、電流效率計算
電流效率=出鋁量/(0.3355×系列電流×24)
2、鋁液交流電耗計算
1)鋁電解的理論最低能耗為6160kWh/t-Al
2)直流電耗=2980×電壓/電流效率
3)鋁液交流電耗=直流電耗+線損電耗
3、鋁液中鐵含量上升計算
上升的鐵重量=鋁液重量×(上升後鋁液中鐵濃度-上升前鋁液中鐵濃度)
4、電解質電阻計算公式
電解槽表觀反電動勢1.7V:
槽電阻=(工作電壓-1.7)/實際電流
電阻的電壓形式=(工作電壓-1.7)×系列設定電流/實際電流+1.7
5、陽極炭塊電壓降計算公式
1)陽極電阻=電阻率×陽極高度/(陽極長度×陽極寬度)
2)陽極電壓降=陽極電阻×電流
6、電解質初晶溫度計算公式
1)電解質初晶溫度與Al2O3、CR、CaF2、MgF2、KF和LiF的質量百分數有關,按下表固定部分新增劑含量:
W(CaF2)
W(MgF2)
W(LiF)
W(KF)
W(Al2O3)
4.89
0.25
1.30
1.61
2.30
2)初晶溫度簡化關係如下:
初晶溫度(℃)=44.5×CR+838
3)氯含量每增加1%,初晶溫度降低10℃,一期二段電解質氯含量約0.7%,故一期二段初晶溫度如下:
初晶溫度(℃)=44.5×CR+831
7、槽溫與分子比對應關係
1)槽溫(℃)=43.85×CR +844.1
2)槽溫(℃)=43.85×CR +837.1
8、電壓擺和效應電耗
1)電壓擺電耗:電壓擺平均時間/60×電壓擺擺幅×電流
取電壓擺擺幅為120mV,則電壓擺時間1分鐘,一臺240kA電解槽電耗0.48kWh,一臺300kA電解槽電耗0.6kWh
2)效應電耗:效應時間/60×(效應平均電壓-設定電壓)×電流
取效應平均電壓15V,則效應時間1分鐘,一臺240 kA電解槽電耗44kWh,一臺300kA電解槽電耗55kWh
9、陽極電阻變化與能耗間的關係
陽極電阻率變化1μΩ·m,電壓變化2.6mV和能耗變化8.4 kWh/t-Al,具體計算如下:
1)陽極電阻=電阻率×陽極高度/陽極橫截面積
2)變化電壓=電流×電阻=電流×電阻率×陽極高度/陽極橫截面積=陽極電流密度×電阻率×陽極平均高度=2.6mV
3)變化能耗=2980×變化電壓/電流效率=2980×0.0026/0.92=8.4kWh/t-Al
注:正常執行槽的陽極平均高度約35cm
10、熱陽極節能計算
假設熱陽極為80℃,冷陽極為20℃,則熱陽極較冷陽極高60℃:
一組熱陽極節省能量=比熱×重量×溫度變化=0.94×875×2×60/1000=98.8 kJ
注:陽極比熱按50℃算得0.94kJ/(kg.K)
11、系列電流設定值與工作電壓的關係
系列電流設定值增加1000A,一期工作電壓約降低9mV,二期工作電壓約降低7.5mV
1)假設系列電流設定值從243kA升至244kA,調整前工作電壓4V,計算如下:
調整前:槽電阻的電壓形式=(調整前工作電壓-1.7)×243/實際電流+1.7
調整後:槽電阻的電壓形式=(調整後工作電壓-1.7)×244/實際電流+1.7
調整前後的槽電阻不變,則調整後工作電壓=243×(4-1.7)/244+1.7=3.991
工作電壓降低值=4-3.991=0.009=9mV
2)假設系列電流設定值從304kA升至305kA,調整前工作電壓4V,計算如下:
調整前:槽電阻的電壓形式=(調整前工作電壓-1.7)×304/實際電流+1.7
調整後:槽電阻的電壓形式=(調整後工作電壓-1.7)×305/實際電流+1.7
調整前後的槽電阻不變,則調整後工作電壓=304×(4-1.7)/305+1.7=3.9925
工作電壓降低值=4-3.9925=0.0075=7.5mV
、電流效率計算
電流效率=出鋁量/(0.3355×系列電流×24)
2、鋁液交流電耗計算
1)鋁電解的理論最低能耗為6160kWh/t-Al
2)直流電耗=2980×電壓/電流效率
3)鋁液交流電耗=直流電耗+線損電耗
3、鋁液中鐵含量上升計算
上升的鐵重量=鋁液重量×(上升後鋁液中鐵濃度-上升前鋁液中鐵濃度)
4、電解質電阻計算公式
電解槽表觀反電動勢1.7V:
槽電阻=(工作電壓-1.7)/實際電流
電阻的電壓形式=(工作電壓-1.7)×系列設定電流/實際電流+1.7
5、陽極炭塊電壓降計算公式
1)陽極電阻=電阻率×陽極高度/(陽極長度×陽極寬度)
2)陽極電壓降=陽極電阻×電流
6、電解質初晶溫度計算公式
1)電解質初晶溫度與Al2O3、CR、CaF2、MgF2、KF和LiF的質量百分數有關,按下表固定部分新增劑含量:
W(CaF2)
W(MgF2)
W(LiF)
W(KF)
W(Al2O3)
4.89
0.25
1.30
1.61
2.30
2)初晶溫度簡化關係如下:
初晶溫度(℃)=44.5×CR+838
3)氯含量每增加1%,初晶溫度降低10℃,一期二段電解質氯含量約0.7%,故一期二段初晶溫度如下:
初晶溫度(℃)=44.5×CR+831
7、槽溫與分子比對應關係
1)槽溫(℃)=43.85×CR +844.1
2)槽溫(℃)=43.85×CR +837.1
8、電壓擺和效應電耗
1)電壓擺電耗:電壓擺平均時間/60×電壓擺擺幅×電流
取電壓擺擺幅為120mV,則電壓擺時間1分鐘,一臺240kA電解槽電耗0.48kWh,一臺300kA電解槽電耗0.6kWh
2)效應電耗:效應時間/60×(效應平均電壓-設定電壓)×電流
取效應平均電壓15V,則效應時間1分鐘,一臺240 kA電解槽電耗44kWh,一臺300kA電解槽電耗55kWh
9、陽極電阻變化與能耗間的關係
陽極電阻率變化1μΩ·m,電壓變化2.6mV和能耗變化8.4 kWh/t-Al,具體計算如下:
1)陽極電阻=電阻率×陽極高度/陽極橫截面積
2)變化電壓=電流×電阻=電流×電阻率×陽極高度/陽極橫截面積=陽極電流密度×電阻率×陽極平均高度=2.6mV
3)變化能耗=2980×變化電壓/電流效率=2980×0.0026/0.92=8.4kWh/t-Al
注:正常執行槽的陽極平均高度約35cm
10、熱陽極節能計算
假設熱陽極為80℃,冷陽極為20℃,則熱陽極較冷陽極高60℃:
一組熱陽極節省能量=比熱×重量×溫度變化=0.94×875×2×60/1000=98.8 kJ
注:陽極比熱按50℃算得0.94kJ/(kg.K)
11、系列電流設定值與工作電壓的關係
系列電流設定值增加1000A,一期工作電壓約降低9mV,二期工作電壓約降低7.5mV
1)假設系列電流設定值從243kA升至244kA,調整前工作電壓4V,計算如下:
調整前:槽電阻的電壓形式=(調整前工作電壓-1.7)×243/實際電流+1.7
調整後:槽電阻的電壓形式=(調整後工作電壓-1.7)×244/實際電流+1.7
調整前後的槽電阻不變,則調整後工作電壓=243×(4-1.7)/244+1.7=3.991
工作電壓降低值=4-3.991=0.009=9mV
2)假設系列電流設定值從304kA升至305kA,調整前工作電壓4V,計算如下:
調整前:槽電阻的電壓形式=(調整前工作電壓-1.7)×304/實際電流+1.7
調整後:槽電阻的電壓形式=(調整後工作電壓-1.7)×305/實際電流+1.7
調整前後的槽電阻不變,則調整後工作電壓=304×(4-1.7)/305+1.7=3.9925
工作電壓降低值=4-3.9925=0.0075=7.5mV