铝电解槽“五环控制”技术简介

铝电解“五环”控制技术

自从1886年霍尔、埃努尔发明了熔盐电解制铝方法之后，电解铝技术已经走过了120年。一百多年来，铝电解的基本原理没有改变，但电解槽的阳极型式、阴极型式、电流容量、筑炉材料、操作设备、直流供电装置、控制技术经历了前所未有的提升。近几年来，采用新型结构电解槽技术以来，国内铝电解槽电耗大幅度降低，但国家《十二五》发展规划对铝电解重大节能技术要求是直流电耗达到12500kwh/t-al以下。从现有电解铝发展水平来看，要实现这一目标，必须解决两个核心技术：一是铝电解槽的“静态平衡”系统设计的改进技术，二是提高能量利用率的铝电解生产过程计算机控制技术。

铝电解生产过程中的“静态平衡”、“动态平衡”、“炉膛类型”、“过热度”和“电流效率”五个支撑环节（简称“五环”），它们既相互独立又互相制约，欲用低的能耗获取高的“电流效率”，“静态平衡”和“炉膛类型”的建立是基础，“动态平衡”和“过热度”的控制是保障和桥梁。从控制的角度来看，由于在现有硬件条件下不可实现在线检测铝电解槽的“五环”的信息反馈，故难以进行闭环控制。

础关系上，通过直接测量数据和计算机自解析而产生的数据作为控制的反馈，实现“动态平衡”、“炉膛类型”和“过热度”实时监测与控制，才能利用低的能耗获取高的能量利用率。

目前，我院在某企业的240KA电解槽、186KA电解槽、300KA 电解槽上进行了铝电解槽“五环”控制技术的应用，分别取得了94～95%的电流效率，铝锭综合交流电耗控制在13100kwh～13400kwh的良好指标。

一．技术描述

铝电解生产过程中的“静态平衡”、“动态平衡”、“炉膛类型”、，“过热度”和“电流效率”五个支撑环节（以下简称“五环”），它们既相互独立又互相制约，欲用低的能耗获取高的“电流效率”，“静态平衡”和“炉膛类型”的建立是基础，“动态平衡”和“过热度”的控制是保障和桥梁。从控制的角度来看，由于在现有硬件条件下不可实现在线检测铝电解槽的“五环”的信息反馈，故难以进行闭环控制。

随着计算机控制技术的不断提高，根据铝电解槽电阻与AL2O3的“U”曲线关系，已成功实现了AL2O3浓度的在线控制，铝电解“三度寻优”控制技术，根据电解槽控制中自产生的数据进行解析并与测量数据结合，间接地识别“过热度”的变化，实现了ALF3过剩量的实时跟踪与控制。在建立铝电解槽“静态平衡”和“电流效率”的基础关系上，通过直接测量数据和计算机自解析而产生的数据作为控制的反馈，实现“动态平衡”、“炉膛类型”和“过热度”实时监测与控制，才能利用低的能耗获取高的能量利用率。下图为铝电解槽“五环”

之间的相互关系。

铝电解槽“五环”之间关系

铝电解生产过程是一个复杂的多变量体系，存在两类不同的变量，一类是快变量，其特点是变化速度相对较快、作用时间短，作用强度大；另一类是慢变量，其特点是变化速度较慢，作用时间长且连续，作用强度小。“慢变量”决定系统发展的方向，“快变量”可以影响系统发展的进度，“慢变量”通过信息反馈支配着“快变量”，支配着系统的行为，使整个系统走向稳定的有序状态。铝电解槽“静态平衡”由电流强度、阳极电流密度、电压平衡确定的工作电压等多参数确定，获取高的电流效率需要“炉膛类型”支持，这样就决定了系统的性能；控制好“动态平衡”的诸参数（氧化铝浓度、氟化铝过剩量、电压平衡），才能维持电解槽的“静态平衡”，“过热度”是电解槽的“静态平衡”和“动态平衡”之间的桥梁。

二、技术路线

1、“两高双低”工艺路线：高极距、高效率、低电压、低电耗;

2、“静态平衡”和“电流效率”：当电解槽在高的“电流效率”状态时，不能实现稳定、有序的运行，说明“静态平衡”出现技术偏离，不可持续发展，以“电流效率”为核心调整电解槽的“静态平衡”适应效率型“炉膛类型”非常必要;

3、在确立了电解槽的“静态平衡”前提下，“动态平衡”和“过热度”的控制显得尤为重要，控制的好坏制约着电解槽多参数的良好匹配，稳定、健康运行;

4、物料、能量的循环利用：通过烟气净化、氧化铝储运和电解循环系统的改进，实现氟化物及电解生产多余能量的循环利用。

三、主要工作内容

1、“动态平衡”控制软件

●双轨迹氧化铝加料控制

●多模式氟化铝加料控制

●多级噪声控制

●电压平衡自调节控制

●“过热度”识别

●出铝量指示

●出铝数据反馈

●ALF3指示量推导

2、管控一体化系统

●硬件系统平台建立

●开发电解生产综合监视系统

●整合企业底层生产过程控制信息

●建立电解片区综合生产信息库

●开发电解综合数据挖掘系统

●导出宏观分析数据，参与系统调控

3、建立炉膛变化仿真系统仿真系统开发平台

●炉膛类型库

●炉膛类型识别

●“炉膛类型”分析及推导

4、精确检测装置的开发应用

●槽上料位计

●高精度回转计数器

●智能出铝装置

●氧化铝均匀加料（反吹系统）

5、双循环系统的建立

●单槽能量循环系统

●系统循环

●载氟循环系统建立

三、实现目标

（1）、电流效率：93%±0.05%

（2）、直流电耗：12600±200kwh/t·AL

（3）、阳极毛耗：480k g±10kg/t·AL

（4）、氟化铝单耗：15kg±2kg/t·AL

（5）、效应系数：0.05±0.02

（6）、氟化氢排放：小于3mg/Nm3

四、生产工艺要求：

1、电解槽基本技术规范：

（1）、铝液高度：（出铝后）

（2）、电解质高度：19cm

（3）、电解温度：

（4）、分子比：

2、“静态平衡”测试及寻优

（1）、电解质体系规范；

（2）、电压平衡关系建立；

（3）、稳定、有序关系确定；

（4）、技术规范建立；

3、多参数的规范化测量

（1）、NB间隔设定规范；

（2）、电压设定规范；

（3）、两水平测量规范；

（4）、电解温度测量；

（5）、分子比检测规范；

2012年4月5日

浅论铝电解智能控制技术的应用与发展

浅论铝电解智能控制技术的应用与发展摘要本文论述了铝电解智能控制技术的应用与发展，为铝电解智能控制技术的应用走可持续发展的道路提供了一定的见解。关键词铝电解智能控制技术，应用与发展引言因为铝电解生产以多达数百台电解槽申联成一个生产系列的方式进行，耗能巨大（吨铝电能消耗为13，000-13，600kWh ），所以节能降耗一直是铝业界研究的主题。虽然开始于20世纪60年代的计算机控制技术对铝电解生产过程的节能降耗发挥了巨大的作用，但是其也存在许多缺陷。其主要表现在：依赖于精确的数学模型；控制算法较为理想化；控制输出变量少；执行机构简单以及难以有效利用铝电解专家的知识和逻辑思维来解决问题[1]。 1 对铝电解智能控制技术的应用现状的分析与认识 1.1 铝电解槽分布式控制系统结构（1）过程控制级过程控制级由几十台至上百台开放式智能槽控机系统组成。每台智能槽控机控制一台电解槽，独立完成现场数据采集、实时槽况解析和数据通信的任务。其具有电解生产过程打壳、下料、阳极升、阳极降、效应报警、效应处理、出铝、边加、换极、抬母线等功能，并根据实时槽况解析结果进行相应的电解控制。（2）过程优化级过程优化级由接口监控机和数据库服务器组成。系统分为四个独立模块：通讯模块、监控管理模块、实时数据库模块和远程监控模块。由于过程优化级是实现集中管理的核心，因此在这里采用了冗余设计。一台计算机用做服务器，其余的计算机用做接口监控机。在接口监控机中有一台可以作为备用服务器。当服务器发生故障时，该接口监控机可承担服务器功能。另外，各接口监控机之间还具有互为备用功能。这种冗余设计大大地提高了系统的可靠性。（3）生产管理级生产管理级由生产调度、电解车间、整流所、化验室、铸造部等工作站和

电解槽正常生产的主要技术参数

电解槽正常生产的主要技术参数铝电解槽经过焙烧、启动和后期管理之后进入正常生产阶段，正常生产阶段的电解槽是在规定的电流强度下进行生产的。其特征是：电解槽的各项技术参数已达到了规定的范围建立了较稳定的电热平衡制度，阴极周围的侧壁上已牢固的形成电解质－氧化铝结壳（俗称伸腿）构成了较好的炉膛内形，另外可看到阳极不氧化、不着火、阳极周围的电解质均匀沸腾，电解质与炭渣分离较好，阳极底下没有过量的沉淀，炉面结壳完整并覆盖一定数量的氧化铝保温。也就是说电解槽的正常生产是在一定的技术参数和常规作业制度的密切配合下实现的。电解槽生产的技术参数是以电解槽的类型、容量和操作人员的技术水平而定。技术参数包括：槽工作电压、极距、电解温度、电解质成份（分子比）两水平、炉底压降、效应系数。下面我们分别来讲各项技术参数在铝电解生产中的作用： 1、系列电流强度：每个电解系列都有额定的电流强度、额定的电压、与之对应有一定的产铝量。额定的电流强度一经确定下来，尽可能保持恒定的电流强度不变，以保证整个电解系列生产的稳定性。 2、槽工作电压：电解槽的工作电压由阳极压降（约0.34V）、电解质压降（约 1.57V)、阴极压降(约0.36V）、母线压降（约0.20V)、极化电压（约1.70V）、效应分摊电压（约0.10V）。只随氧化铝浓度的变化而稍有变化。槽工作电压随生产操作而变动，但极化电压和母线压降变化较小，只随氧化铝浓度的变化而稍有变化。变化较大的是阳极压降、电解质压降和阴极压降这三项也是维持电解温度热量来源的电压。其中电解质压降时刻在变化，所以平时工作电压的高低在某种意义上来说就是电解质压降的高低。因而工作电压对电解温度有明显的影响过高或过低保持电压都会给电解槽带来变化。 1．槽电压过高保持不但浪费电能而且电解质热量收入增多，会使电解槽走向热过程，炉膛熔化、原铝质量受影响，并影响电流效率。 2．槽电压保持过低也不行，虽然最初因热收入减少可能会出现低温时的坏处，电解温度低，电解质会下缩产生沉淀的机会增多，而形成结壳会使炉底电阻增加而发热，由冷行程转为热行程。其结果的损失，可能比高电压时要大的多，槽电压过低还可能造成压槽、滚铝和不灭效应等技术事故，因而在生产中决定各种情况下的槽工作电压的保持一定要谨慎。正常生产的槽电压应该时稳定的，如果出现波动应该查明原因及时处理。 3、极距：通常所说的极距是指阳极底掌到铝液镜面之间的距离。它既是电解过程中的电化学反应区域又是维持电解温度的热源中心，对电流效率和电解温度有着直接影响。

过程控制工程课程设计

过程控制工程课程设计任务书设计名称：扬子烯烃厂丁二烯装置控制模拟设计设计时间：2006.2.20~2006.3.10 姓名：毛磊班级：自动化0201 学号：05号南京工业大学自动化学院 2006年3月

1.课程设计内容：学习《过程控制工程》课程和下厂毕业实习2周后，在对扬子烯烃厂丁二烯装置的实际过程控制策略、实习环节的控制系统以及相应的组态软件有一定的认识和了解的基础上，针对扬子烯烃厂丁二烯装置，设计一个复杂控制系统（至少包含一个复杂回路和3-5个简单回路），并利用组态软件进行动态仿真设计，调节系统控制参数，使控制系统达到要求的控制效果。 1)独立完成设计任务，每个人根据下厂具体实习装置，确定自己的课程设计题目，每1-3人/组； 2)选用一种组态软件（例如：采用力控组态软件）绘制系统工艺流程图； 3)绘制控制系统原有的控制回路； 4)利用下厂收集的实际数据和工艺要求，选择被控对象模型，利用组态软件，对控制系统进行组态； 5)改进原有的控制回路，增加1-2个复杂回路，并进行组态； 6)调节控制参数，使性能指标达到要求； 7)写出设计工作小结。对在完成以上设计过程所进行的有关步骤：如设计思想、指标论证、方案确定、参数计算、元器件选择、原理分析等作出说明，并对所完成的设计做出评价，对自己整个设计工作中经验教训，总结收获。 2. 进度安排（时间3周） 1)第1周选用一种组态软件绘制系统工艺流程图；绘制控制系统原有的控制回路； 2)第2周利用下厂收集的实际数据和工艺要求，选择被控对象模型，利用组态软件，对控制系统进行组态； 3)第3周(1-3) 改进原有的控制回路，增加1-2个复杂回路，并进行组态；调节控制参数，使性能指标达到要求； 4)第3周(4) 书写课程设计说明书 5)第3周(5) 演示、答辩

离子膜电解槽技术文档

离子交换膜具有选择透过性。它只让Na + 带着少量水分子透过，其它离子难以透过。电解时从电解槽的下部往阳极室注入经过严格精制的NaCl溶液，往阴极室注入水。在阳极室中Cl - 放电，生成C1 2 ，从电解槽顶部放出，同时Na + 带着少量水分子透过阳离子交换膜流向阴极室。在阴极室中H + 放电，生成H 2 ，也从电解槽顶部放出。但是剩余的OH - 由于受阳离子交换膜的阻隔，不能移向阳极室，这样就在阴极室里逐渐富集，形成了NaOH溶液。随着电解的进行，不断往阳极室里注入精制食盐水，以补充NaCl的消耗；不断往阴极室里注入水，以补充水的消耗和调节产品NaOH的浓度。所得的碱液从阴极室上部导出。因为阳离子交换膜能阻止Cl - 通过，所以阴极室生成的NaOH溶液中含NaCl杂质很少。用这种方法制得的产品比用隔膜法电解生产的产品浓度大，纯度高，而且能耗也低，所以它是目前最先进的生产氯碱的工艺。离子交换膜电解槽的构成离子交换膜电解槽：主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成；每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。阳极用金属钛网制成，为了延长电极使用寿命和提高电解效率，阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成，上面涂有镍涂层；离子交换膜把电解槽分成阴极室和阳极室。电极均为网状，是粗糙的可增大反应接触面积，阳极表面的特殊处理是考虑阳极产物Cl2的强腐蚀性。

从当前世界离子膜电解技术发展来看，采用自然循环复极式电槽、高电流密度、单元面积大型化、零（膜）极距是其方向，故本项目推荐采用自然循环高电流密度复极槽技术。进口离子膜技术/电槽与北化机技术/电槽的技术性能比较离子膜电解槽是离子膜技术的关键设备。目前世界上拥有离子膜法烧碱生产技术的电槽制造商很多，如德国伍德公司、伍德公司和意大利迪诺拉公司合资的伍德诺拉公司、日本的旭化成、日本氯工程公司CEC、英国INEOS公司以及北京化工[wiki]机械[/wiki]厂从日本旭化成公司引进技术、经消化吸收和改进并在国内生产的北化机电槽等。其中，旭化成、氯工程公司和伍德诺拉公司以其在离子膜电解工艺专利技术、高性能电解槽、稳定的质量、较高的性价比及良好的售后服务，在中国的离子膜烧碱项目中得到了较多的合同项目。- f1 v ^4 K n( J: h A．伍德及伍德诺拉电解槽特点: ?6 e4 P% U6 W ●阳极半壳和阴极半壳以及离子膜组成的“独立单元”设计结构，易于更换电槽，维修时间短，主装好的单元最长存放时间可达2年。 ●电槽单元的焊接由激光自动焊接，均匀，电流接触好，使用寿命稳定，有益于高电流密度下运行。- c) P1 Q9 A8 h+ c: F% ` ●电解槽材料使用好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成，使用寿命长。 ●单元面积2.7 m2，操作电流密度一般为5~6KA/ m2适于高电流密度下运行。 ●系统设计报警连锁多，安全性考虑周到。 B．氯工程公司BiTAC®电槽特点 ●复极式电解装置，结构简单。1 p+ ` O8 m( `' C9 ? ●电极波浪式结构，电解液分布和电流分布较均匀，较低的电压降，功率消耗低，高电流密度操作。; \' ]5 z* p- V7 z* |1 @ ●操作压力低，溢流式，操作较安全 ●电解槽材料好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成，使用寿命长。 ●单元面积3.276 m2，操作电流密度一般5~6KA/m2适于高电流密度下运行。. E7 t) p$ e0 w$ o2 D! F3 O- k C．日本旭化成复极NCH型电解槽特点旭化成是世界上唯一能同时向客户提供离子膜法电解技术，以及离子交换膜的公司。 ●电槽板框为压滤机型（由许多单元槽串联组成），独立组成供电线路。" F2 B. i6 E( y( y% T ●电解槽操作压力是各家公司中最高的，有益于后工序处理。( G6 f/ m9 X1 K4 Z! f ●电解槽材料好，阳极用钛材制成，阴极由镍材制成，使用寿命长。* u3 R) s. v3 I8 s+ o3 y' r. M; j1 x/ k ●单元面积2.7m2，适于的电流密度 4.5~5.5KA/m2。

铝电解槽控制系统

铝电解槽工艺控制系统现代化铝厂的电流效率已超过94%, 电耗低于kg-Al, 不断改进电解槽设计和工艺过程控制以及增加电流强度是使工艺现代化的一部分。基于大型电解槽电磁设计的不断提高，现代铝厂的生产稳定性得到很大改善,进一步提高铝电解生产的技术经济指标的未来挑战应是连续保持稳定的高指标的生产状态，最有效的措施应是尽可能保持物料平衡和能量平衡稳定，它包括鉴别槽况是否正常。电解槽经常因为错误的解读测量结果而被不适当的校正，例如，在一个点测出的单一温度值往往不能代表全槽，如换阳极等局部效应会严重影响温度读数，另一方面是响应氟化铝浓度的取样分析而错误的添加氟化铝。这里的误解是假设其测量值是有代表性的，电解槽生产条件是稳定的，电解质的量是不变的。但是，多数时间内，这些假设是不完全真实的。因此，最重要的是了解其自然状态和引起变异的根源，其次必须充分利用正确的机理鉴定电解槽的真实槽况和活动。为了保持生产稳定,要求对于电解槽工艺操作要进行更加严密的过程控制，以保证正常的工艺技术条件,了解工艺过程异常的原因并在初期阶段消除干扰，要用控制系统协调能量与物料平衡以减少其异常状态。控制系统当前铝厂的控制系统主要是氧化铝浓度控制，控制策略是控制氧化铝浓度保持在一定范围内,控制办法是按加料量分成3个加料期，正常加料期,减量加料期和增量加料期。电解槽上部结构上带有定容加料器，它是一个容积一定的容器，在氧化铝堆积比重一定的条件下重量一定，加料量多少由定容器开放的间隔时间来决定. 正常加料期的定容加料时间根据额定电流和预定的电流效率计算的氧化铝消耗量确定，减量加料期延长定容加料的间隔时间，意味着降低电解质中的氧化铝浓度，增量

铝电解工艺试题

一、填空题（每题1分，共15分） 1.滚铝是由于在电解槽内（水平磁场）与（纵向电流）相作用，产生一种向上的电磁力而造成的。 2.（电流分布）是研究热场、磁场、流场的基础。 3.炉帮伸腿长至阳极外边缘可使（水平电流）最小。 4.在电流不变的情况下，增大（阴极电流密度），有利于提高电流效率。 5.温度过高将导致铝的溶解度（增大）、溶解后（扩散速度）加快等，增加铝的二次损失， 6.铝的熔点为（660 ）℃。 7.提高极距对抑制铝的二次损失有益，因此应该通过改善（电解质成分）、（清洁电解质）等降低电解质电阻率的办法来提高极距。 8.弱酸性电解质有利于降低电解质（初晶温度），提高（电流效率）。 9.控制氧化铝浓度的依据是（槽电阻）—氧化铝浓度特征曲线。 10、电解槽的极距一般指（阳极底掌）到（铝液镜面）之间的垂直距离。 11、在冰晶石-氧化铝熔盐电解体系中,绝大多数电流是通过（钠离子）迁移的。 12、直流电单耗是由（电流效率）和 (槽平均电压 )决定的。 13、电解质中氧化铝的溶解量随分子比的降低而 (降低) 。 14、氟化镁能(减少)铝在冰晶石—氧化铝溶液中的溶解损失量。 15、氟化锂的主要优点是可明显提高电解质的(导电度)，同时降低电解质的(初晶点)。二、选择题（20分） 1.某电解系列生产槽200台，当日发生阳极效应30个，那么当日系列效应系数为（）次/日.台。 A、0.25 B、0.32 C、0.60 D、0.15 答案：D 2.铝液的密度要比电解质的大，一般两者相差（）g/cm3。 A、0.05 B、0.2 C、0.4 D、0.6 答案：B 3.添加MgF 能（）电解质的表面张力，促进炭渣分离。 2 A、增大 B、减小 C、不改变 D、取消答案：A 4.分子比降低使电解质的挥发损失（）。 A、增大 B、减小 C、不改变 D、为零答案：A 5.电解槽启动后期是指（）。 A、从开始启动到停槽之间 B、从启动结束到停槽之间 C、从启动结束到正常生产之间 D、从正常生产到停槽之间答案：C 6.破损槽炉底修补后在工艺上应注意（）。 A、多造沉淀形成炉底结壳 B、保持低铝水平 C、保持适当低的电解温度和适当高铝水平 D、勤加工勤扒沉淀答案：C

电解槽暂行技术条件

电解槽暂行技术条件 DQ－4型制氢设备吉林热电厂电气分场

一、总则： 1、本暂行技术条件适用于DQ－4型制氢设备的电解槽。 2、电解槽是用来电解水以制取氢气和氧气的，气体压力为10公斤/厘米2。电解槽为压滤机式结构，由30个电解隔间组成（包括隔膜框和电极）。联接碱液及气体管道的接头均在槽的中部。 3、氢和氧或氢和空气组成混合气体后，都有极猛烈的爆炸力，因此设备及管路中，均不允许有氢和氧混合在一起，也不允许有氢气泄漏在室内。二、技术要求及主要参数： 4、电解槽工作压力10公斤/厘米2。 5、电解槽零部件须做水压强度试验，压力为15公斤/厘米2。 6、电解槽总装后须做密封试验，压力为10公斤/厘米2。 7、电解槽正常工作电压为直流65V，最高工作电压72伏。 8、电解槽正常工作电流为直流165安，最大工作电流330安。 9、用500V摇表测量电解槽对地之间，阴阳极间绝缘电阻。 10、电解槽中碱夜的正常工作温度75℃，最高不得超过85℃。 11、气体产量： ⑴氢气：对应于正常工作参数时为2m3/h，最高产量4m3/h。 ⑵氧气：对应于正常工作参数时为1m3/h，最高产量2m3/h。 12、电解槽总容积为0.15 m3。 13、气体总容积为0.03 m3（（在大气压力下）。

14、电解槽中碱夜浓度：用KOH时，浓度范围300～400克/升，浓度不应过高也不允许低于150克/升。用NaOH时，正常浓度250克/升，浓度范围为200～260克/升。电解液中碳酸盐混合物含量不得超过100毫克/升，铁离子不得多于3毫克/升，氯离子不得到于800毫克/升。 15、为了改善电解槽的工作情况（增高气体纯度，使电压下降等），可在电解槽投入运行的同时，向电解液内加入重铬酸钾（K2Cr2O2）2克/升，以后则每半年加1次。 16、向电解槽供给的凝结水中，铁离子不应超过1毫克/升，氯离子不应超过6毫克/升。 17、经过机械加工的零件，凡光洁度在花4以上的表面，均不应有毛刺，沟槽，凹陷，刻痕或其他缺陷，尖角均应去掉。所有紧固零件均应进行防锈处理。 18、对两面焊有电极的极板的要求： ⑴主极板应由一块钢板加工而成。 ⑵带网眼的电极应除净毛刺。 ⑶焊接后，电极对主极板的中心偏移不应大于2毫米，电极上不许有烧坏或焊料熔渣等弄到眼孔中去。 ⑷电极焊接表面附近允许有不超过1毫米深的波纹（只许凹陷，不许凸出）。 19、盘形弹簧按静负荷弹簧设计、制造及检查。

铝电解工艺与控制

铝电解生产工艺与控制指南第一部分热平衡分析与控制在霍尔-埃鲁法中，能量是以两种方式供入的，一种是是以电能的方式供入，另一种是以碳燃烧的热能方式供入。电解槽的热平衡表达式为： Q热=W电+W碳-T△S-∑(H T-H298) 电解槽热平衡各影响因素的具体分析如下： 1.1 W电电能热收入主要与槽电压和系列电流密切相关，在电解生产过程的正常情况下我们应力争保持槽电压和电流平稳，并尽可能减少阳极效应次数和效应持续时间，以维持热收入基本稳定。W电又是调节电解槽热平衡波动的最灵活，最方便的调控措施，因此生产中往往通过电流的变化来调整自然环境变化对电解槽热平衡体系的干扰，夏季适当降低部分电流，冬季适当提高部分电流以调整炉帮内外温差变化对电解槽散热能力的影响，从而保证炉帮基本稳定。通过保温料厚度来调节季节变化不但时间滞后而且对换极作业的浓度控制提出了更高的要求。对于原材物料的预热需求则采取短时间附加电压的方式来灵活的进行调节，这样可以提高对热平衡波动调节的针对性和及时性，个别槽的热平衡变化则通过设定电压的变更来灵活的进行调整。因此对于电能的调整必须坚持以适应电解槽的热平衡的需要为原则，力求节约。电流对热平衡的调整是系统的和长期的，不宜作频繁的变动，而电压对热平衡的调整则是灵活的和及时的，在其它条件不变的情况下电压对槽温的调节力度为日均电压提高10mv/天可以提高电解质和铝液温度3℃，而过热度提高必然增加热损失，电解槽热交换系数的典型值为500～1000W*m-2K-1,因此日均电压提高10mv实际只能提高1℃的槽温，但如果其它因素造成初晶温度降低或其它热损失增加则可能出现电压升高而槽温降低的异常现象。通过设定电压来调整槽温是滞后的，而根据热平衡变化采取短时间大幅度的电压附加方式及时调整各因素对槽温的干扰更符合电解槽的热平衡波动特性。 1.2 W碳碳阳极的消耗也是电解槽热收入的重要来源，在950℃的电解生产环境下每公斤碳燃烧为CO2释放的热能约为7KWH，如果以240KA电解槽为例计算，每降低

铝电解槽控机改造

铝电解槽控机改造技术要求 1.总则 1.1本技术要求适用于东方希望包头稀土铝业有限公司一期300KA 电解铝工程计算机控制系统。 1.2 本技术要求提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，供方应提供符合工业标准和本规范书的优质产品。 1.3 本技术要求所使用的标准如遇与供方执行的标准不一致时，按较高标准执行。 1.4本次改造范围：电解一期一车间1037#-1096#槽，电解二车间2037#-2096#槽，共计120台电解槽。 2.地理环境年平均环境温度: 10℃ 海拔高度: 1070m 最高温度: 40℃ 最低温度: -28℃ 电源相数: 3相安装方式: 壁挂式安装 3. 工作环境温度：-20~60℃

相对湿度：<80% 磁场强度：150高斯供电电源：隔离AC380V/380V 、AC380V/220V 50HZ 模拟电流信号：4~20mA和0~5V 一、主要技术要求铝电解槽计算机控制系统是铝电解生产的关键技术装备，是铝电解槽技术不可分割的组成部分，是铝电解槽技术经济指标能否实现的关键技术因素之一。本电解生产系列的槽型为300KA预焙阳极铝电解槽。根据该电解槽的技术要求，铝电解槽计算机控制系统与槽控机必须与该槽型的原则要求相适应。控制系统应采用集散式多级分布控制和决策管理相结合的结构形式；控制系统应将数据采集、过程监控和生产管理有机结合起来，保证系统可靠性高，适应性强，实用，维护灵活方便；本工程拟采用的铝电解槽计算机控制系统与槽控机投运后应确保本电解生产系列采用的300KA铝电解槽能达到国内领先的技术经济指标。二、控制系统的主要技术要求 2.1 控制结构： 2.1.1一台槽控机控制一台电解槽，上位机使用研华工控机（配置甲方提供）。上位机至电解厂房之间的通讯采用单模轻铠光缆为通信介质。 2.1.2 上位管理级由星型网络结构组成以太网，可通过硬件防火墙与公司局域网和万维网互联。

铝电解智能控制系统

包头新恒丰能源有限公司 600KA电解铝工程计算机控制系统招标技术条件 1.总则本技术条件使用于包头新恒丰能源有限公司600KA电解铝工程计算机控制系统。本技术条件仅提出一些基本的要求，乙方应提供技术先进、性能完善、成熟可靠的产品以满足用户的需要。本次招标范围：（252）台槽控机及上位机系统。 2.地理环境年平均环境温度： 4.8 °C 海拔高度：1377-1401.7m 最高温度：38.6 C 最低温度：36.1 C 电源相数：3相安装方式：壁挂式安装 3.工作环境温度：-36.1~60C 相对湿度：<80% 磁场强度：150咼斯供电电源：隔离交流380V士10%, 50Hz士2%二相五线制隔离交流220V± 10%,50Hz±2% 二相二线制模拟电流信号：4~20mA 和0~5V

一、主要技术要求铝电解槽计算机控制系统是铝电解生产的关键技术装备，是铝电解槽技术不可分割的组成部分，是铝电解槽技术经济指标能否实现的关键技术因素之一。本电解生产系列的槽型为600KA预焙阳极铝电解槽。根据该电解槽的技术要求，铝电解槽计算机控制系统与槽控机必须与该槽型的原则要求相适应。控制系统应采用集散式多级分布控制和决策管理相结合的结构形式；控制系统应将数据采集、过程监控和生产管理有机结合起来，保证系统可靠性高，适应性强，实用，维护灵活方便；本工程拟采用的铝电解槽计算机控制系统与槽控机投运后应确保本电解生产系列采用的600KA铝电解槽能达到国内领先的技术经济指标。二、控制系统的主要技术要求 2.1控制结构： 2.1.1 一台槽控机控制一台电解槽，每63台槽为一个工区，每个车间分为二个工区，每个车间由一台上位机进行数据通讯。上位机至电解厂房之间的通讯采用单模光缆为通信介质（通讯使用的光- CAN转换（或者以太网）设备采用通用设备）。 2.1.2上位管理级由环型网络结构组成以太网，并通过交换机接入公司局域网和以太网。 2.1.3整个系统须采用“槽控机--区域监控微机--计算机局域网（网络数据库）--终端用户”分布式体系结构。主要由槽控机、区域监

铝电解槽新型打壳下料装置控制系统

13铝电解槽用新型打壳下料装置控制系统现有技术：现通用的预焙铝电解槽用打壳装置，由打壳气缸、导向连杆和打壳锤头构制而成，通过电磁换向阀控制气缸内活塞杆体上下往返运动，靠导向连杆带动打击锤头，击破由电解质和氧化铝所组成电解质结壳，形成一个氧化铝下料通道，以便准确定量的添加氧化铝至电解槽的电解质中，参加热点化学反应，生成电解铝。存在问题：现通用的铝电解槽用打壳装置，打壳锤头上下运动的行程，往往是由气缸活塞杆的整个全行程所决定的，无论是电解质结壳或高或低、打壳锤头的或长短都不能确定其合理的打壳深度及行程，这样就容易产生下列弊端：1、在同等结壳高度（厚度）的情况下，磨损后较短的锤头则打不透电解质结壳孔洞，使氧化铝料无法定时定量准确的加添到电解槽中的电解质中；2、而新更换的较长的锤头，则由于穿打深度较长，即使打开了电解质结壳孔洞，锤头仍继续下行，这样不仅加剧了锤头磨损，而且还容易使锤头长包，使电解质粘附在锤头上；3、锤头粘附电解质长包后不仅需要人工进行及时清理，增加了劳动强度，加大了锤头重量，增大了气缸的回程提升载荷，易造成锤头回升缓慢，影响氧化铝添置入电解质中，影响电解质中的氧化铝浓度的平衡，造成槽效应的发生，增加氟化碳气体的排放量。改进技术方案：在原气缸活塞杆下部的导向连杆与打壳锤头相连的部位上，安装上一个电压传感器，使打击锤头下行打通电解槽内电解质结壳孔洞后，瞬间将槽内电解质的电压讯号转变成控制信号，利用这种电压控制信号，来控制气缸活塞杆上下往复运动行程和方向的电磁方向阀的闭合回路及动作方向，从而使打壳锤头在打通电解质结壳孔洞后，立刻停止下行打击行程，迅速返回提

升行程。技术原理：在原设计绝缘良好的铝电解槽用打壳装置导向连杆与打壳锤头相连的导电金属部位，安装上一个电压传感器，使打击锤头下行打通电解槽内电解质结壳孔洞后，锤头下端部与电解质电解液瞬间接触后将电解槽内的电压变化讯号，通过导接线传导给电压继电器上，将电压讯号通过槽控箱，转变成控制信号，传导到控制气缸活塞杆上下往复运动的电磁方向阀上，从而使打壳锤头在打通电解质结壳后，立刻停止下行打击行程，迅速返回提升行程，及时改变打击锤头的运动方向，既防止了打击锤头打不透电解结壳的可能性，又防止打击锤头打透电解结壳孔洞后仍继续向下插入的可能性。实施目的：延长打壳锤头的使用寿命。

铝电解固体废弃物简介.

铝电解槽废弃固体材料的综合利用一、废旧阴极炭块的无毒化处理及综合利用 1、前言 2014年我国原铝产量约2400万t （见表1），预计2015年全国电解铝产量将超过 3000t，原铝产量连续 11年居世界第一位。我国铝电解工业的技术装备水平已经进入世界先进行列，300KA、400KA 500KA系列大型铝电解系列已逐渐成为我国的主流电解槽，其经济技术指标也达到国际先进水平。但我国的电解槽寿命与国外先进水平还有一定的差距。我国电解槽寿命一般在5?6年，而国外可以达到7?8年。铝电解槽在使用一段时间之后就要进行停槽大修。电解槽停槽后于槽钢壳中取出的废旧阴极炭块是铝电解过程中产生的数量巨大的固体废料，目前，我国在铝电解生产过程中产生的废旧阴极碳块大多采用堆存或填埋处理，而废旧阴极炭块是含氟量极高的危险废弃物，又由于废旧阴极炭块常含有少量的氰化物，这些氟化物和氰化物对环境将造成非常不好的影响，因此需要进行无害化处理。通常情况下，每生产1t原铝约产生10?15kg废旧阴极炭块。照料此推算，目前我国每年将产生约22万t的废旧炭阴极，相当于每年丢弃电解质6万t，丢弃能源材料阴极炭 7万t，同时有约3万t有害氟化物和约 450t剧毒氰化物威胁着电解铝厂当地的生态环境，既浪费了价格不菲的电解质和阴极炭，又带来了严重的环境污染问题。如果加以利用，变废为宝，既能保护环境，又可以解决资源问题，符合我国可持续发展战略的要求。表1 : 2014年1?12月我国主要地区原铝产量统计表我国主要地区铝电解产生固体废料统计表我国主要地区铝电解槽大修需用侧部异型炭块统计表我国主要地区铝电解槽焙烧启动需用炭粒统计表

铝电解槽“五环控制”技术简介

铝电解“五环”控制技术自从1886年霍尔、埃努尔发明了熔盐电解制铝方法之后，电解铝技术已经走过了120年。一百多年来，铝电解的基本原理没有改变，但电解槽的阳极型式、阴极型式、电流容量、筑炉材料、操作设备、直流供电装置、控制技术经历了前所未有的提升。近几年来，采用新型结构电解槽技术以来，国内铝电解槽电耗大幅度降低，但国家《十二五》发展规划对铝电解重大节能技术要求是直流电耗达到12500kwh/t-al以下。从现有电解铝发展水平来看，要实现这一目标，必须解决两个核心技术：一是铝电解槽的“静态平衡”系统设计的改进技术，二是提高能量利用率的铝电解生产过程计算机控制技术。铝电解生产过程中的“静态平衡”、“动态平衡”、“炉膛类型”、“过热度”和“电流效率”五个支撑环节（简称“五环”），它们既相互独立又互相制约，欲用低的能耗获取高的“电流效率”，“静态平衡”和“炉膛类型”的建立是基础，“动态平衡”和“过热度”的控制是保障和桥梁。从控制的角度来看，由于在现有硬件条件下不可实现在线检测铝电解槽的“五环”的信息反馈，故难以进行闭环控制。随着计算机控制技术的不断提高，根据铝电解槽电阻与AL2O3的“U”曲线关系，已成功实现了AL2O3浓度的在线控制，铝电解“三度寻优”控制技术，根据电解槽控制中自产生的数据进行解析并与测量数据结合，间接地识别“过热度”的变化，实现了ALF3过剩量的实时跟踪与控制。在建立铝电解槽“静态平衡”和“电流效率”的基

础关系上，通过直接测量数据和计算机自解析而产生的数据作为控制的反馈，实现“动态平衡”、“炉膛类型”和“过热度”实时监测与控制，才能利用低的能耗获取高的能量利用率。目前，我院在某企业的240KA电解槽、186KA电解槽、300KA 电解槽上进行了铝电解槽“五环”控制技术的应用，分别取得了94～95%的电流效率，铝锭综合交流电耗控制在13100kwh～13400kwh的良好指标。一．技术描述铝电解生产过程中的“静态平衡”、“动态平衡”、“炉膛类型”、，“过热度”和“电流效率”五个支撑环节（以下简称“五环”），它们既相互独立又互相制约，欲用低的能耗获取高的“电流效率”，“静态平衡”和“炉膛类型”的建立是基础，“动态平衡”和“过热度”的控制是保障和桥梁。从控制的角度来看，由于在现有硬件条件下不可实现在线检测铝电解槽的“五环”的信息反馈，故难以进行闭环控制。随着计算机控制技术的不断提高，根据铝电解槽电阻与AL2O3的“U”曲线关系，已成功实现了AL2O3浓度的在线控制，铝电解“三度寻优”控制技术，根据电解槽控制中自产生的数据进行解析并与测量数据结合，间接地识别“过热度”的变化，实现了ALF3过剩量的实时跟踪与控制。在建立铝电解槽“静态平衡”和“电流效率”的基础关系上，通过直接测量数据和计算机自解析而产生的数据作为控制的反馈，实现“动态平衡”、“炉膛类型”和“过热度”实时监测与控制，才能利用低的能耗获取高的能量利用率。下图为铝电解槽“五环”

过程控制工程方案设计题

1．考虑如题图1所示的系统，希望将质量分数为50%的NaOH溶液稀释为30%。NaOH控制阀受其它控制器（未在图中展示）控制。由于50% NaOH溶液的流量变化频繁，希望设计一个比值控制方案，通过控制稀释水的流量以达到稀释要求。50%NaOH溶液的标称流量（即设计值）为100 kg/hr。假设选用的两个流量变送器为质量流量计，其输出信号与质量流量成线性比例关系。50%NaOH溶液的变送器量程为0到200 kg/hr，水的变送器量程为0到160 kg/hr。请详细描述其比值控制方案，并计算控制系统所涉及的比值系数。 2 题图1 混合过程

2．考虑如题图2所示的制氢反应器。同锅炉一样，该反应器需要通过燃料和空气进行燃烧才能提供反应所需要的能量（为简单起见，温度控制系统并未全部在图中画出）。甲烷和水蒸气反应产生氢气，反应方程为 4222CH +2H O CO +4H 该反应发生在反应器的内部管道中，管道内填充着反应所需的催化剂。为避免催化剂结焦，保证反应混合物中水蒸气富余十分重要。如果碳沉积在催化剂表面，将会使催化剂中毒。通过保证输入混合物中水蒸气富余，就可以避免此种现象。然而，过多的水蒸气又会引起能量消耗过大。工程部门估算，应当保证的最佳甲烷-水比为R1（质量比）。请设计一套控制方案，可使实际比例维持在最佳比例；并且在生产过程中，无论产量增加或减少，都要保证反应混合物中水蒸气富余（即高于最佳比例）。注意：甲烷需求量由另外专门的信号控制。题图2 制氢反应器

3．氯化反应用于对废水处理厂的最终排放物进行消毒处理。环保部门要求废水中维持一定的氯含量剩余。为了达到这个要求，通常在接触池的开始位置，测量废水中的游离氯离子的残余量，如题图3所示。通常在过滤器的流出物中，加入次氯酸钠水溶液来控制接触池中游离氯离子的残余量。废水厂有两个平行的过滤水流，它们将在氯接触池中混合。根据池中的游离氯离子的残余量分别向两个水流中加入次氯酸钠。 a)设计一套控制方案，来控制接触池开始处的氯离子的残余量。 b)由于接触池中将会发生一系列的反应，氯离子真实残余量并不等于进入接触池的氯离子含量。环保局对氯离子真实残余量很感兴趣。因此，在接触池的出口处安装了第二台分析器。请设计一套控制方案来控制流出物中的氯离子残余量。题图3 污水氯接触池

过程控制工程课程设计(doc 15页)

铝电解槽控机操作使用说明

铝电解槽智能模糊控制系统槽控机操作使用说明 1 内部结构简介每一台槽控机由左右两个部分组成，右半部分叫做逻辑部分，是槽控机的核心部分，左半部分叫做动力部分，是槽控箱的供电部分和控制阳极升降的执行单元。左右两边都有一些连线和电解槽的其它设备相连。 1.槽控机的动力电源（三相、其相电压为380V）：该电源的作用提供电解槽上提升电机的动力380V电源，该电源由专用的供电回路提供。 2.槽控机的动力电源（单相、电压交流220V）：该电源的作用是用于控制打壳下料电磁阀的线包用电，各种接触器动作线包用电等。 3.槽控机逻辑电源（单相、电压交流220V）：该电源经过槽控机的开关电源变换后，提供给槽控机的逻辑单元用电。 4.提升电机动力电源线（三相、相电压为380V）：该动力线由槽控机输出，连接到电解槽上的提升电机，当需要进行阳极升降时，经过槽控机的空气开关，主接触器，正转接触器或反转接触器（统称为辅助接触器）将槽控机的动力电源接通，使提升电机正转或反转，带动电解槽上的提升机构达到阳极升降的目的。 5.打壳下料电磁阀连接线（单相、电压为交流220V）：该动力线由槽控机输出，连接到电解槽的打壳下料电磁阀的动作线包上，当需要进行打壳下料动作时，经过槽控机固态继电器和槽控机的动力电源接通，使打壳下料电磁阀得电动作，达到向电解槽内补充氧化铝的作用。 6.槽控机避雷接地线（目前未接）：该线通过电解厂房的接地母线直接和大地连接，每个槽控机都和这条线相连，该线连接到槽控机的避雷装置的地线上。该线的作用是使槽控机防雷电袭击和抗电干扰，保证槽控机正常工作，但也是造成槽控机产生相对直流电位差比较高，使维修人员易直流触电的原因，因此，该接地线有利有弊。 7.槽电压采样线：为了控制电解槽，槽控机每0.5秒要对被控电解槽的槽电压进行一次采样，槽电压采样线是槽控机与电解槽直流大母线的连接线。进入槽控机的槽电压采样线一方面连到槽控机的槽电压表上，进行槽电压瞬时值显示，另一方面经过熔断器连接到槽控机上的V／F转换板上，进行电压频率转换，实现对槽电压的采样。 8.系列电流信号线：我们知道要了解电解槽工作状态，其中有两个极其重要的参数，一个是槽电压，另一个就是系列电流。由于所有的电解槽都是串连的，也就是所有电解槽在同一时刻通过的直流电流值是相同的，因此全系列只需安装一个大电流直流检测仪（大哈马），其检测的信号一方面供给电控中心去控制电解供电，另一方面经过一个二次仪表将信号发送到I／F（电流/频率）转换器，

铝电解预焙阳极电解槽的介绍与展望

铝电解预焙阳极电解槽的介绍与展望摘要：本文主要是对电解铝工业生产中的主要设备——电解槽的相关介绍，重点讲述预焙阳极电解槽的相关技术参数、指标、工艺等指数。其后介绍现代关于铝电解槽的新工艺、新设备。关键词：电解槽预焙阳极阳极炭块阴极炭块电解铝就是通过电解得到的铝。现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。 abstract: this article is mainly to the aluminum industrial production of main equipment-electrolytic cell related introduction, focuses on pre-baked anode cell related technical parameters, index, craft index. Introduced by modern about aluminum cell of new technology, new equipment. Key words: pre-baked anode cell anode block cathode carbon blocks Aluminum electrolytic aluminum is through get. Modern aluminum industrial production adopts BingJingShi-alumina melts salt by electro-dialysis. Molten BingJingShi is solvent, alumina as solute, with carbon body is used as an anode, liquid aluminum as a cathode, ventilation with powerful dc, in 950 ℃-970 ℃, the poles in the electric in the electrochemical reactions, both electrolysis. 1 预焙阳极电解槽的介绍电解槽是电解炼铝的核心设备，一百多年来铝电解槽的结构有了许多改进，其中以电解阳极的变化最大。其经历的顺序大致是：小型预备阳极→侧部导电自焙阳极→上部导电自焙阳极→大型不连续预焙阳极→中间下料预焙阳极。预焙阳极电解槽该电解槽由阳极装置、阴极装置和导电母线系统三大部分组成。 1.1 阳极装置它包括三部分：阳极母线大梁、阳极炭块组和阳极升降机构 1.1.1 阳极炭块组预焙槽有多个阳极炭块组，每一组包括2～3块预制炭块。炭块、钢爪、铝导杆组装成电解用阳极。钢爪由高磷生铁浇铸在炭碗中，与炭块紧紧地黏在一起，铝导杆则是采用渗铝法和爆炸焊与钢爪焊在一起的。铝导杆通过夹具与阳极母线大梁夹紧，将阳极悬挂在大梁上。炭块组数取决于电解槽的电流强度、阳极电流密度以及炭阳极块的几何尺寸。如180KA预焙槽，若阳极电流密度为0.7A/cm2左右，阳极规格为1520*585*535（mm)，即可算出阳极炭块为30炭。 1.1.2 阳极母线大梁阳极母线大梁承担着整个阳极的重量，并将电流通过阳极输入电解槽。它由铸铝制成，由升降机构带动上下移动，以调整阳极的位置。 1.2 阴极装置它由钢制槽壳、阴极炭块组和保温材料砌体三部分组成。 1.2.1槽壳铝电解槽的槽壳是用钢板焊接，或铆接而成的敞开式六面体。分为有底和无底槽壳；并有背撑式和摇篮式两种。目前多采用有底槽。无底槽壳是个空的框架，底没有钢板。槽壳四周和底部用钢筋和工字钢加固。

新型结构电解槽技术的研发及工业应用

第９卷增刊２０１０年６月材料与冶金学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＭｅｔａｌｌｕｒｇｙＶｏＬ９ＳｌＪｕｎｅ２０１０新型结构电解槽技术的研发及工业应用刘风琴１，顾松青２（１．中国铝业股份有限公司郑州研究院，郑州４５００４１；２．中国铝业股份有限公司，北京１０００８２）摘要：总结了近年来中铝公司新型结构电解槽技术的研发历程及工业试验结果．中铝公司首次提出通过改变阴极结构和性能，采用可湿润阴极、设置水平网络沟槽及蓄铝池结构系统的新型结构电解槽的技术思路，并于２００５年在４０００Ａ自热式电解槽上试验成功，形成了新型结构电解槽的技术原型．在随后的几年内设计、安装了１６０ｋＡ新型结构电解槽系列，并进行了工业试验，验证了新型结构电解槽技术工业应用的可行性．工业试验结果证明，该项技术大大抑制了由于磁场引起的铝液层的流动和波动，为铝电解槽降低极距和槽电压提供了基本条件和技术支撑，从而实现大幅度节能．同时，还首次提出了新型结构电解槽实现保温节能和零阳极效应系数的技术理念，通过提高能量利用率和加强保温，实现电解槽的热平衡．经过持续优化，目前已将该项技术应用于不同容量的电解槽上，形成了整套生产操作和控制技术．文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－６６２０（２０ｌＯ）ｓ１－００１７－０３霍尔一埃鲁特冰晶石熔盐电解炼铝法自１８８８年诞生以来，一直是工业上大规模炼铝的唯一方法，但是电能利用率不足５０％是当前该生产技术的重大缺陷．铝电解工业是一个高耗能的行业，受资源、能源和环境等多种因素的制约，降低吨铝电耗和提高铝电解槽的电流效率，实现铝电解生产的高效、低耗、长寿、低污染，是现代铝工业技术垄垦竺亨苎謇皂‘。…．，．．………。图ｌ近年来中国铝电解工业电耗指标的变化我国铝电解技术自上世纪九十年代自主研发一 …～……………………。２８０ｋＡ大型预焙电解槽技术以来，铝电解技术的的磁场依然对槽内的铝液有很大的影响，铝液形发展突飞猛进，特别是铝电解槽热、电、磁力特性成的漩涡和铝液面波动，迫使铝电解槽保持高极及磁流体数学模型的研究、计算机控制、炭素电极距操作? 材料、工艺操作及配套技术等方面都取得了一系高极距间电解质电阻产生大量的热不仅增加列重大技术成果．以先进铝电解工艺、高质量炭素了电解槽保持热平衡的难度，同时也降低了电能材料以及控制技术为核心的大容量预焙电解槽已利用率，造成现有的电解槽只能变成散热型、高耗经成为国内现代铝电解的主流槽型，我国整体铝能生产设备．电解技术水平已经跨人世界先进行列．因此只有革命性地改变铝电解槽结构和生产但是，目前国内外大部分电解铝企业吨铝直工艺，减弱或消除槽内铝液的磁流体波动，才有可流电耗仍高达１３０００．１３５００ｋ％，平均电能利用能大幅度降低极距和无功能耗，提高电能利用率．竺堡妻竺黧二竺％?图１是近年来中国平均吨铝１新型结构电解槽技术的前期研究电耗的变化情况． ……………一一………… 由此可见，铝电解过程输入的电能利用效率新型结构电解槽技术的开发历经基础性研究较低，约有一半转化为热散发掉了，这主要是因为阶段、４０００Ａ自热式新型结构电解槽试验研究、当前大型铝电解槽的结构和设计技术、工艺操作１６０ｋＡ新型结构电解槽工业试验、新型结构电解条件所决定的．保持较高铝水平的生产工艺对电槽技术在不同容量普通电解槽上的推广应用共４解槽母线设计的要求很高，为了最大限度地保持个阶段的研发工作，前后已历经１０年．电解槽磁场分布的均匀性及最低的垂直磁场，不１．１基础性研究惜设计复杂的铝母线配置．即便如此，大电流产生２０００—２００２年，郑州轻金属研究院进行了新万方数据