降低電解槽停槽電壓連接裝置的試驗及結論

譚占平,秦幸旺,戴連松 ,谷玉彥

（1.河南東大冶金技術服務有限公司，河南 鄭州 450000；2.內蒙古錦聯鋁材有限公司，內蒙古 霍林郭勒 029200）

近些年來，隨著我國經濟建設的快速發展，電解鋁產量得到了大幅度的提高，但鋁錠市場價格的低迷與電解鋁用原材物料價格上漲的不對稱，導致企業利潤空間降低甚至虧損。企業為求生存，減少虧損，不得已停掉槽齡過長、運行狀況不佳和高耗低效的電解槽。在停槽大修期間，無功電耗造成正常生產指標中停槽壓降分攤值增加，導致噸鋁綜合電耗增加（且停槽數量越多，綜合電耗增加越多）。針對此種情況，企業組織技術人員對停槽壓降的組成部分進行研究分析，并積極開展試驗，發現通過采取縮短停槽后槽周母線通過的電流途徑，可以實現停槽短路口壓降的降低，達到降低電能空耗的運行目的。

試驗成功論證了降低停槽電壓連接裝置的可行性，經過數據分析和測算，能夠降低停槽期間的壓降，降低電能空耗，產生較大的經濟效益，為公司節約生產成本。

1 降低短路口壓降的原理

利用并聯電路原理：并聯電路總電阻小于任何支路上的電阻，并聯電路支路越多，每條支路分攤電流越小，總電壓就越低。

2 目前電解槽停槽后母線壓降和現狀

現有電解槽停槽時將電解槽的短路口絕緣插板撤出，將立柱母線兩側的短路口連接塊用鐵質螺栓壓緊,使短路口與立柱母線短接，電流從電解槽A面立柱母線與短路口的連接塊接觸地方通過，經過短路口進入下一臺槽的母線。這種電流流經途徑的存在以下缺點：

（1）目前國內大型電解槽鋁廠設計停槽壓降在280-320mv，這部分壓降為槽周母線壓降，而不產生任何經濟效益，且電流越大，停槽數量越多，短路口電耗損耗越多。

（2）停槽后，電流需要先匯流至立柱母線，再通過停槽短路塊流向下臺槽，電流流經母線途徑中焊接點和壓接處變多，母線長度長，造成母線壓降大，400KA電解槽停槽壓降按300mv計算，每天耗電2880kwh，此用電無任何經濟效益。

（3）設計時每臺槽6個短路口，電流流經途徑固定，整體電解槽槽周母線電阻固定。此電阻在現有的技術條件下沒有辦法降低和減少。

3 連接裝置的連接方式及安裝方式

降低短路口壓降的連接方式：在停槽電解槽與進電端上一臺電解槽周母線加裝多個連接裝置（大幅縮短電解槽停槽后電流運行路徑）與原有電解槽的6個短路口形成并聯電路，將原有的短路口電流分攤流過新增加的連接裝置。減少流經短路口電流，從而實現降低短路口壓降。

電解槽設計時母線布置：分穿槽母線（6條）、槽周母線（4條），共10條母線，電流經陰極軟帶流出后按固定母線匯合后流經下一臺槽固定的立柱母線，依次通入下一臺電解槽。

穿槽母線從大面向小面排列依次為：穿1，穿2，穿3，穿4，穿5，穿6；槽周母線從大面向小面排列依次為：大面：槽1，槽2；小面：槽3，槽4。

安裝壓接裝置為：自制壓接卡具和銅質分流片(3片為一組，可保證分流時不被熔斷）或鋁制軟連接。在現有基礎上，在停槽大小面對進電端上臺槽的槽1母線與停槽2母線進行短接，分流部分電流。在停槽大小面對進電端上臺槽的槽2母線與停槽1母線進行短接，分流部分電流。在停槽大面對進電端上臺槽的穿1母線與停槽穿1母線進行短接，分流部分電流。對停槽進電端上臺槽的穿3母線與停槽穿3母線進行短接，分流部分電流。

對停槽進電端上臺槽的穿4母線與停槽穿4母線進行短接，分流部分電流。

在停槽大面對進電端上臺槽的穿6母線與停槽穿6母線進行短接，分流部分電流。

一共7處安裝壓接裝置。在安裝前，將安裝位置與銅片（3張銅片一組）（軟連接）進行打磨光滑，使用自制壓接卡具將銅質分流片（軟連接）壓接禁錮，在分流片和壓接卡具之間放上壓板，保證壓接不打滑，保證最大的壓接面積，降低接觸電阻。通過連接裝置的并聯電阻，分流電流，降低停槽的母線壓降，進而降低母線空耗，節約能源。

壓接卡具：

軟連接：

壓接壓片：

4 該裝置的優點

加裝連接降低母線壓降裝置后，可以降低短路口壓降30-70mv,降低電流空耗，節能效果突出。

降低短路口的連接裝置投資小，易制作、安裝方便、易于拆除、能夠循環利用。

降低短路口的連接裝置可在同一臺電解槽多處連接，不破損電解槽主體母線。

適用于現有多種電解槽槽型。

5 經濟效益測算

某廠100萬噸產能電解鋁，加裝連接裝置后，500KA槽型按降低壓降30mv，每年大修50臺槽，大修周期30天，年可以節約電量0.03*24*500*30*50=540000（度），電價按0.25元計算年可以產生效益540000*0.25=135000（元）。400KA槽型按降低壓降70mv,每年大修150臺槽，大修周期30天。年可以節約電量0.07*24*402*30*150=3039120（度），電價按0.25元計算年可以產生效應3039120*0.25=759780（元）。

6 結論

電解槽的母線壓降在電解槽安裝完成后就不再變化，只有通過其他手段來降低母線壓降。安裝此連接裝置后，通過旁路的電阻可以減少母線的壓降，進而減少母線空耗。

電解槽大修期間，在停槽的電解槽母線上與下一臺槽子的母線上安裝此連接裝置。主要安裝在電解槽的各個立柱的槽周母線上和煙道端、出鋁端的過爐底母線上各安裝一個連接裝置。一共7個軟連接裝置。通過連接裝置的并聯電阻，降低停槽的母線壓降，進而降低母線空耗，節約能源。

加裝連接降低母線壓降裝置后，500KA槽型可以降低母線壓降30mv左右；400KA槽型可以降低母線壓降70mv左右。