降低电解槽停槽电压连接装置的试验及结论

2019-05-24谭占平秦幸旺戴连松谷玉彦

中国金属通报 2019年3期

谭占平,秦幸旺,戴连松 ,谷玉彦

（1.河南东大冶金技术服务有限公司，河南郑州 450000；2.内蒙古锦联铝材有限公司，内蒙古霍林郭勒 029200）

近些年来，随着我国经济建设的快速发展，电解铝产量得到了大幅度的提高，但铝锭市场价格的低迷与电解铝用原材物料价格上涨的不对称，导致企业利润空间降低甚至亏损。企业为求生存，减少亏损，不得已停掉槽龄过长、运行状况不佳和高耗低效的电解槽。在停槽大修期间，无功电耗造成正常生产指标中停槽压降分摊值增加，导致吨铝综合电耗增加（且停槽数量越多，综合电耗增加越多）。针对此种情况，企业组织技术人员对停槽压降的组成部分进行研究分析，并积极开展试验，发现通过采取缩短停槽后槽周母线通过的电流途径，可以实现停槽短路口压降的降低，达到降低电能空耗的运行目的。

试验成功论证了降低停槽电压连接装置的可行性，经过数据分析和测算，能够降低停槽期间的压降，降低电能空耗，产生较大的经济效益，为公司节约生产成本。

1 降低短路口压降的原理

利用并联电路原理：并联电路总电阻小于任何支路上的电阻，并联电路支路越多，每条支路分摊电流越小，总电压就越低。

2 目前电解槽停槽后母线压降和现状

现有电解槽停槽时将电解槽的短路口绝缘插板撤出，将立柱母线两侧的短路口连接块用铁质螺栓压紧,使短路口与立柱母线短接，电流从电解槽A面立柱母线与短路口的连接块接触地方通过，经过短路口进入下一台槽的母线。这种电流流经途径的存在以下缺点：

（1）目前国内大型电解槽铝厂设计停槽压降在280-320mv，这部分压降为槽周母线压降，而不产生任何经济效益，且电流越大，停槽数量越多，短路口电耗损耗越多。

（2）停槽后，电流需要先汇流至立柱母线，再通过停槽短路块流向下台槽，电流流经母线途径中焊接点和压接处变多，母线长度长，造成母线压降大，400KA电解槽停槽压降按300mv计算，每天耗电2880kwh，此用电无任何经济效益。

（3）设计时每台槽6个短路口，电流流经途径固定，整体电解槽槽周母线电阻固定。此电阻在现有的技术条件下没有办法降低和减少。

3 连接装置的连接方式及安装方式

降低短路口压降的连接方式：在停槽电解槽与进电端上一台电解槽周母线加装多个连接装置（大幅缩短电解槽停槽后电流运行路径）与原有电解槽的6个短路口形成并联电路，将原有的短路口电流分摊流过新增加的连接装置。减少流经短路口电流，从而实现降低短路口压降。

电解槽设计时母线布置：分穿槽母线（6条）、槽周母线（4条），共10条母线，电流经阴极软带流出后按固定母线汇合后流经下一台槽固定的立柱母线，依次通入下一台电解槽。

穿槽母线从大面向小面排列依次为：穿1，穿2，穿3，穿4，穿5，穿6；槽周母线从大面向小面排列依次为：大面：槽1，槽2；小面：槽3，槽4。

安装压接装置为：自制压接卡具和铜质分流片(3片为一组，可保证分流时不被熔断）或铝制软连接。在现有基础上，在停槽大小面对进电端上台槽的槽1母线与停槽2母线进行短接，分流部分电流。在停槽大小面对进电端上台槽的槽2母线与停槽1母线进行短接，分流部分电流。在停槽大面对进电端上台槽的穿1母线与停槽穿1母线进行短接，分流部分电流。对停槽进电端上台槽的穿3母线与停槽穿3母线进行短接，分流部分电流。

对停槽进电端上台槽的穿4母线与停槽穿4母线进行短接，分流部分电流。

在停槽大面对进电端上台槽的穿6母线与停槽穿6母线进行短接，分流部分电流。

一共7处安装压接装置。在安装前，将安装位置与铜片（3张铜片一组）（软连接）进行打磨光滑，使用自制压接卡具将铜质分流片（软连接）压接禁锢，在分流片和压接卡具之间放上压板，保证压接不打滑，保证最大的压接面积，降低接触电阻。通过连接装置的并联电阻，分流电流，降低停槽的母线压降，进而降低母线空耗，节约能源。

压接卡具：

软连接：

压接压片：

4 该装置的优点

加装连接降低母线压降装置后，可以降低短路口压降30-70mv,降低电流空耗，节能效果突出。

降低短路口的连接装置投资小，易制作、安装方便、易于拆除、能够循环利用。

降低短路口的连接装置可在同一台电解槽多处连接，不破损电解槽主体母线。

适用于现有多种电解槽槽型。

5 经济效益测算

某厂100万吨产能电解铝，加装连接装置后，500KA槽型按降低压降30mv，每年大修50台槽，大修周期30天，年可以节约电量0.03*24*500*30*50=540000（度），电价按0.25元计算年可以产生效益540000*0.25=135000（元）。400KA槽型按降低压降70mv,每年大修150台槽，大修周期30天。年可以节约电量0.07*24*402*30*150=3039120（度），电价按0.25元计算年可以产生效应3039120*0.25=759780（元）。