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电解铝常用计算(估算)公式
更新时间: 2021-04-27 10:47:32 访问次数: 0



1、电流效率计算

电流效率=出铝量/(0.3355×系列电流×24)


2、铝液交流电耗计算


1)铝电解的理论最低能耗为6160kWh/t-Al


2)直流电耗=2980×电压/电流效率


3)铝液交流电耗=直流电耗+线损电耗


3、铝液中铁含量上升计算


上升的铁重量=铝液重量×(上升后铝液中铁浓度-上升前铝液中铁浓度)


4、电解质电阻计算公式


电解槽表观反电动势1.7V:


槽电阻=(工作电压-1.7)/实际电流


电阻的电压形式=(工作电压-1.7)×系列设定电流/实际电流+1.7


5、阳极炭块电压降计算公式


1)阳极电阻=电阻率×阳极高度/(阳极长度×阳极宽度)


2)阳极电压降=阳极电阻×电流


6、电解质初晶温度计算公式


1)电解质初晶温度与Al2O3、CR、CaF2、MgF2、KF和LiF的质量百分数有关,按下表固定部分添加剂含量:


W(CaF2

W(MgF2

W(LiF)

W(KF)

W(Al2O3

4.89

0.25

1.30

1.61

2.30

  

  2)初晶温度简化关系如下:


初晶温度(℃)=44.5×CR+838


    3)氯含量每增加1%,初晶温度降低10℃,一期二段电解质氯含量约0.7%,故一期二段初晶温度如下:


初晶温度(℃)=44.5×CR+831


7、槽温与分子比对应关系


1)槽温(℃)=43.85×CR +844.1


     2)槽温(℃)=43.85×CR +837.1


8、电压摆和效应电耗


1)电压摆电耗:电压摆平均时间/60×电压摆摆幅×电流


取电压摆摆幅为120mV,则电压摆时间1分钟,一台240kA电解槽电耗0.48kWh,一台300kA电解槽电耗0.6kWh


2)效应电耗:效应时间/60×(效应平均电压-设定电压)×电流


取效应平均电压15V,则效应时间1分钟,一台240 kA电解槽电耗44kWh,一台300kA电解槽电耗55kWh


9、阳极电阻变化与能耗间的关系


阳极电阻率变化1μΩ·m,电压变化2.6mV和能耗变化8.4 kWh/t-Al,具体计算如下:


1)阳极电阻=电阻率×阳极高度/阳极横截面积


2)变化电压=电流×电阻=电流×电阻率×阳极高度/阳极横截面积=阳极电流密度×电阻率×阳极平均高度=2.6mV


3)变化能耗=2980×变化电压/电流效率=2980×0.0026/0.92=8.4kWh/t-Al


注:正常运行槽的阳极平均高度约35cm


10、热阳极节能计算


假设热阳极为80℃,冷阳极为20℃,则热阳极较冷阳极高60℃:


一组热阳极节省能量=比热×重量×温度变化=0.94×875×2×60/1000=98.8 kJ


注:阳极比热按50℃算得0.94kJ/(kg.K)


11、系列电流设定值与工作电压的关系


系列电流设定值增加1000A,一期工作电压约降低9mV,二期工作电压约降低7.5mV


1)假设系列电流设定值从243kA升至244kA,调整前工作电压4V,计算如下:


调整前:槽电阻的电压形式=(调整前工作电压-1.7)×243/实际电流+1.7


调整后:槽电阻的电压形式=(调整后工作电压-1.7)×244/实际电流+1.7


调整前后的槽电阻不变,则调整后工作电压=243×(4-1.7)/244+1.7=3.991


工作电压降低值=4-3.991=0.009=9mV


2)假设系列电流设定值从304kA升至305kA,调整前工作电压4V,计算如下:


调整前:槽电阻的电压形式=(调整前工作电压-1.7)×304/实际电流+1.7


调整后:槽电阻的电压形式=(调整后工作电压-1.7)×305/实际电流+1.7


调整前后的槽电阻不变,则调整后工作电压=304×(4-1.7)/305+1.7=3.9925


工作电压降低值=4-3.9925=0.0075=7.5mV 

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