电解系列噪声问题的分析报告

400KA电解系列噪声问题的分析报告关于槽噪声目前定义存在一定的分歧。各个研发机构对槽噪声的解释也各有不同。甚至计量单位上也存在较大偏差。大家共同认可的观点是槽噪声显出了电解槽内的波动状况，是电解槽综合工作状况的反映。下面根据沈阳设计院设计的400KA电解系列的噪声统计和分析情况，来对噪声进行一下浅析。

一、噪声判定

槽噪声是依据槽电阻变化最大最小差值判定的，当变化差值在一定时间内超过限定范围，则认为波动。目前设定是：

1．噪声判定值的单位：nohm（如不特别声明，噪声单位为nohm。）

2．噪压显示的单位：mV（约等于噪声值乘以电流值。）

3．高噪声设定值：150mV

4．低噪声设定值：60mV

5．高噪声附加电压：60~150mV

6．附加电压时间：15分钟

7．出现高低噪声时，灵敏区为上限：100mV 下限为30mV

8．变化差值判定间隔为1分钟，结束条件为0~4分钟。采样最小间隔目前的资料尚无法确定。估计为ms级数据判断。在电解槽发生效应（即电压超过8V）期间，该台电解槽不判断噪声。

二、最佳噪声值

经过4326台次统计，日无干扰平均噪声为62.58 nohm。无干扰噪声的数据去除了日噪声中受电流变化大于±5kA、效应期间前后4分钟、换极后90分钟和电压摆期间的数据。

根据400KA电解槽设计的技术指标，在良好的工艺技术条件和规范的日常操作下，噪声值低于60 nohm（即：在400KA电流下，噪压低于24mV），即认为实现设计目标。但设计院认为该电解槽可以实现的理想状况的噪声值为40 nohm（即在400KA 系列电流下，实现噪压16mV）以下。

三、噪声的影响因素

影响电解槽噪声的因素有许多方面内容，设计院当初的工艺设计要求包含以下几个方面的内容：

1.工艺条件的保持

根据设计，400KA电解槽主要的工艺技术要求需要达到下面8条，为理想工艺技术条件。

1.1电解槽工作电压： 4.148 V

1.2电解温度：940～960℃

1.3电解质分子比：

2.3～2.5

1.4电解质水平： 20～22 cm

1.5铝液水平：18～20 cm

1.6极距：4～4.5 cm

1.7效应系数：0.08次/台〃日

1.8氧化铝浓度： 2～3%

2.原料质量

400KA电解槽主要的原料需要达到以下质量要求，才能将噪声控制到较低水平。

2.1氧化铝

氧化铝的化学成分应满足YS/T274-1998二级品以上要求。

氧化铝的化学成分(YS/T274-1998)

2.2氟化铝

氟化铝的化学成分应满足GB/T4292-2007二级品以上要求。

氟化铝的化学成分(GB/T4292-2007)

2.3冰晶石

冰晶石的化学成份应满足GB/T4291-2007二级品以上要求。

冰晶石的化学成分(GB/T4291-2007)

2.4阳极炭块

阳极炭块理化性能见下表:

阳极炭块理化性能(YS/T285-2007)

电解槽的各项日常管理工作对噪声均有一定程度的影响，尤其是下面几项工作

3.1电解槽的日常维护和保养

3.2换极管理

3.3出铝管理

3.4抬母线过程管理

3.5自控系统管理

3.6工艺技术条件日常管理

3.7工作人员的技术素质培养

4.系列电流的平稳程度

系列电流保持在±5KA范围内，且不剧烈不动，对噪声的影响较小。

四、目前一公司电解槽噪声控制情况

根据设计目标，按照各影响因素进行良好的控制，在系列电流在±5KA范围内，电解槽噪声可以控制在60nohm（即：在400KA电流下，噪压为24mV）以下。

设计院并未针对各种技术指标进行量化的分析，目前尚不能确定各种工艺参数对噪声的影响程度。电解一公司在生产过程中，利用2008年11月26日~2009年3月12日的数据进行统计和分析。得到下面结果：

目前，我们电解槽噪声的平均值在80~110nohm，应该有较大下降空间。影响噪声控制的原因很多，下面针对启动后噪声的发展过程、各种影响因素对噪声的影响程度进行分析：

1、启动时间阶段的噪声变化情况

1.1启动8天内的平均噪声变化和具有特征变化情况

当电解槽启动8天之内噪声值急剧下降，约下降30~50 nohm。随着工艺条件转入正常的进程，到第八天基本可以达到平均值水平。

1.2启动30天内的平均噪声变化和具有特征变化情况

第八天后，一直到第21~25天噪声开始后有小幅提升，幅度约为20~30 nohm。原因同该段时期的工艺调整有关系。

1.3启动60天内的平均噪声变化和具有特征变化情况

启动一个月后，噪声值又逐渐降到平均水平。这时工艺条件和相应的管理也逐步完善。

1.3启动120天内的平均噪声变化和具有特征变化情况

根据以上数据显示，超过60天后，平均噪声总体趋于平稳，基本保持在平均工艺条件的水平。

2、工艺条件对噪声的影响

由于院方无法提出具体的工艺条件对噪声的影响情况，我们应用统计学观点，分析其影响程度。由于数据的时间长度和采样广度的限制，下列分析结果，仅供参考。在以后我们还将数据不断分析已取得完整的分析结果。

2.1效应情况

由于沈阳博宇设计的槽控机没有设计效应时的噪声判断，并且拒绝提供判定噪声的详细规则，因此无法确定效应对噪声的准确影响。

2.1.1效应对噪声的影响情况

平均每个效应，系列电流不发生波动的情况下，除超过8V以外部分就会将该时间段内的噪声提高2375nohm（即：在400KA电流下，噪压为950mV）。按照平均效应系数0.19、平均影响时间8min计算，平均每天效应造成的噪声提升为2.08 nohm（即：在400KA电流下，噪压为0.832mV），下面是一个效应发生的图例。

如果仅从发生效应的电解槽看，一个效应对全系列的噪声值影响不是很大。但是根据目前运行情况发现，一旦发生效应，即使是闪烁效应，系列电流就会剧烈波动。从而影响电解槽系列的控制效果，进而产生大量噪声，甚至是高低噪声大面积出现。具体影响情况可以从系列电流波动对噪声的影响中反映出来。

为什么会产生大量噪声呢？主要有以下两个原因：

a)电流变化可以直接导致电解槽的实际波动加大。

b)槽噪声是依据槽电阻变化最大最小差值判定的。而电阻的基本计算为：电阻=

（槽电压-1.65）/系列电流。而槽电压的基本构成为：槽电压=阳极电压降+母线电压降+电解质压降+炉底压降。从计算公式可以看出，电阻的变化是一个随着电流变化的非线性过程。一旦电流剧烈变化，电阻值计算存在的问题就会暴露出来。，因此大大加剧了计算电阻的偏差。