一种调整电解槽标定容量的方法技术

一种调整电解槽标定容量的方法，主要应用于电解铝行业，铝电解槽的设计构造，以及电解铝生产工艺。其技术特征是：在保持铝电解槽阳极炭块整体电流密度基本不变的基础上，用调整铝电解槽阳极炭块配置数量以及导电面积的方法，改变在线生产铝电解槽的运行的标定容量，使得在线生产的铝电解槽的容量，能够适应外部电网供电负荷的变化和限定技术条件的要求，保证铝电解槽的连续稳定的运行。证铝电解槽的连续稳定的运行。证铝电解槽的连续稳定的运行。

【技术实现步骤摘要】
一种调整电解槽标定容量的方法


[0001]本专利技术一种快速调整电解槽标定容量的方法，主要应用于电解铝行业，铝电解槽的设计构造，以及电解铝生产工艺。

技术介绍

[0002]铝电解槽的电解过程是一个连续稳定的热电化学的反应过程。铝电解槽的直流生产供电系统，是一条串联若干台标定容量的铝电解槽直流生产供电系统。一旦铝电解槽的设计标定容量确定以后，为了保证铝电解槽热平衡和物料平衡连续和化学反应的连续性和稳定性，就必须有能向电解铝生产提供电力能源的外部电网供电系统来支撑，其供电负荷必须稳定连续可靠。
[0003]电解铝生产系列的用电负荷是一个相对稳定值，其负荷的大小与串联电链路上连接配置的铝电解槽的台数和标定容量大小有关。当铝电解槽的标定容量、以及铝电解槽的台数确定以后，其电解铝生产系列的直流生产系统的用电负荷量也就随之确定。而要想保证铝电解槽连续稳定的生产，就需要有一个能够提供稳定电力能源的电解铝生产企业外部电网供电系统来做支撑。既电解铝生产系统的连续安全稳定的运行，会受到铝电解槽生产企业外部电网供电系统的供电负荷和供电质量的制约。
[0004]如果“外网供电负荷”，因其客观原因供电负荷降低后，其电解车间的“直流生产电量负荷”，也就随之降低；如果铝电解槽的“外网供电负荷”因其客观原因负荷加大后，其电解车间的“直流生产用电负荷”也可随之加大。只有外部电网供电负荷，与电解车间的“直流生产用电负荷”相匹配，才能保证铝电解槽系列的设备运行的参数和铝电解槽的工况技术条件相对稳定。这是由于铝电解槽生产工艺热电化学的生产特点所决定的。
[0005]如果铝电解槽因外部电网负荷原因，导致铝电解槽热平衡电能量输入设置过低，则会使得铝电解槽内的物料平衡和热平衡的稳定性受到破坏，这样不仅会使得铝电解槽的电流效率降低，而且还会导致铝电解槽的工艺状况产生急剧恶化，甚至造成停槽风险，和这个电解系列的全面停产。因此当电解铝企业的外部电网的负荷变化降低或升高变化时，企业都要被动的但必须要积极采取相应技术措施，进行应对，对铝电解槽的生产工艺进行技术调整，现有的应对措施有以下两种：
[0006]其方法一：如果车间生产用的直流生产供电系统的负荷，因外网供电负荷降低10％时，其铝电解槽也要按等比列10％的数量，将在线生产的铝电解槽进行停槽处理，退出电解铝生产线；当铝电解槽外网供电负荷和铝电解槽直流供电系统的负荷，能满足电解车间生产系统电解槽生产需要时，再将所停的电解槽，进行重新启动，恢复其正常生产。
[0007]该种措施的缺点是，铝电解槽的停槽或重新启动的费用成本极高，而且会随着铝电解槽热平衡的和结构内热应力的变化，造成铝电解槽阴极炉膛结构的损坏、缩短铝电解槽的使用寿命周期，造成电解铝企业的电解槽大修的构造成本和二次重新启动的能耗和材料成本加大。
[0008]其方法二是，如果车间生产用的直流供电系统的总负荷，因外网供电负荷的降低
时，企业为保证电解槽连续运行，就会临时将部分铝电解槽上的所有阳极炭块进行下沉处理，将阳极炭块的底掌，穿过电解质液层，直接将降入至到铝液层中，使得铝电解槽阳极炭块和阴铝液之间直接产生导电连接，不参与电解质液层的热电化学反应，让这些铝电解槽的阳极导电装置，在外网供电负荷降低的时间段内，只具有供电系统短路导电和对铝电解槽内的铝液层产生电阻热实施保温的功能。以此来应对铝电解槽的停槽风险。
[0010]该种技术措施的缺点是：在较短时间吨内会起到对铝电解槽在一定时间段内起到保温热平衡作用，不需要紧急停槽。但需要消耗大量的电能维持铝电解槽的热平衡。既无功电耗的损失量极大，经济上得不赏失。。
[0011]以上两种应对铝电解槽外部供电负荷降低的方法，虽然由着很多上述缺点，但在应对外网供电负荷时还必须采用，这也是无奈之举。
[0011]电解铝生产是一个高耗能的产业，我国是电解铝产能大国，随着双碳及节能碳排政策的推进，我国以化石能源为主的电解铝生产方式，将不在适合电解铝产业的发展。而向着绿色新能源方向迈进转移，但是以水电、太阳能、风力发电为主的所谓绿色新能源，都有一个共同的特点，即受自然条件的影响较大，其所输出的电能量的差值波动较大，稳定性较差，不能与电解铝生产工艺的连续稳定性相适应匹配。因此，我国的电解铝生产企业，急需一种应对企业外网供电负荷多变，又能适合电解铝生产稳定性的的生产工艺技术，以保证电解铝企业的正常生产，和向绿色能源方向挺近。

技术实现思路

[0012]为了使的电解铝企业在线生产的电解槽，能够应对外网供电系统负荷多变的局面，减少因外网供电负荷的波动，对电解铝生产车间直流供电系统和铝电解槽生产稳定性的负面影响，减少因停槽启动给电解铝生产企业带来的经济技术损失。推进电解铝企业由化石能源配置进行电解铝生产，向绿色新能源配置进行电解铝生产的转型发展。本专利技术提供了一种快速可靠的电解铝企业应对因为外供电网负荷变化而保证电解铝企业生产系统的在线生产的铝电解槽能够安全稳定连续运行的技术方案，
[0013]本专利技术技术方案创新要领是，在电解铝生产企业外部电网负荷发生变化时，在保持阳极电流密度不变的基础上，用调整铝电解槽阳极炭块在线工作配置数量，重新调整设定铝电解槽标定容量的方法，使得电解槽生产直流供电系统的负荷能够与企业外部电网供电的负荷相匹配，从而使得在线生产的铝电解槽能够连续稳定运行。以避免因外部电网其供电负荷的降低变化，给电解槽所带来的停槽风险，以及经济技术损失。
[0015]依据上述技术方案：当铝电解槽标定容量，因外网供电负荷变化而通过调整阳极炭块配置数量的方法、重新调整铝电解槽标定容量时，应在满足铝电解槽在线工作阳极炭块的电流密度基本不变，能够许可的基础上，使得铝电解槽的工艺参数，应处在一个相对稳定的数值状态，并以此来保证铝电解槽连续稳定的的运行和电流效率的稳定。
[0016]依据上述技术方案：为了改变铝电解槽的标定容量，让在线工作阳极炭块的电流密度和工作电压等技术工艺条件，处在一个相对稳定的数值状态，在进行铝电解槽的的容量调整时，可采取对固定安装在铝电解槽阳极大母线上的阳极炭块配置数量，进行变量调整增减的方式予以调整。
[0017]依据上述技术方案：一种调整电解槽标定容量的具体方法是：当电解铝生产系列
外网负荷发生减量或增量变化时，为了保证在线生产的铝电解槽连续稳定的运行，在保持铝电解槽阳极炭块电流密度基本不变的基础上，按照外部电网供电负荷下降或升高的幅度，用等比例的调整铝电解槽阳极炭块在线工作配置数量、以及阴极熔池导电面积的方法，改变铝电解槽运行时的标定容量，使得在线生产的铝电解槽的标定容量，能够适应满足外部电网供电负荷变化限定的技术条件的要求。其具体实施方法有以下五种：
[0018]方法一，当外部电网供电负荷发生减量变化时，可将铝电解槽上的若干组阳极炭块钢爪组上部的铝导杆和阳极大母线的导电连接分开，在二者导电连接面之间加上绝缘板，再用小盒卡具固定在大母线上，使得该阳极炭块钢爪组处于不导电状态，并将阳极炭块底掌，悬挂在铝电槽的熔池内的铝液层或电解质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调整电解槽标定容量的方法，是一个铝电解槽生产系统，应对外部电网供电负荷发生变化的技术方案，其特征是：当电解铝生产系列外网负荷发生减量或增量变化时，为了保证在线生产的铝电解槽连续稳定的运行，在保持铝电解槽阳极炭块电流密度基本不变的基础上，按照外部电网供电负荷下降或升高的幅度，用等比例的调整铝电解槽阳极炭块配置数量、以及阴极熔池导电面积的方法，改变铝电解槽运行时的标定容量，使得在线生产的铝电解槽的标定容量，能够适应满足外部电网供电负荷变化限定的技术条件的要求。2.依据权利要求1所述的一种调整电解槽标定容量的方法，其特征是：当外部电网供电负荷发生减量变化时，可将铝电解槽上的若干组阳极炭块钢爪组上部的铝导杆和阳极大母线的导电连接分开，在二者导电连接面之间加上绝缘板，再用小盒卡具固定在大母线上，使得该阳极炭块钢爪组处于不导电状态，并将阳极炭块底掌，悬挂在铝电槽的熔池内的铝液层或电解质液层中；无法参与电解反应即可；当外部电网供电负荷发生增量变化，需要恢复阳极导电时，只需将铝导杆和阳极大母线导电连接变之间的绝缘板取出，再用小盒卡具加紧，使之恢复导电即可；此时的阳极炭块，相当于在此处区域上设置了一个不导电的电解质液层的碳素材料保温隔热层。3.依据权利要求1所述的一种调整电解槽标定容量的方法，其特征是：当外部电网供电负荷发生减量变化时，可将铝电解槽上的若干组阳极炭块钢爪组整体抬高，使得阳极炭块的底掌，高于电解质液层上部一定距离，使其不向阴极传导电流，不参与热电化学反应即可，将阳极炭块钢爪组提高后，由于该组阳极上的覆盖料和炭块还保持原态，只是起到保温，维持铝电解槽热平衡，减少散热的功能；当需要恢复到铝电解设计标定容量进行生产时，只需将铝导杆阳极炭块钢爪组下沉，使得阳极炭块底掌，插入到电解质液层中，参与热电化学反应即可。4.依据权利要求1所述的一种调整电解槽标定容量的方法，其特征是：当外部电网供电负荷发生减量变化时，可将阳极炭块钢爪组上部的铝导杆和阳极大母线之间的导电连接断开，让阳极炭块处在不导电的状态，其阳极炭块下沉坐落铝电解槽阴极上，此时，其下沉不导电的阳极炭块，具有隔墙保温功能，或调整磁流场分布的功能，当外部电网供电负荷发生增量变化，需要恢复阳极导电时，只需将阳极炭块钢爪组上提，使得铝导杆和阳极大母之...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClC二五C三零六，
申请(专利权)人：王晓宇，
类型：发明
国别省市：