电解槽槽盖板绝缘节能改造

文_宋清懿 中国铝业青海分公司第一电解厂

1 前言

180kA预焙电解槽槽盖板、三角炉门板、炉门是电解槽的密封罩，起集气和保温作用，但在电解生产过程中绝缘常由于以下原因遭到破坏：

①出铝、交换阳极、母线提升、清理上部机构的卫生等搬运频繁，每两天就要搬运一次，引起槽盖板挡头螺栓松动，致使挡头绝缘逐渐破坏。

图1 改进后槽盖板上挡头

图2 原槽盖板下挡头结构

②人在槽盖板上的频繁活动，导致水平罩侧盖板挡头螺栓绝缘管易破损。

③电解槽高温辐射，造成槽盖板挡头上夹在“U”形铝板间的绝缘材料炭化；因天气变化，热胀冷缩造成螺丝松动，挡头损坏。

由于上述原因造成绝缘不良后，槽盖板通过挡头固定螺栓成为阳极电流倒入阴极槽壳的导电体，造成电能损耗，影响电解槽的电流效率。同时，当挡头固定螺栓联电后，易发热熔断，存在槽盖板与电解槽水平罩搭接不牢固，致使人在电解槽上进行检查时易滑落的安全隐患。在此情况下槽盖板等绝缘损坏致使日常维护费用居高不下，浪费人力与物资。

2 槽盖板绝缘改进

根据电解槽管理标准和节能降耗目标，为了使绝缘槽盖板的挡头绝缘不易被破坏，避免电能的无功损耗，提高电解槽的电流效率，降低生产成本，杜绝安全隐患，故要求进行绝缘改进。根据电解槽绝缘盖板使用情况，盖板挡头绝缘性能较差，易被损坏，由此引起电解槽无功能耗增加，而且存在安全隐患，为此对电解槽槽盖板的绝缘挡头进行重新设计、制作，在保证盖板挡头称重强度的前提下，提高盖板挡头绝缘性能，实现节能降耗的目的，同时杜绝安全隐患，降低槽盖板维护费用。

2.1 槽盖板上挡头改进

将搭在水平罩一头的槽盖板的挡头卸下，装上规格为700mm×160mm×10mm的绝缘胶木板（如图1）。

2.2 槽盖板下挡头改进

在原结构（如图2）的基础上，为下挡头（共2块树脂板）加工4个外径φ20、内径φ7酚醛树脂绝缘套管。并对原设计酚醛树脂板进行改进，将每块树脂板上2×φ7孔，改进为2×φ20，这样即改变了构成原绝缘设计连接件的连接结构（如图3）。改进后增加的绝缘套管保证了铝板与螺栓之间充分隔开，原树脂板保证了铝板和U型铝板之间充分隔开，这两项绝缘的改进不仅保证了下挡头的绝缘性，而且在实际生产过程中不易造成螺杆和各绝缘件间的相对松动，极大的改善了槽盖板的绝缘缺陷。

2.3 三角板绝缘改进

将靠在立式门柱的一头装上规格为900mm×70mm×5mm绝缘胶木板（如图4）。

2.4 炉门板绝缘改进

拆下原有炉门板的铝皮，装上将规格为90mm×90mm×250×10mm的直角的绝缘胶木板（如图5）。

图3 改进后槽盖板下挡头结构

图4 改进后三角板绝缘

图5 改进后炉门板绝缘

3 节能计算

现场测定10台槽漏电的槽盖板结果漏电盖板的平均电压为2.8V，漏电盖板的阻值很难测定出一个确定的值，因此，在计算槽盖板漏电功耗时按照电流通过的路径（挡头固定螺栓）来计算。

已知螺栓的截面积为：S螺栓＝πr2＝3.14×0.32＝0.2826cm2，

根据螺栓的电流密度测算出通过螺栓的电流强度约为：

I=J×S=104A/cm2×0.2826cm2=29.4（A）。

如果同一块槽盖板有上下一组螺栓导通，则24h损耗的电能：

W=UIt=2.8×29.4×24×10-3=1.975kWh；

月损耗的电能：30×1.975kW＝59.25kWh。

如果同一块槽盖板有上下两组螺栓导通，月损耗的电量为：2×59.25 kWh＝118.5 kWh。

我厂共计260台电解槽，槽盖板绝缘损坏平均4块/月，按此计算，则每台电解槽每月的损耗电量为：4×118.5 kWh＝474 kWh。全年损耗的电量为：260×12×474 kWh＝1478880kWh。按现电价0.3元/度计算，则全年耗资约：0.3×1478880kWh＝44.37万元。

电解槽绝缘盖板改造后，可节约电量约为1478880kWh，节约资金约为44.37万元。由于胶木绝缘板不易变形,密封良好,提高了集气效果。同时，减少了螺杆的损坏机率，提高了安全性能。减轻了电解工人的劳动强度和维修时间。

4 应用效果

现场测定每块槽盖板的电压为零，因而槽盖板漏电流也为零，实现了电解槽节能降耗目的，提高了电解槽的电流效率。由于制作中采用了10mm厚的高强度胶木板，槽盖板绝缘挡头的强度完全达到人在电解槽上进行检查、维护时的安全要求。

5 结束语

将电解槽绝缘盖板进行改造后，不但能够实现节能降耗，提高电解槽电流效率的目的，加强了槽盖板的安全性能，而且减轻了电解工人的劳动强度，杜绝了原槽盖板存在的安全隐患，改造收益可观。