综述铝电解槽焙烧启动期间影响槽寿命原因与对策
综述铝电解槽焙烧启动期间影响槽寿命的原因与对策摘要：针对电解槽焙烧启动期间造成铝电解槽破损的问题，我们从焙烧工艺和设备进行了不断探索，严抓筑炉和焙烧启动操作质量，进一步延长了电解槽槽寿命。本文分析了焙烧期间阴极内衬破损的形式及其原因，在此基础上采取了相应的对策，为改善阴极内衬在焙烧启动期间破损的现象、延长铝电解槽槽寿命收到了良好的效果。
关键词：铝电解槽；焙烧启动；槽寿命；破损形式分析；对策1预焙铝电解槽焙烧的目的和要求
焙烧的目的：排除砌体水分，加热槽体；焦化炭块之间和阴极钢棒周围的糊料；使阴极接近或达到正常作业温度；焙烧期间熔化了的高分子比电解质渗入炉底，起到堵塞裂缝、修补缺陷的作用；加热阳极及装炉物料，使阳极温度达到生产温度，熔化物料，满足启动需要；满足电解槽内炭素材料对碱性物质的大量吸收。
焙烧的要求：均匀缓慢的加热电解槽阴极内衬、阳极以及装炉物料，使三者达到一定的温度条件，以利于下一步的启动操作。
2铝电解槽在焙烧期间产生破损的形式及原因分析
2.1阴极炭块断裂或出现裂纹
一般来说，阴极炭块断裂是与阴极炭块的长度方向相垂直的横向裂纹，裂纹的深浅不等，最深的地方可使阴极炭块横向断裂。这种断裂的产生大都是电解槽在焙烧过程中阴极炭块局部电流密度过大、温度过高、热冲击过大所致。
230KA导流结构电解槽混合料焙烧启动操作规程1
230KA导流结构电解槽混合料焙烧启动操作规程 1目的及范围 通过煅后焦、石墨粉混合料焙烧，烘干炉体，烧结阴极炭缝，熔化导流沟内的电解质，将炉底加热到接近生产温度后，采用湿法效应启动，熔化冰晶石等装炉原料，形成铝电解生产必须的液态电解质，同时进一步加热炉内衬，清除杂物。 适用于230KA导流结构电解槽采用煅后焦、石墨粉混合料焙烧启动的具体操作和管理要求。 2作业人员：值班长、电解工、天车吸出工、计测工、调度人员 3使用工具、原料 3.1 装炉使用的工器具、原料：扫把、风管、天车、专用筛格、刮板、直尺、扳手、软连接（1套）、分流片(1套)、石棉板、风动扳手、绝缘板（4块）、绝缘套管（8根）、热电偶及保护套管（2套）、炉盖（1套）、煅后焦、石墨粉混合料（0.4吨）、阳极（32块）、电解质块（6吨）、冰晶石（3吨）、碱（1.0吨）、氟化钙（0.5吨） 3.2 焙烧期间使用的原材料：碱（1吨） 3.3 启动使用的工器具、原料：天车、抬包、电解质液（14吨）、铝液（13吨）、碱（1.0吨）、氟化钙（0.5吨）、冰晶石（3吨）、氧化铝（12吨） 4 准备作业 4.1 煅后焦、石墨粉的准备 用筛子对煅后焦、石墨粉进行筛分，将粒度在5mm以下的煅后焦与石墨粉原则上按重量比6：4的比例进行充分混合，配备0.4吨左右的混合料。 4.2 预先对阳极导杆和槽上压接面进行抛光，同时对分流片的压接面进行抛光处理。 4.3 使用扫把等工具将电解槽阴极炭块表面清扫干净，再用风管将阴极表面吹干净。
4.4 用冰晶石填充电解槽内的沟槽与阴极面平齐。 4.5 铺设混合料、安装阳极 4.5.1 首先挂好A16处的阳极，确定阳极正投影位置，将专用筛格沿投影线摆好，要求筛格安放平整。将混合料倒入筛格内，用刮板在筛格内来回刮混合料，使其沿筛眼漏至阴极面，待填满所有筛眼后，取出专用筛格。沿阴极混合料处安放，在A、B两侧依次铺设混合料。 4.5.2 铺设混合料后，安装阳极，装好卡具，但不拧紧，使阳极完全靠自重与混合料接触。在阳极中缝、间缝铺设10mm厚的石棉板。 4.6 安装软连接 4.6.1 安装软连接前确认软连接完好，无断裂情况。 4.6.2 用风动抛光机打磨软连接的接触面。 4.6.3 用风动抛光机打磨与软连接接触处的铝导杆和阳极水平母线，将软连接的两端分别与铝导杆和阳极水平母线连接。（如图1所示） 4.6.4 安装软连接必须使软连接与母线、导杆连接的螺帽扭紧，通电前进行最后确认（复紧）。
探究大型铝电解槽在节能要求下的槽寿命 李威
探究大型铝电解槽在节能要求下的槽寿命李威 发表时间：2019-07-05T12:43:58.743Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：李威潘琦覃琮璎[导读] 摘要：在我国大中型的铝电解槽其相对寿命相对于国外先进国家同类型的铝电解槽较低，其一般的寿命，足足比国外先进的铝电解槽少了将近1000天。 （广西来宾银海铝业有限责任公司广西来宾 546100） 摘要：在我国大中型的铝电解槽其相对寿命相对于国外先进国家同类型的铝电解槽较低，其一般的寿命，足足比国外先进的铝电解槽少了将近1000天。所以，我国的总体水平与国外相比有着很大的差距。本文通过分析电解槽槽寿命变化的原因，从电解槽设计的角度，在内衬设计、内衬材料选择、槽结构等方面进行了综合分析，找出了槽寿命降低的一些因素，并提出了相应的改进措施。 关键词：槽寿命；槽内衬；槽结构；节能；早期破损 1节能与槽寿命的关系 2010年左右，随着国内电力价格不断攀升，电解铝企业生产成本不断增加，而铝价却在节节下降。针对这一严酷的现状，电解铝企业纷纷开展节能降耗的工作，取得了长足的进步，直流电耗不断降低。然而在此过程中，伴随着电解槽的早期破损现象不断涌现，给电解铝企业带来了较大的成本负担。以500kA电解槽为例，1台槽内衬的大修成本约在80万元左右，加上停槽期间的电力空耗、焙烧启动的电耗、焙烧装炉成本、非正常期产铝损失等，费用约在122万元。 设槽生命周期为30年，计算出不同槽龄在生命周期的大修成本折算到每年企业的成本，如图1所示。可以看出，假设电解槽正常槽寿命为2500天，即7年左右，在槽寿命周期内平均每年铝厂的大修成本为17万元/台。如果槽寿命仅维持3年，平均每年铝厂的大修成本要在40万元左右，按照目前全国平均电价0.33元/kW?h计，1台500kA电解槽需要吨铝节电990kW?h才能补偿大修费用。更糟的是有些企业的部分电解槽仅仅生产1年左右即进入大修，这需要吨铝节能2900kW?h才能补偿大修费用。而现行的技术要想得到如此大幅度的节能无疑非常困难。因此，电解铝企业牺牲槽寿命而去盲目追求节能，经济上非常不划算。 图1不同槽龄在槽生命周期内的大修成本 2电解槽内衬设计 2.1内衬结构 随着电解槽槽型的增大，在这个进程中，节能的主要措施有内衬的保温、工艺技术调整、抑制水平电流、阴极节能等。其中，在电压下降后，最主要的手段就是调整内衬结构降低槽散热来重新建立热平衡。如某铝厂为了加强底部保温，在电解槽底部增加了陶瓷纤维板和硅酸钙板的厚度，为了保持阴极高度和防渗层厚度不变，减少了一层保温砖。即从下至上依次为陶瓷纤维板、硅酸钙板、保温砖、防渗料。 由于保温能力的加强(用更强的保温材料替换了保温砖)，投入运行初期电解槽收到了良好的效果，但是随着时间的推移，一年后炉底温度出现了大幅度升高。在调查了多家采取节能措施进行保温设计的企业后，槽底部钢板温度统计如表1。表1不同铝厂加强底部保温后的槽底钢板温度 究其原因，我们提取了内衬各保温层上下表面的温度来仿真分析，发现虽然在仿真计算中电解槽底部温度为61℃，属于正常，但硅酸钙板上表面的温度已经达到了610℃，而硅酸钙板作为一种低温区的保温材料安全使用温度应该控制在500℃以下，因此，随着时间的推移，长期处于中温区的硅酸钙板逐渐失效，从而造成底板温度升高。这严重影响槽热稳定性及寿命。而在没有调整内衬结构时，电解槽底部保温层由下至上依次为陶瓷纤维板、硅酸钙板、保温砖、防渗料。此时，提取各保温层上下表面的温度发现，电解槽底部温度保持不变，硅酸钙板上表面温度降低到了466℃，进入安全使用区域。而陶瓷纤维板的上表面温度由272℃降低至128℃，使得导热系数更加稳定。 2.2材料的选择 在电解槽稳定运行的整个寿命过程中，我们希望保持一个稳定的热平衡态来进行操作。这就需要电解槽的内衬材料在槽运行时变形极少，并具有超强的抗钠蒸气渗透性能。另外，为了降低能耗，还需要更为稳定、优秀的保温隔热性能，以及温升过程中的理化指标更为稳定，从而吻合设计。这样的材料才能在不影响或极少影响电流效率的情况下去优化和降低工作电压，从而达到降低能耗的目的。然而遗憾的是，通过实验室试验观察，市面上的大多数内衬材料在抗高温、抗电解质侵蚀的测试中都难以满足要求，有些材料甚至发生变质、大量变形的现象。 表2和表3列出了各种内衬材料在耐高温和耐电解质侵蚀试验中的变化。
400KA预焙阳极电解槽焙烧启动突发事件应急预案
400KA预焙阳极电解槽 焙烧启动突发事件应急预案 一、编制目的 为了确保电解槽焙烧启动工作的顺利进行，预防焙烧启动过程中发生紧急事件，强化紧急事件发生后的应急处置能力，杜绝人身伤害事故和将紧急事件损失降到最低，特制定本预案。 二、组织机构及职责 （一）组织机构 1、应急抢险领导小组 组长： 副组长： 成员单位：各区域、科室主管 2、领导小组下设办公室，办公室设在公司调度室 3、对外联系方式： 公司生产安全部联系方式： 调度室电话： 火警电话：119 急救电话：120 供电整流所电话： （二）领导小组职责 1、组长负责紧急事件发生后的现场总指挥和其它应急方案的制
定、实施及对外协调。 2、副组长负责分管职责范围内相关紧急事件的预防和紧急事件发生后协助组长指挥分管人员实施现场救援工作。 3、安全环保办负责各项工作的安全监护工作。 4、综合管理科负责应急后勤保障及信息发布工作。负责所需应急物资的准备、供应和日常监督，包括应急防护用品的供应。 5、生产指挥中心、负责应急安全区域的划定、与公司内部相关单位的联络、及时通知相关领导、传达应急指令和电解槽焙烧启动期间出现特殊情况时对区域的指导。 6、电解区域负责电解槽焙烧启动期间的管理和异常状态的监控、紧急事件的预防与及时报告、紧急事件发生初期的自救、按照应急指令配合抢险救援及救援结束后的现场清理、配合事件调查等工作。组织出铝人员配合电解槽抽灌铝液、电解质等工作。 7、维检区按照应急指令组织相关人员配合应急抢险救援。（三）应急处理原则 1、以人为本，安全第一，最大程度地预防和减少紧急事件造成的人员伤害。 2、避免由于突发事件发生造成的环境污染和设备事故。 3、用最短时间抢修设备、恢复生产，争取损失最小。 三、紧急事件报告、现场救援程序和办法 人员伤害事故报告： 事故发生后，如有人员伤害，事故单位应按《工伤事故报告和
350KA铝电解槽焙烧启动新方法
科技信息 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ2013年第9期1焙烧分流方法简介 根据Hale 在1989年的研究，电解槽的使用寿命取决于图1所示 的几个影响因素，其中焙烧启动的影响权重均达到25%，超过材料 （10%）、设计（20%）和筑炉工艺（20%）。 图1 焦粒焙烧方法中，分流器的设计和运作是一项非常重要的工作。 现代化大型预焙槽的电流强度已发展到350kA 以上，通电焙烧诸如 此类大型槽时采用逐级分流措施是必要的。分流效果的好坏直接影响 到电解槽的寿命。 在生产实际中各生产企业在制作分流器时，一般都是就地取材， 根据自己或其他企业的经验确定分流器的组数、每组分流器的分流片 数量及大小，甚至有时是象征性地简单将几块分流片焊接到阳极钢爪 上，根本达不到分流量要求。 由于没有手段测量每片分流片上流过的电流大小，以及在焙烧升 温过程中电阻床和分流片本身电阻的变化，从开始到完全拆卸分流 器，真正进行焙烧的电流是多大，焙烧功率是多少，无从得知。 目前国内大部分铝厂都采用手动控制预安装分流片分流的方式。 使用自动分流装置实现对电解槽焙烧启动时电流的自动控制和 可视量化控制具有深远的意义。将带来不可估量的经济效益，它将推 动电解铝产业的发展。 2北方工业大学自动分流控制系统简介 北方工业大学自行研制开发的自动分流系统能实现铝电解槽焙 烧启动过程中对电流的精确控制。其特点如下： 1）焙烧装置能有效控制焙烧温度及其变化速度 2）焙烧控制系统由分流开关装置、控制器和分流器组成。分流装 置安装在待焙烧电解槽的下一台槽的立柱母线旁边或者上边，焙烧电 解槽通过分流器将其水平母线与分流开关连接；分流开关和分流器的 数量与电解槽的立柱母线数量相同。 3）每个分流器保证能够控制每片分流片的独立闭合和断开。 4）分流器上的分流量（电解槽中通过的焙烧电流大小）由一个统 一的系统来控制，利用控制分流器上电流的大小来实现控制焙烧温 度。 5）实时测量电解槽底阴极炭块表面焙烧温度的变化，使槽底表面 温度均匀，温度测量精度±5℃，保证控制精度±10℃。 6）提供的控制系统操作界面能自定义焙烧曲线，设定不同阶段焙 烧升温速度。 7）控制系统监控界面能实时显示每台分流器的工作情况，电解槽 的焙烧电流、焙烧温度、电压、焙烧功率等多条曲线。 8）能测量阳极电流分布数据，并在系统中实时显示电流分布曲线， 显示电流分布偏差，避免焙烧电流局部集中，造成局部过热。 9）控制系统采用先进的控制策略，在保证满足焙烧控制需求的同 时，实现分流开关通断次数的均匀分配。 10）控制系统具有相应的自诊断功能，能保证设备的正常工作。 11）监控软件具有重要参数实时备份功能。 图23启动实践介绍从2012年2月23日上午11时起，至2012年2月26日止，青铜峡铝业公司电解二部9210号槽成功启动，期间由北方工业大学提供的自动分流系统装置运行正常，设备分流达到了预想的效果。线性，准确，正确的实现了对9210号电解槽的焙烧启动分流控制。其设备数据库完整记录了10087条温度数据信息。按照铝业公司提供的相关数据要求，实现了对经验曲线的良好跟随。同时，经过本次启动实践，证明了自动分流控制系统能很好替代传统的分流片人工分流装置，实现对电解槽的自动化控制。经验曲线的选择：根据青铜峡铝业公司电解二部相关工作人员的技术经验和技术要求，对9210号电解槽设定如下的经验曲线（图3）：图3图4３５０ＫＡ铝电解槽焙烧启动新方法研究 范康平铁军王晓纯 （北方工业大学，中国北京100144） 【摘要】全面总结青铜峡铝业公司电解二部9210号槽的启动实践。本次启动通过运用北方工业大学大学开发的自动分流控制系统，在部分保留传统分流片的基础上进行了启动实践，达到了预期的效果。 【关键词】自动分流系统；分流片；焦粒焙 烧 ○电力与能源○404
铝电解电容的寿命
铝电解电容的寿命 电源产品中经常用到铝电解电容，他的寿命往往决定了整个产品的寿命。因此，了解如何计算铝电解电容的寿命很有必要。下面将我的一些心得整理出来，供大家参考。希望有助于提高国人的知识水平。说白了很简单，只不过很多人找不到相关的资料而已。同时也希望学校的教材中能够近早讲解相关知识。我尽量少翻译，因为我的语言能力及相关的专业术语还不行。仅供参考。 Chapter 1铝电解电容的特性 1.1 Circuit model （等效模型） The following circuit models the al uminium electrolytic capacitor’s normal operation as well as the over voltage and reverse voltage behavior. （此模型包含正常运行，过压，反压时的特性） C A C c R P ESR L D = Anode capacitance (阳极电容) = Cathode capacitance(阴极电容) = Parallel resistance, due to dielectric (并联电阻) = Series resistance, as a result of connections, paper, electrolyte, ect. 等效串联电阻= Winding inductance and connections 等效串联电感 = Over and reverse voltage 等效稳压管 The capacitance Ca and Cc are the capacitance of the capacitor and is frequency and temperature depended. （Ca and Cc，它的容量是频率及温度的函数） The resistance ESR is the equivalent series resistance which is frequency and temperature depended. It also increases with the rated voltage. （ESR是频率及温度的函数，随着额定电压的增加而增加） The inductance L is the equivalen t series inductance, and it’s independent for both frequency and temperature. It increases with terminal spacing. （L是频率及温度的函数） The resistance Rp is the equivalent parallel resistance and accounts for leakage current in the capacitor. It decreases with increasing the capacitance, temperature and voltage and it increases with time. （Rp的大小决定了漏电流的大小，随着容量温度电压的增加而降低，随着使用时间的延长而增加） The zener diode D models the over voltage and reverse voltage behavior. Application of over voltage on the order of 50 V beyond the cap acitor’s surge voltage rating causes high。（D模拟过压及加反向电压时特性）Leakage current and a constant voltage-operating mode quite like the reverse conduction of a zener diode. Applications of reverse voltage much beyond 1.5 V causes high leakage current quite like the forward conduction of a diode. Neither of these operating modes can be maintained for long because hydrogen gas is produced, and the pressure built up will cause failure. （加到电容两端的反向电压不能大于1.5V） 1.2 Capacitance （电容的容量） The rated capacitance is the nominal capacitance and it is specified at 120 Hz and a temperature of 25°C. Capacitance is a measure of the energy storage capability of a capacitor at a given voltage. （额定容量：标称电压，120Hz, 25°C时测量）。 The capacitance decreases under load conditions and increases under no load conditions over time. When
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
2、废旧阴极的组成与结构 1)废旧阴极中电解质的组成： 通过对铝电解槽废旧阴极炭块进行物相分析，得到废旧阴极的具体组成为（见表2）: 炭（C），冰晶石（Na3AlF6）、氧化铝(α-Al2O3，β-Al2O3) 、氟化钠(NaF) 、氟化钙( CaF2) 等，而跟据电解槽的部位不同，各组分的含量又存有差异。
大型预焙铝电解槽焙烧的过程控制与方法
大型预焙铝电解槽焙烧的过程控制与方法 https://www.360docs.net/doc/712501641.html,来源：铝博士2013-03-06 15:33 阅读次：86 信息来源：全球铝业网更多信息请参考https://www.360docs.net/doc/712501641.html, 摘要：简述了大型预焙铝电解槽两种焙烧启动的技术方法特点及控制过程，谈到了两种焙烧方法中的优缺点和具体操作步骤。 简述了大型预焙铝电解槽两种焙烧启动的技术方法特点及控制过程，谈到了两种焙烧方法中的优缺点和具体操作步骤，干法启动及湿法启动的工艺技术对比，分析了焙烧预热启动时影响铝电解槽寿命的诸多因素，在焙烧预热启动过程中所采取的预焙铝电解槽早期破损的措施。 关键词：电解槽；铝液焙烧；焦粒焙烧；干法启动；湿法启动 1 概述 现代大型预焙铝电解槽的焙烧启动，国内近几年新建电解铝厂大多采用铝液焙烧启动和焦粒焙烧启动两种方法，尤其是焦粒焙烧启动，目前更是各新建电解铝厂广泛使用的焙烧预热工艺技术，它较铝液焙烧启动预热时间短、温度梯度不大，可弥补槽内衬及材料质量问题的缺陷等优点，但是，也有它的不足之处，那就是较铝液焙烧启动操作复杂，技术条件要求高，阴极电流分布不均匀，电解质含碳量过高，能耗增加。还有两种焙烧启动方法就是石墨粉焙烧启动技术方法和气体焙烧启动技术方法。前者价格太高，造成费用增加，操作复杂(此法国内仅丹江铝厂在114.5kA铝电解槽的启动中使用过)，后者易氧化碳块，用于启动的设备复杂，操作难度大，所以，这两种方法很少被铝电解生产厂家采用。 铝电解槽的预热焙烧启动是影响槽寿命的重要因素之-，而槽寿命又直接影响到铝电解的生产成本的稳定，尤其是对大型预焙铝电解槽的焙烧启动。但是，无论采用那种技术方法，几乎都难以避免使阴极碳块及内衬产生裂纹或孔隙，可是，不让铝液浸入裂纹和孔隙是可以避免的，焦粒焙烧启动方法就具有这种优点，在白银铝厂应用较早，近年来才在国内新建铝厂及自焙槽改造的预焙槽厂家陆续广泛采用。 2 铝电解槽焙烧启动技术
200kA预焙铝电解槽焙烧启动方法实践
200kA预焙铝电解槽焙烧启动方法实践 摘要：通过对异型阴极在200ka系列焙烧启动工业试验中出现的问题进行分析，找出了一种适合异型阴极在200ka系列的焦粒焙烧启动新方法，有效地解决了异型阴极电解槽在焦粒焙烧启动时出现的冲击电压过高、局部过热、阴极炸裂等问题。 关键词：异型阴极；焦粒焙烧；冲击电压；槽寿命 the roasting practice of 200ka profiled cathode electrolyzer (lanzhou branch of chalco，lanzhou 730060,china)zhang zheng lai abstract: based on the200ka series cathode baking industry test in an analysis of the problems,to find a suitable cathode in 200ka series of coke particle baking and start-up of new methods, to effectively solve the cathode electrolytic tank adopts coke particle roasting starting method appears when the impact voltage too high, local overheating, cathode breakage a series of problems such as. key words:cathode; coke particle baking; impulse voltage; the service life of the cell 中图分类号： tm714 文献标识码： a 文章编号： 前言 近年来，我国多家铝电解企业通过推广应用异型阴极铝电解槽降
铝电解电容寿命计算公式
寿命计算式
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铝电容器 推定寿命计算式
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寿命计算式
寿命计算式 目录
? 寿命计算式
A) DC加载保证品 B) 纹波电流加载保证品 C) 螺丝端子型(额定电压350V以上) 螺丝端子型(额定电压 以上) D) 导电性高分子电容器
? 温度测定方法
A) 周围温度测定方法 B) 单元中心发热温度测定方法 1) 单元中心温度测定 2) 周围温度/电容器表面温度测定 3) 纹波电流测定 >>> 发热温度计算
注意事项
纹波电流频率修正系数与温度修正系数使用方法
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2
寿命计算式
推定寿命计算式
A) DC加载保证品 ) 加载保 品
Lx L = Lo × 2
Tx ? To 10
×2
? ?T 5
Lx (hrs):推定寿命 Lo (hrs):保证寿命 Tx (℃):最大可能周围温度 To (℃):实际使用周围温度 ( ) 纹波电流发热温度 ⊿T (℃):纹波电流发热温度 <应用系列> 贴片型:全般 引钱型:SRM/SRE/KRE/SRA/KMA/SRG/KRG/SMQ/SMG/ 引钱型 SRM/SRE/KRE/SRA/KMA/SRG/KRG/SMQ/SMG/ SME-BP/KME-BP/LLA
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现代预焙铝电解槽的基本结构—
第二篇：铝电解生产的工程技术 1、现代预焙铝电解槽的基本结构 现代铝工业已基本淘汰了自焙阳极铝电解槽，并主要采用容量在160kA 以上的大型预焙阳极铝 电解槽（预焙槽）。因此本章主要以大型预焙槽为例来讨论电解槽的结构。 工业铝电解槽通常分为阴极结构、上部结构、母线结构和电气绝缘四大部分。各类槽工艺制度不同，各部分结构也有较大差异。图1、图2分别为一种预焙槽的断面示意图和三维结构模拟图；图3、图4为我国一种200kA 中心点式下料预焙槽的照片与结构图（总图）。 图1 预焙铝电解槽断面示意图 图4 我国一种200kA 预焙铝电解槽结构图 1.混凝土支柱； 2.绝缘块； 3.工字钢； 4.工字钢； 5.槽壳； 6.阴极窗口； 7.阳极炭块组； 8.承重支架或门； 9.承重桁架；10.排烟管；11.阳极大母线；12.阳极提升机构； 13.打壳下料装置；14.出铝打壳装置；15.阴极炭块组；16.阴极内衬 1.1 阴极结构 电解铝工业所言的阴极结构中的阴极，是指盛装电解熔体（包括熔融电解质与铝液）的容器，包括槽壳及其所包含的内衬砌体，而内衬砌体包括与熔体直接接触的底部炭素（阴极炭块为主体）与侧衬材料，阴极炭块中的导电棒、底部炭素以下的耐火材料与保温材料。 阴极的设计与建造的好坏对电解槽的技术经济指标（包括槽寿命）产生决定性的作用。因此，阴极设计与槽母线结构设计一道被视为现代铝电解槽（尤其是大型预焙槽）计算机仿真设计中最重要、最关键的设计内容。众所周知，计算机仿真设计的主要任务是，通过对铝电解槽的主要物理场（包括电场、磁场、热场、熔体流动场、阴极应力场等）进行仿真计算，获得能使这些物理场分布达到最佳状态的阴极、阳极和槽母线设计方案，并确定相应的最佳工艺技术参数（详见本书第三篇 “铝电解槽的动态平衡及物理场”），而阴极的设计与构造涉及到上述的各种物理场，特别是它对电解槽的热场分布和槽膛内形具有决定性的作用，从而对铝电解槽热平衡特性具有决定性的作用。 1.1.1 槽壳结构 槽壳（即阴极钢壳）为内衬砌体外部的钢壳和加固结构，它不仅是盛装内衬砌体的容器，而且还起着支承电解槽重量，克服内衬材料在高温下产生热应力和化学应力迫使槽壳变形的作用，所以 铝液 阳极炭块 电解质液 下料器 阴极炭块 电解质结壳 耐火与 保温内衬 钢壳 阴极钢棒 集气罩 阳极导杆 氧化铝 覆盖料 图2 预焙铝电解槽三维结构模拟图 图5 铝电解槽的槽壳结构示意图 a —自支撑式（框式）； b —托架式（摇篮式） 图3 我国的一种200kA 预焙铝电解槽（照片） 13 1 2 3 5 7 11 10 8 4 6 15 14 12 16 9
电解电容寿命计算
铝电解电容器寿命的计算方法 LIFETIME CALCULATION FORMULA OF ALUMINUM ELECTROLYTIC CAPACITORS 铝电解电容的寿命的计算公式 1. Lifetime Calculation Formula 寿命计算公式 L : Life expectancy at the time of actual use. 实际使用平均寿命 Lb : Basic life at maximum operating temperature 最大工作温度下的基本寿命Tmax : Maximum operating temperature 最大工作温度 Ta : Actual ambient temperature 实际环境温度 ΔTjo : Internal temperature rise when maximum rated ripple current is https://www.360docs.net/doc/712501641.html,R, USC, USG : 10℃VXP : 3.5℃Other type : 5℃ 加上最大额定波纹电流后，电容器的内部温升USR, USC, USG :：10℃VXP ：3.5℃其它类型：5℃ ΔTj : Internal temperature rise when actual ripple current is applied. 加入实际波纹电流后，电容内部的温升 F : Frequency coefficient 频率系数［这个不李理解］ Io : Rated ripple current at maximum operating temperature 最高工作温度时的额定波纹电流 I : Actual ripple current 实际波纹电流 2. Ambient Temperature Calculation Formula 环境温度计算公式 If measuring ambient temperature (Ta) is difficult, Ta can be calculated from surface temperature of the capacitor as follows. .Ta = Tc –ΔTj/α如果测量环境温度Ta有困难，Ta可以根据电容器的表面温度按下式计算：Ta = Tc –ΔTj/α Ta : Calculated ambient Temperature 计算所使用的环境温度 Tc : Surface Temperature of capacitor 电容器的表面温度 α : Ratio of case top and core of capacitor element ［此处不太理解］ CaseφD ≤ 8 10,12.5 16, 18 20, 22 25 30 35 α 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 3. Ripple Current Multiplier 额定电流系数 (1) Temperature coefficient 温度系数 Temperature coefficients are shown as below. 温度系数选取如下：
铝电解电容器寿命与温度之间的关系
铝电解电容器与温度之间的关系 BIT 销售经理郑淋先生 现如今市场上铝电解电容器的温度标准有85度、105度、125度、130度等几种，很多工程师的选择的时候不是很在意这个问题，所以就会导致很多时候电容没用多长时间就出问题。 铝电解电容器作为电子产品的重要部件，在电路中起着不可或缺的作用，它的使用寿命和工作状况与整体产品的寿命息息相关。当电路中铝电解电容器发生损坏，特别是铝电解电容器爆炸，电解液外溢时，那到底是电容器的质量出问题还是整体线路设计不合理呢？了解铝电解电容器的寿命与温度之前的关系，能为电子工程师提供一些判断依据。 阿列纽斯方程是用来描述化学物质反应速率随温度变化关系的经验公式。电解电容内部是由金属铝等和电解液等化学物质组成的,所以电解电容的寿命与阿列纽斯方程密切相关。 阿列纽斯方程公式：k=Ae－Ea/RT或lnk=lnA—Ea／RT(作图法) K化学反应速率, R为摩尔气体常量， T为热力学温度，
Ea 为表观活化能， A 为频率因子 根据阿列纽斯方程可知,温度升高，化学反应速率（寿命消耗）增大，一般来说，环境温度每升高10℃，化学反应速率(K 值)将增大2-10倍，即电容工作温度每升高10℃，电容寿命减小一倍,电容工作温度每下降10℃，其寿命增加一倍，所以,环境温度是影响电解电容寿命的重要因素 根据阿列纽斯方程结论可知，铝电解电容器使用寿命与温度之间的计算公式如下 L=L 0×2T0?T110 L:环境温度为T1时铝电解电容器的使用寿命，单位：H L 0：额定寿命，单位：H T 0：额定最高使用温度，单位：℃ T 1：环境温度，单位：℃ 举例说明：如果产品的额定温度为85度，2000小时的额定寿命，那么如果环境温度在55度时，铝电解电容器的使用寿命则为16000小时（约1.8年），那换成BIT 的铝电解电容器呢，那么同样是85度的产品，那使用寿命则为24000小时（约2.7年），
电解槽焙烧启动要点分析
电解槽焙烧启动要点分析 前言 现在大型预焙槽的焙烧大部分采用焦粒焙烧法，焦粒焙烧相比铝液焙烧可避免铝液对槽内衬材料的冲击，同时电解质提前进入从而阻挡了铝液从炉底及侧部缝隙向外渗透。根据我们在日常的生产当中焙烧启动过程中容易出现的各种问题加以分析总结，分析出其原因并采取合适措施避免类似问题发生，通过对焙烧启动过程中阳极电流分布及电解槽槽电压变化规律研究，从理论上解释其变化原因及变化规律。 1焙烧前准备工作 1.1铺焦粒与挂阳极的要求及影响 电解槽焙烧前要求铺焦粒，对于焦粒的铺设有严格的要求，铺焦所用的焦粒粒度为1～4mm，要求铺焦平整，阳极自然下落后与焦粒充分接触，可用钢板尺检查焦粒与阳极底掌是否接触完全，对于接触面积小的应重新调整阳极导杆位置，尽可能使阳极底掌与阴极碳块接触面积较大。放下阳极后，可将阳极周围焦粒向填充不实的部位塞进去，保证阳极与阴极底掌完全接触。实际铺焦过程中经常容易出现这样的问题，作业人员为保证阳极导杆与阳极大母线之间缝隙较小，铺焦过程中往往将阳极外侧焦粒铺的比内侧稍厚一点，这样阳极碳块放下后阳极导杆向大母线方向倾斜，容易保证阳极导杆与大母线的间隙较小，但这种铺焦方式会为以后的焙烧启动工作带来麻烦，具体表现在由于阳极外侧焦粒较厚，阳极外侧接触好，通电焙烧后外侧电流就比内侧大，外侧发热量多导致冰晶石靠槽帮一侧先熔化，靠中缝侧由于发热量少中间冰晶石熔化速度慢，由于中见熔化差，不具备启动条件造成焙烧时间被迫延长情况发生。然而，由于上述的原因，导致培烧时间的延长。所以，我们根据实际的操作，把以往的这种方式改变为铺焦粒是用纱网式工具，如图： 它的利处就是：当阳极坐放在焦粒层上时，由于阳极底面高低不平一般相差5～10mm,一方面利用小而密集的圆锥焦粒体填充找平阳极底面凹凸；另一方面，阳极局部挤压焦粒层时，由于锥体之间存在较大空间，被挤压的焦粒向周围空间扩散，使阳极底掌其余部分与其它圆锥焦粒体进一步接触，有效的增加了阳极底面与焦粒层的接触面积，从而达到阳极与焦粒层充分接触的目的。
焙烧启动电解槽技术
几种电解槽焙烧启动工艺的节能分析 焙烧启动在电解铝生产过程中占据着重要角色，对电解铝纯生产而言只是一个“无用功”，不仅要消耗大量能源，而且对环境又造成污染，对企业生产又不能产生直接经济效益，但它是电解生产的前奏，必不可少，特别关键。长期以来大家一直在探讨焙烧启动的方法和效果，对焙烧启动期间的能源消耗和成本控制很少谈起。 一、铝电解槽的焙烧启动 １、就当前的铝电解工业而言，电解槽的正常生产流程分为焙烧、启动和正常生产三个过程。铝电解槽的焙烧即把电解槽由室温状态加热到正常生产状态（９４５－９５５℃）的过程，是电解槽正常生产的前提，也是电解槽实现高效产铝过程的关键时期，对于电解槽的后期管理显得尤为重要。铝电解槽的焙烧目的有： １）焙烧阴极和侧部炭块。通过焙烧阴极炭块和侧部炭块之间的扎固糊进行焦化，使阴极炭块和侧部炭块成为一个整体； ２）排除内衬中含有的水分。因为水分在高温内衬中极易形成气体，如不及时排出，则会在启动期或生产期使内衬产生膨胀，造成内衬漏洞； ３）均匀升高内衬温度。在焙烧过程中使内衬按不同层次、一定梯度均匀升温，以满足正常生产之需要； ４）提高阳极和阴极的温度,以利用下一步的顺利启动。 目前国内外通常使用的焙烧方法有：铝液焙烧、焦粒焙烧和燃料焙烧等。铝液焙烧是电解槽内灌入高温铝液，再通以直流电，利用铝液和阴、阳极炭块在通以直流电的状态下产生的焦耳热来焙烧电解槽；焦粒焙烧是在电解槽的阴极炭块上预先铺设一层焦粒，再坐上阳极，通以直流电，靠焦粒电阻本身产生的焦耳热来焙烧电解槽；燃烧焙烧，是利用燃料系统和温度控制系统的配合，按事先设置好的温度曲线要求，通过燃烧油类或天然气等来加热焙烧电解槽。 ２、铝电解槽的启动 铝电解槽的焙烧结束就是铝电解槽启动的开始，两者完全是一个“无缝”的衔接过程，一般经过２４－４８小时的启动,将步入启动后期管理过程，预示着电解槽缓慢进入正常生产过程。铝电解槽的启动是指使电解槽槽内拥有足量多的液体电解质，以适应电解槽正常生产的需要，目前的启动工艺主要分为干法效应启动、湿法效应启动和湿法无效应启动三种。 干法效应启动，即利用升高槽电压使电解槽发生阳极效应，靠阳极效应产生的热量来熔化冰晶石等物料，使槽内电解质达到一定水平，来满足电解槽正常生产的要求。湿法效应启动，是将其它槽内液体电解质注入待启动的电解槽内，使槽内电解质达到一定水平，此时再利用升高槽电压使槽子发生阳极效应，来逐步熔化槽内物料，使槽子电解质水平达到正常生产的要求。湿法无效应启动，也是将其它槽内液体电解质注入待启动的电解槽内，只是要求有足够多的量，再将槽电压保持稍高于正常生产槽电压，适当保持一段时间来熔化槽内物料，使电解槽逐步进入正常生产。 二、焙烧启动工艺的节能分析 １、焙烧工艺节能分析 具体要分析哪种焙烧工作节能效果更好，其一，这种工艺首先能达到满意的电解槽焙烧效果，完全满足电解槽的启动要求；第二，焙烧时间最短，可以保证
电解槽焙烧装置技术方案
电解槽烟气焙烧装置技术方案 一、电解槽焙烧方法及特点 电解槽焙烧的目的是通过给电解槽逐渐升温,使电解槽阴极内衬中的水分得以烘干,阴极和阳极的温度接近电解槽正常生产温度,电解槽边部的斜坡扎糊和阴极碳块之间的碳缝糊得以焦化和烧结。因此焙烧方法的选择对铝电解槽能否尽快转入生产、尤其是对大型预焙电解槽槽寿命的影响至关重要。我国电解槽通用的焙烧方法主要有3种：铝液焙烧法、焦粒焙烧法、燃料焙烧法。 铝液焙烧法是电解槽焙烧的一种传统方法。其最大优点是简便和烟气量较小。其弊端是灌铝时900℃以上高温的铝液直接接触常温的阴极炭块及扎糊，热冲击引发的热应力会使炭素内衬产生裂纹或层状剥离，以及液体金属可通过炭块内衬的任何一个小裂纹进入阴极内部，并与耐火材料和保温材料发生反应，形成腐蚀空腔，并进一步发展为泄漏，从而引发电解槽出现早期破损和寿命缩短等问题。目前国内外大多数电解铝企业已不再采用此种方法。 焦粒焙烧法是目前我国所有电解铝厂广泛采用的一种焙烧方法。其优点在于：阴极可从常温逐渐升温预热，避免了铝液焙烧法中灌入高温铝液时的瞬间强烈热冲击，且不需要复杂设备、不需要燃料、基本上不存在阴极炭块烧损问题。其最大的缺点在于：升温速度、温度分布均匀性无法有效控制，并且电能耗费量较大。 燃气焙烧法是最近几年出现的新型先进的焙烧方法，国外电解铝企业广泛采用此方法，我国电解铝行业最早在广西平果铝业进行过相关试验，因当时的理论研究和控制技术、装备均不够成熟，最终未能在国内推广。目前行业内正在推广的异型阴极电解槽，因为阴极结构的特殊性，必须采用此种焙烧法才能保证电解槽顺利焙烧启动。燃气焙烧法的优点：1、升温速度可控性好；2、可控制调节电解槽内各点的温度，使温度分布均匀；3、启动后不需要清除焦粒；4、不存在电流分布问题；5、相对于铝液、焦粒焙烧法其更加节能、节约焙烧成本。 郑州经纬科技是行业内高新技术装备专业生产商，郑州经纬科技联合东北大学冯乃祥教授等知名专家团队和行业内多家大型骨干生产企业，合作开发成功的铝电解槽燃气焙烧法——烟气焙烧系列装置，在温度高于300 °C时，各点的温度控制精度可以达到5°C以内。不仅能够满足异型阴极电解槽的焙烧要求，
电解槽内衬结构对寿命的影响
《铝电解槽新型结构技术研讨会》征文 ---槽内衬新材料与新技术 电解槽内衬结构对槽寿命的影响 中电投宁夏能源铝业公司青铜峡铝业股份有限公司大修部 摘要从不同的方面对电解槽阴极内衬寿命的影响因素进行了分析与研究,指明了延长铝电解槽阴极内衬寿命的途径。 关键词电解槽内衬寿命 铝电解槽是铝电解生产的核心装臵,其寿命的长短不仅与槽型、阴极内衬结构、筑炉材料的质量有关,而且铝电解槽的焙烧启动方法、正常生产的维护与管理以及操作制度等多方面因素对其均有影响。 一、铝电解槽结构分析 铝电解槽是铝电解生产的主体设备。目前为止铝电解槽的阳极有所不同，但是阴极基本相同。电解槽的寿命取决于阴极,因此电解槽的寿命通常指的是阴极的寿命。铝电解槽阴极由电解槽槽壳、保温材料、耐火材料和炭素内村四部分组成。铝电解槽阴极炭素材料包括阴极侧部和底部两部分,直接与电解质和铝液相接触,是铝电解槽的关键部位,这不仅是由于它是盛臵熔融的铝液和电解质的容器，更为重要的它还作为一种导电装臵，使电流由阳极流向阴极母线。铝电解槽的侧部是由侧部块和扎固糊扎固而成,阴极底部是由阴极炭块组和缝间糊扎固而成为一个整体。阴极炭素内衬的结构是否合理，材料的选择以及砌筑质量都将直接影响到电解槽的使用寿命。 铝电解槽内衬按区域分,可分为底部内衬和侧部内衬。底部内衬从功能上讲,起着支承阴极结构和保温的作用。侧部内衬则主要起着保护钢制金属外壳面免受
电解质熔体的侵蚀的作用。由于电解质的强烈腐蚀性,仅仅靠侧部内衬材料尚不足以抵御电解质的长期侵蚀,因此,希望在侧部内衬里侧形成一层所谓的结壳,来保护侧衬。从电解槽底部内衬的功能上讲,希望底部内衬具有足够的机械强度,减小由于重力、内应力引起的压缩变形。这样,底部内衬要具有较高的容重抵御压缩变形，同时希望底部内衬具有较好的保温性能。这样,底部内衬的容重应尽量低。鉴于底部内衬的中温度分布特点和对抗电解质侵蚀的要求,内衬层材料从上到下,一般容重依次降低,上层最高。结合实际经验,对电解槽内衬结构进行了分析并提出了相应的配臵方式(假定阴极下部内衬材料分布自上而下依次为第四、第 三、第二和第一层) 1、阴极炭块下、环行耐火浇注料圈内的底部内衬部分 1.1第四层应采用捣实干式防渗料。干式防渗料作为一种新型散状颗粒内衬材料,其与电解质反应生产一种玻璃状体可阻止电解质向下的进一步渗透。该捣实层捣实密度在210g/ cm3左右,具有较高的容重,但低于黏土质耐火砖(212g/ cm3左右) 。同时,该捣实层的导热系数(约为黏土质耐火砖1 /3)远低于黏土质耐火砖。这样的材料特征既可以增强底部内衬的保温,同时其为散状颗粒状态,因此可以吸收阴极膨胀力,缓冲阴极向上的隆起力。另外,由 于其较高的捣实密度,又可在一定程度上抵御阴极膨胀的内压力。捣实干式防渗料的这两种特征兼顾了吸收阴极膨胀和抵御阴极膨胀的两方面要求。 1.2第三层采用隔热耐火砖。硅藻土质隔热耐火砖,导热系数稍低于捣实干式防渗料,容重也低。该种材料价格低,可满足该位臵的保温要求，目前国内电解槽内衬在此层多选用该材料。 1.3第二层采用保温性能更高的、容重稍低于硅藻土质隔热耐火砖的陶瓷纤维