1 前言
能源在国民经济中具有特别重要的战略地位。在我国“十一五”?国家中长期科学和技术发展规划纲要?中，明确将能源的利用列为重点发展的领域，也提出了发展思路：坚持节能优先，降低能耗，攻克主要耗能领域的节能关键技术。 I3j&`G7^*T$m
为了发挥科学技术是{dy}生产力的作用，提升中铝公司核心竞争力，公司将铝电解综合节能技术作为公司的工作重点。为了加快铝电解综合节能技术的推广应用，实现铝电解大幅度节能降耗，两年来公司连续召开了四次铝电解综合节能技术交流与推广会，并与2005年对公司下属七家电解铝企业进行了节能降耗调研工作，取得了良好的效果。
在2005年节能降耗调研的基础上，公司总部又决定对新加入中铝公司的电解铝企业开展铝电解综合节能测试与节能潜力研究，以进一步推进铝电解综合节能技术的推广应用。按照专项负责人郑州研究院院长李旺兴、公司生产运行部总经理冷正旭的具体要求，郑州研究院成立了铝电解槽电压平衡、能量平衡、电解质体系、槽控系统测量与调研组，于2006年5月30日奔赴各企业开始调研工作，分别对连城铝业、白银铝业、焦作万方、遵义铝业、抚顺铝业、华泽铝电、华圣铝业进行了测试调研工作。$M(vF Az N
各调研组依据预定调研方案，于2006年06月6日至9日，对白银铝业210kA和160kA系列进行了充分的调研。对210kA系列的460＃和305＃槽和160kA系列的214＃和144＃槽进行了电压平衡和能量平衡的测试；对14台电解槽的电解质成分、初晶温度、电解质导电性能、炉帮厚度等进行了测试和分析；详细的了解了系列槽控系统的结构、功能及使用情况，收集了日报、月报、效应、历史曲线等报表资料，对槽控系统氧化铝浓度控制效果、电压控制效果、效应控制效果进行了评价，依据记录曲线，分析了浓度的控制策略。   
通过以上这些方面的工作形成了白银铝业的测试调研报告。但由于调研时间较短，需分析的数据量非常大，在数据处理过程中难免出现纰漏，还请有关领导和专家批评指正。我们期望本报告对白银铝业的生产和科研工作能有所帮助，能为在进一步推进铝电解综合节能技术决策过程中提供参考和依据。

 阴极电流分布是影响槽内磁场分布的重要因素，阴极电流的分布一方面受设计因素的影响，同时也受炉底状况和换极的影响。
从由表2-5、表2-6、图2-6、图2-7可见：白银210kA电解槽阴极电流分布基本均匀，但就A、B两侧而言，两台测试槽呈现了相同特征，都向A侧偏流且偏幅相近，阳极电流两侧均衡，由此判断210kA阴极偏流主要与设计因素有关。160kA测试槽144#阴阳极向同侧偏流，且偏幅相近，214#阴极电流分布较好， 144#槽的偏流主要与换极有关。   RR8Eau$z
2.2.1.3电流分布测试结果综合分析
 总体而言，白银铝业公司210kA电解槽的阳极电流分布均匀，两侧均衡，表明换极作业质量较好；阴极电流呈现向A侧偏流的特征，主要与设计因素有关。160kA电解槽阳极电流分布的均匀性和210kA相比还稍有欠缺，两台测试槽中144#阳极电流明显向A侧偏流，160kA槽和210kA槽相比换机作业质量还需进一步提高；阴极电流分布均匀，偏流主要与换极有关，随着换极质量的提高，阴极偏流会得到解决。
 通过对白银210kA、160kA电解槽的电压平衡测试，我们可以得到如下结论：
1、白银210kA电解槽电压平衡测试结果的误差在±1%范围内，160kA电解槽电压平衡测试结果的误差接近测试允许的{zd0}误差1%测试结果可2、白银铝业公司210kA电解槽的阳极电流分布均匀，两侧均衡，表明换极作业质量较好；阴极电流呈现向A侧偏流的特征，主要与设计因素有关。160kA电解槽阳极电流分布的均匀性和210kA相比还稍有欠缺，两台测试槽中144#阳极电流明显向A侧偏流，160kA槽和210kA槽相比换机作业质量还需进一步提高；阴极电流分布均匀，偏流主要与换极有关，随着换极质量的提高，阴极偏流会得到解决。&S"Ho F T1Gl Bd;i
3、白银铝业210kA电解槽外围母线压降较高，但接点连接良好，不做改变的情况下节电潜力有限，条件允许时可考虑加宽母线；阴极和阳极压降各有30-40mV和20-30mV的节能潜力，但拿到并不容易，可从长计议；极间压降有100-120mV的降低空间，从极距看具备直接降的潜力。160kA电解槽外围母线压降和其他调研企业向同级别槽相比基本一致，接点连接良好，进一步节电的潜力有限；阳极、阴极、极间的情况和210kA像似。u(ML,VmZ
3  能量平衡
概述
 铝电解槽能量静态分布和动态变化是槽工况表现的重要特征，通过铝电解槽能量平衡测试、计算和分析，可以对铝电解槽电能利用率、区域能量分布特征、工艺技术条件和加工操作制度合理性进行定量分析和科学评估，为提高铝电解生产主要技术经济指标而采取有针对性的技改措施提供科学依据。!c&v j h Aj2J
能量平衡测试和计算体系选取铝电解槽和环境之间形成的封闭物理界面，即槽顶-槽罩-槽壳-槽底，包括界面上参与传热的筋板或摇篮架。体系的能量收入或支出计算以千瓦（kW）为单位，电解温度选为能量平衡计算的基础温度。
在铝电解槽能量平衡测试和计算过程中，能量收入和能量支出包括了许多子项，其中槽体系向环境散热损失测试和计算工作量大，在能量平衡测算中占有重要的位置。本次铝电解槽能量平衡测试，采用日本进口的HEM-215 型热流计，进行体系表面散热损失测试，它有五个通道，可以同时安装五支热流探头，每支热流探头可以直接测得槽体系表面温度和热流密度。此外，采用TH-990型智能烟气分析仪测试通过烟道的烟气流量。
白银铝业有210kA和160kA两个系列，根据选槽原则，由白银铝业分别选取两台210kA电解槽（305＃、460＃）和两台160kA电解槽（144＃、214＃）作为本次测试样本，调研组于2006年6月6日至9日，对这4台样本槽进行了能量平衡测试。TQ@R/k0nK7I*c _T
3.2  槽体系散热损失测试
为了准确测试铝电解槽体系散热损失，需要在槽体系表面上，按照经-纬线划分区域，布置测点。本次测试在纬度方向将阴极槽壳侧部表面划分成熔体区（电解质+铝液）、阴极碳块区和耐火保温区，以摇篮架为经线形成测点区域。对于槽罩、槽底和槽顶采用同样的方法进行区域划分和布点测试。此外，测点还包括凸出或露出体系表面的摇篮架、阳极导杆、阴极钢棒以及槽沿板等散热部件。 y R0cM0VWb(Q#P~'j
根据测得的热流密度和测点区域面积，可以计算槽体系表面散热损失；根据测得的烟气流量和温度，可以计算烟气通过烟道带走的热量；表3-1~表3-4分布列出了白银铝业5台电解槽体系散热损失的测试结果。
能量平衡：._ o|$i9R&l
1）、白银铝业210kA测试槽散热损失处于本次调研平均水平，各部分散热分布都比较合理，炉帮形成良好，炉膛比较规整，阴极热工状态和炉底保温性能都比较好。

2、160kA测试槽炉帮形成较好、炉膛规整。但是炉底有部分区域温度较高、热流密度也较大，尤其是214＃槽炉底温度{zg}达190℃，应引起重视。!j)Kv+CIg\ j
3）4台铝电解槽电能利用率介于46.6%和48.6%之间，平均电能利用率47.73%，低于本次调研测试槽平均电能利用率(48.18%)。4dC#}1M%g#j4Q I
电解质体系：:g(V cy.J
1、160kA和210kA测试电解槽平均极距均较高，分别为160kA5.8cm、210kA5.7cm；而槽电压并不高，平均槽电压分别为4.138V和4.173V，这主要是因为这两个系列的单位极距压降均很低，分别为256mV和330mV。
160kA测试电解槽和210kA测试电解槽炉帮整体状况较好，但均有个别槽局部没有炉帮。210kA测试电解槽炉帮较160kA测试电解槽为好。两个系列A、B两侧炉帮均存在一定的差异，也都为B侧炉帮较A侧炉帮厚。同一加工面的炉帮厚度之间也存在一定的差异。2gp(a4N'H,]
3、白银铝业自测电解温度与真实电解温度差异不大，平均相差4℃。160kA电解槽过热度较高，为15℃，标准差为4.5℃；210kA电解槽过热度为10℃，标准差为4℃。&oN:M/U9Z le0O/t4t
4、160kA分子比较高，平均分子比为2.94；210kA平均分子比为2.53。单位极距压降比较低可能是分子比高、锂盐含量高、镁盐含量较低的原因，160kA也与电流密度低有关。
5、160kA和210kA测试电解槽单位极距压降的标准差均比较小，这也与电解质成分均匀性良好相对应，均说明电解槽状态均匀性好。#F'QS,To*Ar)@ a
6、210kA氧化铝浓度的波动较大，这与测试期间正在调试槽控系统有关。