2130#实验电流效率略低。

（4）非正常期新型保温节能型实验槽平均炉底压降比对比槽炉底压降降低10mV左右。

根据新型保温节能型实验槽与对比槽的正常期的电流效率、平均电压、直流电单耗等相关指标进行比较，具体数据如下表。

表4 正常期指标对比

通过实验槽与对比槽和系列槽正常期的槽日均产量、电流效率、平均电压、直流电单耗进行比较。

表5 正常期其他指标对比

从上表可看出，正常期实验槽与对比槽和系列槽的槽均日产量、电流效率、平均电压、直流电单耗指标如下：

（1）实验槽日均产量为3000.3kg左右，对比槽为3030.20kg左右，系列槽为3016.2kg左右，实验槽日均产量比对比槽少29.9kg左右，比系列槽少15.9kg左右。

（2）实验槽平均电流效率为92.49%左右，对比槽电流效率为93.29%左右，系列槽平均电流效率为92.72%左右。故实验槽比对比槽电流效率低0.8%左右，实验槽比系列槽电流效率低0.23%左右。

（3）实验槽平均电压为3.885V左右，对比槽平均电压为3.966V，系列槽平均电压为3.986V左右。故实验槽比对比槽和系列槽的平均电压分别降低0.081V和0.102V左右。

（4）实验槽的直流单耗为12554kW.h/t-Al左右，对比槽为12669kW.h/t-Al左右，系列槽为12810kW.h/t-Al左右，故实验槽比对比槽和系列槽的直流电单耗分别降低了151kW.h/t-Al和292kW.h/t-Al左右。

（5）实验槽的炉底压降比对比槽的炉底压降33mV左右。

新型保温节能型实验槽在非正常期平均电压为3.84V左右，比对比槽3.974V左右降低了0.134V；直流电单耗为12580kW.h/t-Al，比对比槽12800kW.h/t-Al降低220kW.h/t-Al左右，炉底压降比对比槽降低10mV左右。

新型保温节能型实验槽正常期电流效率为92.4%左右，比对比槽93.29%左右降低0.8%左右，但是实验槽的直流电单耗为12518kW.h/t-Al左右，比对比槽12669kW.h/t-Al左右降低了151kW.h/t-Al左右，炉底压降比对比槽降低30mV左右。

实验槽电流效率与系列槽电流效率均为92.4%左右，但是实验槽平均电压和直流电单耗分别比系列槽降低了0.102V和292kW.h/t-Al左右。主要是系列槽有部分破损槽，由于破损槽需适当铝水平和槽电压，以及日常修补等进行维护，故破损槽电流效率偏低，直流电单耗偏高。

综上，新型保温节能型实验槽的电流效率虽然比对比槽降低1%左右，产量低，但是其直流电单耗、平均电压和炉底压降的较低，节能降耗比较明显，具有更优的经济指标。