王登成， 井含海
青海百河铝业有限责任公司 青海，西宁 811600
摘要：一直以来，工业铝电解槽的电能消耗都是与槽电压与电流效率两种因素紧密相关的，因此可通过控制槽电压的方式，逐步实现提升电流效率与控制电耗的目的。本文首先分析了降低电解槽平均电压的有效措施和方法，继而提出了有关铝电解槽的相关节能技术。
关键词：铝电解槽；电能消耗；措施
引言
自进入到新世纪之后，我国的工业化进程与地方经济都处于持续性发展的状态中，并且能源的供应也日渐紧张，在此背景下，积极开展节能降耗的工作与寻求相关节能技术已经逐渐成为了电解铝企业目前与之后的首要性工作。
一、降低铝电解槽电压的措施
（一）控制阳极压降的措施
这一措施所涉及到的内容主要包含如下三点：首先焙烧作用，积极组装相对合格的阳极组块。其次，在进行上卡具之前，需尽可能将导杆与阳极母线的压接处刷干净，尽可能拧紧卡具，防止卡具压降出现偏高的状况。最后，看过你只钢炭压降，添加极上保温料，运用AI203，对钢爪-炭块的基础部位进行覆盖，促使Fe-C接触点的温度得到充分提升，极上保温料厚度18厘米左右是相对最适宜的，这对减少电解槽散热量非常有利。
（二）减少阴极电压降的措施
降低阴极电压降的重要措施在于控制槽底沉淀与结壳的形成。令技术条件稳定性得到充分保证，促使电解槽在自适应的状态下保持创建槽底热平衡，提升阴极部分的导电率，在具体生产中控制阴极电压降，从阴极材料的选择、电解槽的砌筑与电解槽的日常管理等角度作为切入点，具体要求如下：首先，选择导电性相对最佳的的阴极炭块，促使阴极电压降降低。其次，选用半石墨化或者石墨化的阴极炭块，这对降低阴极电压降意义重大。再其次，在正常生产进行过程中，稳定适宜的技术条件可有效保证炉底压降最低，保证炉底干净，令其不会产生沉淀或者结壳，这也是控制炉底压降的有效措施。
二、新概念节能技术应用
近年来，在国内节能减排要求日益严格的环境下，随着电解铝技术的进一步深入开发，自2008年起国内各种节能型电解槽技术发展迅猛。各种类型的节能技术纷纷出现，如新型阴极结构，新式阴极钢棒等技术大幅度减少了水平电流，大大提高了电解槽的稳定性，为大型预焙槽的节能技术指标的实现提供了有力支持。
??（一）新式阴极钢棒技术
??该技术从影响铝电解槽稳定性的基本因素出发，以优化水平电流、阴极导电结构及槽运行稳定性为目的，形成了新型阴极钢棒结构节能技术。新式阴极钢棒技术大幅度优化了电解槽的磁流体稳定性，提高电解槽在低电压时的稳定性，从而进一步降低电解槽吨铝能耗。采用新阴极钢棒结构进行内衬改造的300kA电解槽吨铝直流电耗由设计的13397kWh降低至12637kWh。进行节能改造的200kA（电流强化至220kA）电解槽吨铝直流电耗为12010kWh，较同类型对比槽吨铝直流电耗降低738kWh，电流效率较对比槽提高0．725%。通过采用新式阴极钢棒导电结构，吨铝直流电耗较传统电解槽大幅度降低。该技术不仅在铝厂节能改造中得到了广泛的应用，也应用在国内新建400kA、500kA系列。
??（二）大型铝电解槽“全息”控制及操作技术
??电解槽“全息”操作及控制技术，即对电解槽在时间上和空间上进行全方位的控制。
它贯穿电解槽从焙烧启动到停槽的整个生命周期，规范了电解槽管理者对电解槽进行的每一个操作，标准量化了计算机对电解槽的智能自动控制。主要包括：铝电解槽标准化操作手册；铝电解槽智能自动控制技术；铝电解槽标准化监督、管理技术。
??大型铝电解槽“全息”操作及控制技术，以国际上最先进的电解槽控制理念为指导，综合考虑影响电解槽指标的所有因素，在电解槽生产的标准化操作上、优化自动控制程序上、电解槽标准化信息处理与监督上，全方位的控制电解槽，以便使电解槽发挥最大的潜能，提供的是使电解槽获得良好指标的全方位的操作、控制和管理技术包，应用该技术有效的减少了阳极效应系数，减少了环境污染和工人的劳动强度和危险性，提高了电解槽的技术指标。
??（三）铝电解槽电流强化与高效节能综合技术
?? 该技术创造性地提出了以降低极距和强化电流为核心的"五低－三窄－一高"（低电压、低温、低过热度、低氧化铝浓度、低阳极效应系数、窄物料平衡工作区、窄热平衡工作区、窄磁流体稳定性调节区、高阳极电流密度）的高效节能铝电解工艺技术。为了满足"五低－三窄－一高"工艺技术条件下电解槽高效平稳运行的要求，课题组开发出基于多目标（高电效、低电耗、低排放、高稳定）综合优化、多参数临界状态动态智能辨识的智能多环（物料平衡、热平衡和稳定性）协同优化与控制技术，通过调整电解槽工艺并改进控制策略，在不对电解槽停产改造（即不改变电解槽结构）的前提下，实现了电解槽电流大幅度强化和显著节能的双重目标。采用该技术的154kA的电解槽，电流由152．5强化至177kA，吨铝直流电耗降低至12393kWh。目前各种新概念的节能技术正在大面积的应用和推广，并取得了良好的应用效果。
??（四）新型阴极结构高效节能铝电解槽技术
??新型阴极结构电解槽，其阴极炭块的上表面具有的纵向间断或纵向与横向交叉的凸起结构，此异形的凸起可隔断槽内铝液的流动，降低槽内铝液流速和降低阴极铝液表面的波动，起到提高电解槽有效极距、降低槽电压的作用，因此“新型阴极结构铝电解槽技术”可大幅度降低铝电解电能消耗。同时，该技术可以在电解槽炉底薄弱的部位能形成粘稠冰晶石、氧化铝熔体的混合物或沉淀物，阻止阴极铝液通过槽底裂纹和缝隙流入槽底，熔化钢棒，进而实现延长电解槽寿命的目标。
??（五）新型结构电解槽
??新型结构电解槽为炭块间有导流沟、中间有汇流沟、端部有蓄铝池的新型水平网络状结构的导流电解槽技术；提出并实现了低铝液层稳定生产技术，开发了五低二高（低铝液层、低极距、低电压、低能耗、低效应系数，高阳极电流密度、高电能利用率）的铝电解节能新工艺；开发并设计了保温型电解槽内衬结构，保证了低极距下电解槽的热平衡。
结语
综上所述，铝电解生产始终都是非常复杂繁琐同时又是相互关联的重要生产过程，主要从某个角度作为切入点，开展节能降耗工作往往是很难发挥良好效果的。基于此，要注意从日常生产管理过程的各个环节与方面作为切入点，促使日常操作质量逐步增强，尽可能保证电解槽的平稳性，明确稳定分子比，利用降低阳极压降，阴极压降等措施，促使节能降耗工作产生显著经济效益。另外，积极摸索铝电解槽的合理节能技术。
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