停限电对电解铝生产的影响分析

郭彬　张文明　黄书文

【摘要】原铝的生产需要强大直流电作为能源，稳定的直流电供应至关重要，不但对安全稳定生产有利，而且也有利于取得良好的生产指标，提高企业经济效益。而停限电会对电解铝生产带来严重影响，该文通过本公司近期发生的一次普通停限电情况，对电解铝生产的影响进行了分析。

【关键词】停限电；电解铝；生产影响

本公司采取自备电厂给电解供电，时常因为供电机组故障造成停电限电，在目前本公司各系列均采用低电压工艺生产，电解槽的抗干扰能力较差情况下，停限电的影响更加明显，每次停限电都会造成铝电解槽很大波动，恢复正常状态需要的时间很长，停限电破坏了电解槽的热平衡，电解质收缩，易出现沉淀，效应多，影响电解槽的电流效率、吨铝单耗、氟化盐单耗、碳耗等指标，也会造成工人劳动强度增加，环境污染等多方影响。

1、停限电简述

4月13日10：26，因自备电厂机组事故造成本公司的电解二、三期（380kA、400kA系列）发生限电事故。

二期：10：26开始电流强度由380kA迅速下降，至11：26降至115kA的最低点。随后逐渐上升，至14：00上升至350kA左右，并在340～360kA范围内波动。至次日0：26恢复至380kA的正常水平。4月13日平均电流强度为347.8kA。

三期：10：26开始由400kA迅速下降至340kA，此后一直保持在350kA左右，至次日03：40左右恢复至400kA的正常水平。4月13日平均电流强度为375.4kA。

2、对电解铝生产的影响

以4月13日10：26因自备电厂机组事故为例，简单计算一下二期电解铝厂主要损失。

2.1 对铝产量的影响：4月13日二期全天平均电流强度为347.8kA，较正常电流强度（380 kA）相比，当天二期电解槽约少产铝139.98t（不包括因效应造成的影响）。计算过程如下：

正常电流强度产量：0.3355×380000×24×231×0.92×10-6=650.26t

4月13日产量：

（1）电流效率估算：（0.92×10.5+0.45×2.5+0.905×9）÷24=78.88%（见计算依据）

（2）产量：0.3355×347800×24×231×0.7888×10-6=510.28t

4月13日较正常情况下少产铝：650.26t-510.28t=139.98t

因此，本次停电所造成的电流强度以及电流效率的下降直接造成全月的铝量减少近140t，加上对随后几天效率的影响，铝产量的损失很大。

计算依据：刨除在修及非正常生产期的电解槽，二期共231台槽；正常电流强度（380kA）以92%的电流效率计算；4月13日10：26之前，电流保持在380kA，正常生产，按92%的电流效率计算；从10：26至11：26电流由380kA降至115kA，随后在14：00升至350kA，这2.5个小时内，绝大部分时间处于不产铝状态，按45%的电流效率计算；从14：00至次日00：26电流基本在350-360kA附近波动，因效应频发、两平衡遭破坏、炉膛不匹配等，以90.5%的电流效率计算。

2.2 对直流电单耗的影响：4月12日电压3.998V，4月13日为3.960V；正常槽的效率以92%计算，4月13日的效率按上文的78.88%计算：

正常情况直流电单耗：2980×3.998/0.92=12950 kwh/t·Al

4月13日直流电单耗：2980X 3.960/0.7888—14960 kwh/t·A1

上述计算结果显示：在正常情况下，二期电解槽直流电单耗约为12950kwh/t·Al，而4月13日当天的直流电耗约为14960 kwh/t·A1，吨铝直流电单耗约增加了2010kwh。

由于三期电解分厂以网电为主，本次机组事故对三期电解槽的影响不太大，不做赘余。

2.3 效应影响：我们对事故当日、次日以及事故发生前两日的效应情况进行对比，详情如下表：

由上表可看出，本次停电对阳极效应影响很大。二期：4月13日较前两日约增加700个效应，4月14日约增加130个。三期：4月13日较前两日约增加150个效应，4月14日约增加110个。

效应数量的剧增，大大增加氟化盐的挥发、效应棒的损耗以及在产铝的损失。按一个效应消耗3根效应棒，一根效应棒损耗5kg在产铝计算（按一个效应持续时问为3分钟计算，则每发生一个效应电解槽少产铝约为：0.3355×355000×0.905×3/60×10^-3=5.39kg，再加上效应棒插入阳极底掌后，造成在产铝燃烧和溶解损失，因此，保守估计每插一根效应棒损耗5kg铝），二期于4月13日因停电多消耗效应棒约2100根，损耗在产铝约10.5t（700×3×5×10^-3=10.5t）；三期于当天因停电多消耗效应棒约450根，损耗在产铝约2.25t。

2.4 氟化盐方面的影响：因停电造成的效应数量剧增，导致氟化盐的挥发大大增加，无法定量分析。氟化盐的挥发损失，一方面造成生产成本的增加，更重要的，造成一定的环境污染，同时直接影响工人的身体健康，增加劳动量。

3/经济损失分析

以二期为例（仅4月13日一天的损失）：

本次限电造成的经济损失主要有以下几方面构成：效率损失、直流电空耗、效应所消耗的效应棒及在产铝、氟化盐挥发损失、劳动量的增加及环境污染。

效率损失：4月13日二期少产铝139.98t，因效应频发造成的铝损失10.5t，按当前铝锭市场价14800元/t，利润1500元/t计算，约损失225720元。

直流电空耗：4月13日二期产铝510.28t，吨铝直流电单耗增加2010kwh，按0.2902元/kwh的电价计算（2012年会计核算标准），约损失297647元。

效应棒：多消耗效应棒2100根，2.2元/根，约损失4620元。

氟化盐挥发损失、劳动量的增加及环境污染无法量化计算。

合计可计算的损失为：225720+297647+4620=527987元。

4、结束语

霍煤鸿骏铝电公司目前有300kA、350kA、400kA三个系列电解槽，分别称为一期、二期、三期。其中一期和二期几乎全部采用自备电厂供电，三期以网电为主，自备电厂供电为少数。由于自备电厂机组频繁出现事故（仅今年第一季度就发生大大小小10多次事故，连三期也受到过3次较大程度的影响），加上本公司一、二期槽龄陆续达到设计的使用寿命，须逐步的停槽大修、通电焙烧、启动，这些因素都对电流强度的稳定性影响非常大，使我们的生产变得非常被动，效率低下。