把握電解鋁降耗脈搏在國內電解生產體系基礎上,剖析現有生產工藝的弊端,吸收國外電解鋁生產先進工藝體系經驗,進行工藝創新,建立以電解質初晶溫度為依據控制過熱度的全新電解生產工藝,是改變目前電流效率低,生產效率差的現狀的有效手段,把握住了電解鋁節能降耗的“脈搏”。

當今國外先進電解鋁廠采取高電解質溫度,較高電解質初晶溫度,低過熱度,高電解槽穩定性,低電壓,低效應,高電流效率的鋁電解槽工藝操作技術路線,而國內各電解鋁廠仍延用傳統的低溫、低電解質分子比來提高電流效率的方法組織生產。

實驗研究表明,低溫、低分子比的工藝,確實有降低鋁在電解質溶液中的溶解度和溶解速度,減少鋁損耗,提高電流效率的作用。但是,低溫、低分子比使得電解質成分和熱穩定性大大降低,容易產生沉淀,造成水平電流大,槽壓不穩定,效應多等缺點,同時也容易降低電解槽溫度,這些缺點使低溫、低分子比操作無法達到理想的提高電流效率的目的。在不斷工藝創新的基礎上,借鑒國外先進的電解理念,過熱度作為一種新概念為國內各個鋁廠所接受。

所謂過熱度即電解質溫度與電解質初晶溫度之差,目前國外大型預焙陽極電解槽的過熱度一般在8~10℃,而國內電解槽電解質的過熱度在6~20℃之間,與國外相比差別較大。而這種差異來源于國內電解工藝,我國各電解廠的電解工藝走分子比控制槽溫的路線,而且采用低分子比來控制槽溫,電解質分子比低,初晶溫度低,這樣就需要適當提高一點過熱度來保證電解槽穩定運行,而如何控制合適的過熱度成為電解生產首需解決的問題。有文獻報道,電解溫度每降低10℃,可以使電流效率在原有基礎上提高2~3個百分點。

也就是說,如果我國各電解鋁廠能有效的控制住過熱度,將過熱度降低到8~10℃,槽溫也隨之降低10℃,可以預見,我國電解鋁廠電解槽電流效率將會打破現有水平,上升到一個新的水平。通過對多個電解廠的實測數據分析發現,利用分子比來控制槽溫時會發生如下情況:分子比高時,電解槽溫度不一定高;分子比低時,電解槽溫度不一定低;相同分子比值時,所控制的槽溫差異較大;在使用分子比值控制槽溫過程中,過熱度跨度為0.6℃~25.9℃。究其原因,主要在于初晶溫度難以直接測量,導致工藝控制時對電解槽狀態難以有效把握。新推出的自動初晶溫度測量設備和智能槽溫測量儀,是北京核心動力科技有限公司專為電解鋁節能管理研制的新型設備,利用這些新型設備,有效的提高了對電解槽過熱度的分析效率,減小了分析誤差,對于提高節能效果具有顯著的作用。

  大功率整流設備在冶煉行業已經被廣泛應用，尤其在電解鋁行業，要求的直流電流在日益增加，目前可達到35kA及以上。我國是資源相對匱乏的國家，能源消耗正急劇增加，能源危機正迫在眉睫。作為能源消耗大戶的電解鋁行業，如何進行節能已經成為一個重大問題。

    電解鋁供電系統的心臟是整流所，降低整流所的損耗首先應在設計上做充分的考慮，設計整流所時，要遵循供電可靠、配置清晰緊湊、經濟合理等因素，在滿足生產需要的同時，充分考慮實際經濟效益，節省無謂消耗的能量。具體說來應從以下幾個方面來考慮。

提高整流效率

整流設備的效率是衡量其本身設計和結構上先進合理的重要指標，也是整流所運行中為降低電耗應予密切關注的一個運行指標。

整流設備的效率定義為：效率=輸出功率/輸入功率×100%

但以整流設備輸出功率而論，因為整流設備直流輸出電壓為一脈動波；直流輸出電流通常除平均值為Id的直流電流外，尚有為脈動數整數倍的諧波電流流過，所以整流設備輸出功率除直流功率外，還有交流功率。直流側總平均功率為Pd∑=Ud×Id+∑Udn×Idn×cosφn。

交流功率分量對一些直流負載而言是無用的，對有些直流負載而言（如鋁電解槽的加溫作用）可能有用，很難確認是有功功率或無功功率。是否計入交流功率分量，對于脈動數較少的整流電路，效率將有顯著的區別。對于脈動數不同的整流電路，是否計入交流功率的結果如下：

表  直流側交流功率對效率的影響

    對于6脈波以上的整流裝置，采用直流側額定輸出平均功率代替直流側輸出總功率引起的誤差是可以忽略不計的，因此可以明確指出，整流效率為功率效率。

如果我國各電解鋁廠能有效的控制住過熱度,將過熱度降低到8~10℃,槽溫也隨之降低10℃,可以預見,我國電解鋁廠電解槽電流效率將會打破現有水平,上升到一個新的水平。通過對多個電解廠的實測數據分析發現,利用分子比來控制槽溫時會發生如下情況:分子比高時,電解槽溫度不一定高;分子比低時,電解槽溫度不一定低;相同分子比值時,所控制的槽溫差異較大;在使用分子比值控制槽溫過程中,過熱度跨度為0.6℃~25.9℃。究其原因,主要在于初晶溫度難以直接測量,導致工藝控制時對電解槽狀態難以有效把握。新推出的自動初晶溫度測量設備和智能槽溫測量儀,是北京核心動力科技有限公司專為電解鋁節能管理研制的新型設備,利用這些新型設備,有效的提高了對電解槽過熱度的分析效率,減小了分析誤差,對于提高節能效果具有顯著的作用。