鋁電解新型節能保溫槽生產實踐分析

呂 健

（重慶旗能電鋁有限公司，重慶 401420）

1 試驗目的

針對電解系列運行情況，擬在大修時對內襯進行優化，一是主要是底部增加保溫效果，由于硅酸鈣板保溫時效短，改為納米材料+硬硅鈣復合磚，二是側部和角部加強了保溫，納米隔熱材料加厚，為降電壓提供條件，三是陰極鋼棒的水平抑制高度由125mm改為了90mm，降低陰極鋼棒抑制部分電流密度，降低破損風險。

通過優化，電解槽底部、側部和角部保溫性能加強，熱損失降低，均將有效降低電解槽運行電壓，達到電解槽節能的目的。陰極鋼棒的抑制高度降低，達到延長槽壽命的目的。2130#和2139#槽為實驗槽，底部加了200mm厚的納米保溫材料，邊部加了10mm陶瓷纖維板。

對比槽為2142#（普通內村槽），側部加6mm陶瓷纖維板。

2 新型節能保溫試驗槽與對比槽

2.1 基本情況

2130#槽，保溫實驗槽，槽齡361天，非正常期90天，正常期271天。

2139#槽，保溫實驗槽，槽齡390天，非正常期90天，正常期300天。

2142#槽，對比試驗槽，槽齡525天，非正常期90天，正常期435天。

2.2 新型節能保溫實驗槽和對比槽的技術參數

通過表1看出，兩臺新型節能保溫實驗槽與對槽各項生產技術參數基本一致。

表1 技術參數對比

表2 新型保溫節能型實驗槽和對比槽的爐膛測試數據匯總

圖1 2130槽爐邦形狀模擬圖

根據現場測量數據，爐膛形狀圖可以得出，經過1年的生產后，2130#槽側部整體爐幫反而變薄，伸腿明顯生長；2139#槽側部整體爐幫變化不大，但伸腿明顯生長；反觀2142#槽無論是側部爐邦還是伸腿都在變厚（或大），同時，2139#、2142#爐底壓降明顯增大至338mv。

圖2 2139槽爐邦形狀模擬圖

3 非正常期試驗槽與對比槽指標對比

根據保溫節能型實驗槽與對比槽的非正常期的電流效率、平均電壓、直流電單耗等相關指標進行比較，具體數據如下表。

從上表可看出，新型保溫節能型實驗槽與對比槽的相關指標比較如下：

（1）非正常期的保溫節能型實驗槽平均電壓為3.83V左右，對比槽平均電壓為3.974V左右，即非正常期保溫節能型實驗槽的平均電壓比對比槽降低了0.134V左右。

（2）非正常期的新型保溫節能型實驗槽平均直流電單耗為12580kW.h/t-Al左右，對比槽直流電單耗為12900kW.h/t-Al左右，非正常期保溫節能型實驗槽的直流電單耗降低了320kW.h/t-Al左右。

（3）非正常期新型保溫節能型實驗槽和對比槽的電流效率平均達91.5%左右，2130#實驗電流效率略低。

（4）非正常期新型保溫節能型實驗槽平均爐底壓降比對比槽爐底壓降降低10mV左右。

4 正常期試驗槽與對比槽、系列槽指標比較

根據新型保溫節能型實驗槽與對比槽的正常期的電流效率、平均電壓、直流電單耗等相關指標進行比較，具體數據如下表。

表4 正常期指標對比

通過實驗槽與對比槽和系列槽正常期的槽日均產量、電流效率、平均電壓、直流電單耗進行比較。

表5 正常期其他指標對比

從上表可看出，正常期實驗槽與對比槽和系列槽的槽均日產量、電流效率、平均電壓、直流電單耗指標如下：

（1）實驗槽日均產量為3000.3kg左右，對比槽為3030.20kg左右，系列槽為3016.2kg左右，實驗槽日均產量比對比槽少29.9kg左右，比系列槽少15.9kg左右。

（2）實驗槽平均電流效率為92.49%左右，對比槽電流效率為93.29%左右，系列槽平均電流效率為92.72%左右。故實驗槽比對比槽電流效率低0.8%左右，實驗槽比系列槽電流效率低0.23%左右。

（3）實驗槽平均電壓為3.885V左右，對比槽平均電壓為3.966V，系列槽平均電壓為3.986V左右。故實驗槽比對比槽和系列槽的平均電壓分別降低0.081V和0.102V左右。

（4）實驗槽的直流單耗為12554kW.h/t-Al左右，對比槽為12669kW.h/t-Al左右，系列槽為12810kW.h/t-Al左右，故實驗槽比對比槽和系列槽的直流電單耗分別降低了151kW.h/t-Al和292kW.h/t-Al左右。

（5）實驗槽的爐底壓降比對比槽的爐底壓降33mV左右。

5 結論

新型保溫節能型實驗槽在非正常期平均電壓為3.84V左右，比對比槽3.974V左右降低了0.134V；直流電單耗為12580kW.h/t-Al，比對比槽12800kW.h/t-Al降低220kW.h/t-Al左右，爐底壓降比對比槽降低10mV左右。

新型保溫節能型實驗槽正常期電流效率為92.4%左右，比對比槽93.29%左右降低0.8%左右，但是實驗槽的直流電單耗為12518kW.h/t-Al左右，比對比槽12669kW.h/t-Al左右降低了151kW.h/t-Al左右，爐底壓降比對比槽降低30mV左右。

實驗槽電流效率與系列槽電流效率均為92.4%左右，但是實驗槽平均電壓和直流電單耗分別比系列槽降低了0.102V和292kW.h/t-Al左右。主要是系列槽有部分破損槽，由于破損槽需適當鋁水平和槽電壓，以及日常修補等進行維護，故破損槽電流效率偏低，直流電單耗偏高。

綜上，新型保溫節能型實驗槽的電流效率雖然比對比槽降低1%左右，產量低，但是其直流電單耗、平均電壓和爐底壓降的較低，節能降耗比較明顯，具有更優的經濟指標。