铝电解槽控机改造

科技成果——降低铝电解生产全过程全氟化碳（PFCs）排放技术技术类别减碳技术适用范围有色金属电解铝行业行业现状全氟化碳（PFCs）是电解铝过程中产生的具有较强温室效应的气体，据统计一般由阳极效应和非阳极效应产生的二氧化碳为0.11tCO2/t-Al，因此推广应用可实现阳极效应系数低且效应持续时间少的电解铝技术是有色金属行业的低碳发展方向之一。

目前，该技术已在10万吨电解铝生产线上进行了工业示范应用，且在700余台预焙电解槽进行了应用，减排效果良好。

技术原理在多相高温强蚀熔盐体系下，利用氧化铝浓度定值控制技术，避免或减少氧化铝浓度落入PFC生成区，既可获得较高的电流效率，又能有效预防避免或减少因氧化铝浓度过低造成的PFCs排放；利用氧化铝下料异常处理与报警及限电情况下低阳极效应控制技术，消除或减少因设备、原料、供电不正常导致的电解铝生产过程PFCs的排放；研制出阳极效应自动熄灭技术，快速熄灭已发生的阳极效应，实现PFCs的减排；利用下料口维护技术，保证下料口畅通，使控制指令得到有效执行，进一步保障系统正常运行。

关键技术（1）氧化铝浓度定值控制技术；（2）阳极效应自动熄灭技术；（3）火眼维护技术；（4）异常处理与报警及限电情况下低阳极效应控制技术。

工艺流程工艺流程图主要技术指标阳极效应系数≤0.01，PFC折合的当量CO2排放小于0.09tCO2/t-Al。

技术水平2009年“无效应低电压铝电解技术的开发与工业应用”获得了国家科技进步二等奖；2011年通过了有色行业协会的科学技术成果鉴定；2012年获得中国有色金属协会的有色金属工业科学技术奖一等奖。

目前已获得发明专利1项，实用新型专利4项。

典型案例典型用户：山西华圣铝业有限公司，云南铝业股份有限公司等。

典型案例1案例名称：山西华圣铝业有限公司全氟化碳减排示范工程建设规模：22万吨电解铝生产线。

建设条件：300kA电解系列，274台电解槽。

主要改造内容：电解槽控制系统的升级换代，下料锤头和下料器的更新，在线检测数据信号光缆安装，小下料器制作安装，电解槽内衬结构优化。

铝电解槽节能环保技术的升级改造温铁军;张洪涛;张义伟;崔永亮;朱光【摘要】通过利用新技术、新工艺对铝电解槽的槽内衬、槽上部集气罩系统、槽罩板等进行升级改造,以及对风机变频技术和电解烟气脱硫技术进行改造,实现了电解低能耗、高效稳定生产,直流电耗降低到12 500 kWh/t-A1以下,工作电压为3.70 ～3.85V,电流效率为92％,炉底压降为180～240mV.【期刊名称】《有色冶金节能》【年(卷),期】2018(034)005【总页数】4页(P20-22,25)【关键词】铝电解槽;槽内衬;集气罩系统;技术改造【作者】温铁军;张洪涛;张义伟;崔永亮;朱光【作者单位】伊电控股集团有限公司铝电解技术研究所,河南伊川471300;伊电控股集团有限公司铝电解技术研究所,河南伊川471300;洛阳豫港龙泉铝业有限公司,河南伊川471300;伊电控股集团有限公司铝电解技术研究所,河南伊川471300;伊电控股集团有限公司铝电解技术研究所,河南伊川471300【正文语种】中文【中图分类】TF821自20 世纪70 年代末开始，我国铝电解技术经过近40年的生产实践，在大型铝电解槽技术开发方面取得了极大进展，成为世界上拥有300 kA、400 kA、500kA和600 kA大型铝电解槽为主力槽型生产的国家。

2018年初，电解铝产能4 630.2万t，占全球电解铝产能的50%以上。

但是，电解铝主要技术指标和能耗仍有巨大的节能提升空间，与此同时，我国基础材料、自控等工业的快速发展，为铝电解整体技术的提高提供了技术支撑，进而推动了我国大型铝电解技术的规模化提升与推广。

新技术围绕大型铝电解槽技术工业化过程中的核心技术难题,进行了铝电解槽新材料、新技术的深度开发，节能效果显著。

1 电解铝行业的现状电解槽技术的先进方向为大型化、节能化、高效化和环保化。

实现电解直流电耗12 500 kWh/t-Al以下，平均槽寿命3 000天以上，SO2 排放量≤30 mg/m3，粉尘≤1.5 mg/m3,电解烟气氟化物≤0.05 mg/m3。

内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司技术改造项目立项审批单编号:tzsb-008立项附表:1.设备、材料明细表设备、材料明细表费用单位：元立项附表:2.人工费用明细表人工费用明细表费用单位：万元立项附件:1.可行性研究报告电解铝车间天车技术改造项目可行性研究报告建设单位：内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司项目名称：电解铝车间天车技术改造编制：审核：批准：2010年11月01日一、项目提出的背景及改造的必要性：（一）项目提出的背景:我公司电解车间出铝工作目前仍为人工出铝，由出铝工控制每台电解槽出铝量并进行记录。

人工操作实际出铝量与设定出铝量存在误差较大，不利于电解槽的精细化管理，对电解槽工艺技术条件稳定、调整等生产管理极为不利。

原多功能机组配电柜使用的空调是进口空调，一旦出现问题，维修起来非常困难，加之备件也不好采购，而且费用昂贵，因此建议改成民用上海空调。

电解车间多功能机组抓斗提升机构绝缘情况有时不好，生产过程中碰触到阳极导杆或目前上易使电解槽发生短路故障，引起安全事故，需对抓斗提升机构进行绝缘处理，保证设备安全稳定性。

电解车间多功能机组打壳机进气管设计安装在打壳机构侧面，进行打壳作业时，打壳机进气弯头及进气胶管极易碰到电解槽水平罩板、阳极导杆上，弯头被撞坏或进气管被烫损情况严重，几乎每天都需更换进气管，给稳定生产带来极大隐患。

（二）进行技术改造的必要性:电解槽生产管理过程中，需对每台电解槽每日出铝量进行精确控制，以保证电解槽实际各项数据在设定范围内，有利于进行电解槽各项指标记录管理，提高电解槽效率、降低能耗。

多功能机组配电柜内为机组控制保护系统，电气元件工作条件要求较高，使用空调可以保持夏季配电柜内气温满足电气工作条件，延长电气元件工作寿命。

降低维修的难度，降低备件的采购费用，进口空调的售后服务只有一年，而民用空调的售后服务最少也是三年。

多功能机组抓斗机构绝缘不好可能导致重大安全生产事故。

（三）存在的主要问题：需加装6套精确出铝系统，系统控制出铝气源并自动控制，数据自动采集并通过无线网络上传至生产管理系统中。

铝电解槽高效节能控制技术及推广应用
铝电解槽是铝冶炼工业的核心设备，其能耗占整个生产链的很大
比重。

通过高效的控制技术，可以实现铝电解槽的节能与效益的提升，从而降低铝冶炼过程的能耗。

目前，常用的铝电解槽控制技术有：数字控制技术、模糊控制技术、神经网络控制技术等。

这些技术都能提高铝电解槽的控制精度和
稳定性，减少因生产操作和环境变化引起的工艺参数波动，从而提高
铝产率、降低生产成本、减少排放等方面产生的效益。

另外，还有一些新型的控制技术被应用于铝电解槽中，如基于大
数据和人工智能的控制技术。

这些技术可以通过分析海量的生产数据，建立预测模型，提前预测铝电解槽的变化趋势，从而及时调整生产参数，实现更加高效的控制。

铝电解槽高效节能控制技术的推广应用，不仅可以提高企业的生
产效益和市场竞争力，还可以降低能源消耗和环境污染，实现可持续
发展。

因此，在铝冶炼工业中，铝电解槽高效节能控制技术的应用具
有重要意义。

作者： 牛新国 卫立道
作者机构： 山西龙门铝业有限公司，山西河津市043300
出版物刊名： 设备管理与维修
页码： 36-36页
主题词： 自焙阳极 铝电解槽 预焙阳极电解槽 中间下料 槽型 电解铝厂 改造 山西 关停 铝业公司
摘要：60kA侧插自焙阳极铝电解槽是20世纪80年代以前我国中小型电解铝厂的首选槽型.由于这种槽型容量小、环境污染严重,对烟气至今没有有效的治理办法,在国家日益严格的环保政策下面临着关停.将其改造为小型中间下料预焙阳极电解槽是中小型铝厂获得新生的唯一选择.为此,山西龙门铝业公司于2001年底对60台60kA侧插自焙阳极电解槽进行了全面改造.。

换极对铝电解槽稳定性的影响及改进措施摘要：铝电解的稳定运行是获得良好技术经济指标的前提和保障，影响铝电解稳定运行的因素主要是电、热、磁三方面，即铝电解行业所说的三场。

当电场槽的电磁场平衡状态遭到破坏时，不平衡的磁场力推动铝液旋转、翻滚，从而形成滚铝。

滚铝是铝电解病槽的一种体现，一旦电解槽发生滚铝现象，电解槽的运行稳定性降低，波动幅度变大，增加安全风险；同时由于阴、阳极大范围发生短路，产生电流空耗，降低电流效率，加之电压升高，能耗指标受到影响。

若处理不好，电解槽长时间无法达到稳定状态，可能导致停槽。

如果铝液和电解质溢出，冲刷阴极母线，严重时则会造成系列停电。

可见，铝电解槽发生滚铝对生产造成诸多不利影响，甚至发生停槽、停电的严重后果，因此应高度重视铝电解槽的滚铝，并预防滚铝事故的发生。

关键词：铝电解槽;换极作业;换极顺序;稳定性引言现代铝电解槽生产热效率一般只有50%，大约有50%的热量散失于周围环境和被烟气带走。

其中一部分热量是通过槽四周和阳极上部以辐射、对流的方式损失掉，并且大量的高温空气排放入大气中也是一种能源浪费和热污染。

当代铝电解技术发展的方向是向着“低极距、节能减排”的技术方向发展。

研究开发保温型铝电解槽，降低电解槽热量损失是实现电解生产节能减排的重要手段。

本文结合生产实践，对铝电解综合节能技术进行分析和探讨。

1新型结构电解槽铝电解槽炉膛内衬通常按区域分为侧部内衬和底部内衬。

侧部内衬主要作用是保护电解槽下部槽壳免受高温电解质熔体的侵蚀；底部内衬除了能支撑阴极结构还有最重要的保温的作用，故底部内衬需使用具有足够机械强度和较高容重的保温材料，在防止保温材料变形的同时具有较好的保温性能。

2010年以前国内铝电解企业采用的生产工艺技术路线基本都是“四高一低”，该工艺技术条件的一个突出特点就是需要高电压来维持高效率，这种工艺技术路线看似能量收入很高，但能量利用率50%都达不到，电解槽损失掉的能量将超过一半以上。

电解铝厂自动化现状和优化措施摘要：本文主要就电解铝厂自动化现状和优化措施展开探究，针对铝厂运营阶段所存在的各类问题，提出升级铝厂配电系统、应用智能模糊控制槽控机等多类措施，旨在提升企业竞争力，顺应时代发展的趋势，并把电气控制、大数据等多类智能化技术应用至铝厂中，精简岗位工作人员，使得车间生产效率变得更高，保障管理的一致性，优化岗位设置状况，促进铝行业转型升级发展。

关键词：电解铝厂；自动化；现状；优化措施引言：随着现阶段我国科技水平的提升，自动化技术开始被广泛的投入到我国各个领域当中。

就当下经济发展现状来分析，其会面临经济下行所形成的压力，铝行业更是迈入了爬坡过坎的阶段，要在该时期进行转型和发展，这样企业的生产效率才会变得更高，借助自动化技术，优化铝制行业的岗位等，解决其在生产阶段形成的各类问题，让铝制行业可以保持良好的发展趋势。

1电解铝厂自动化现状现阶段，我国部分电解铝厂的配电所并没有安装具有智能化特性的电气设施，同时企业没有构建相应的配电系统。

工作人员数量较多，但是不能及时排查用电故障问题，同时还会存在电网高低峰电价等方面的问题，不能协同优化电解槽等的信息状况，设备仪表测点缺乏冗余，在仪表受到损坏时，无法给其作业提供精准的数据信息。

此外，还有部分铝厂所应用的操控箱较为落后，其受到高电流以及磁场等的影响，抗干扰能力会变差，铝电解情况尤为复杂，并且其会受到铝效应等多类因素的影响。

要指派专业技术能力较强且经验丰富的工作人员手动调控，这样才能够使得电解槽能够稳定的运行，但是目前我国铝厂集团总部和各个分厂生产车间的信息平台缺乏统一性，致使各厂以及部门的生产优势无法有效的发挥出来。

2电解铝厂自动化优化措施2.1升级改良铝厂配电系统首先，应当创设智能供配电管理系统。

制定出更具先进性、数字化的配电解决方案，把智能设备和配电系统连接在一起，达到互联互通的标准，高效开展各项设备维护工作，这样配电运行的可靠性才会变得更强。

电解铝技改项目建议书写作参考范文 (一)电解铝技改项目建议书一、项目背景随着经济的快速发展，铝合金作为一种轻质高强度材料，被广泛应用于汽车、航空、装备制造等领域。

而铝合金的生产过程中电解铝是一个重要的环节，因此电解铝的技术改进具有非常重要的意义。

二、项目目的与意义本项目的目的是对现有的电解铝生产工艺进行技术改进，提高生产效率，降低生产成本，提高产品的质量和市场竞争力。

具体的意义如下：1.提高生产效率：改进电解铝生产工艺能够提高机器设备的利用率，减少维护成本及停机维修时间，进一步提高生产效率。

2.降低生产成本：改进电解铝生产工艺能够减少生产能源的消耗、生产原材料的浪费，从而降低生产成本。

3.提高产品质量：改进电解铝生产工艺能够提高产品的纯度、稳定性和一致性，提高产品的质量及综合性能。

4.提高市场竞争力：改进电解铝生产工艺能够提高产品的品质、降低生产成本，提高产品的价格竞争力，在市场上占据更大的市场份额。

三、项目方案1.改进电解铝设备的结构：通过改进电解槽结构及在设计时应用理论计算和优化设计，以提高电解槽内的溶液流动速度和均匀性，从而改善电解质的传输效率，提高电解铝产率。

2.改进电解铝生产工艺：通过优化电解铝的生产参数如溶液的温度、电压和电流密度及应用互斥离子技术、循环利用废水等措施，在提高产量的同时降低能耗、减少物料损耗和废水污染，从而达到节能减排，提高生产效率的目的。

3.自主研发电解铝生产自动化控制系统：采用自动化管理、可视化仪控技术，实现电解铝生产全自动、稳定、精确控制。

四、项目预算及落地计划1.项目预算：本项目总投资额为1,000万元，其中设备及技术改革投资占总投资的90％，为900万元，自主研发电解铝生产自动化控制系统投资为100万元。

2.落地计划：本项目预计实施时间为3年，第一年完成电解槽结构改进、生产工艺改进；第二年完成设备更新和自动化改善；第三年推广应用和接受考核。

五、项目风险及考虑措施1.技术实施风险：在项目实施过程中难免会遇到技术难点和问题，我们将采取积极的措施，不断与技术专家和相关企业进行沟通和交流，达成共识，研究和解决问题。

铝电解槽智能模糊控制系统槽控机操作使用说明1 内部结构简介每一台槽控机由左右两个部分组成，右半部分叫做逻辑部分，是槽控机的核心部分，左半部分叫做动力部分，是槽控箱的供电部分和控制阳极升降的执行单元。

左右两边都有一些连线和电解槽的其它设备相连。

1.槽控机的动力电源（三相、其相电压为380V）：该电源的作用提供电解槽上提升电机的动力380V电源，该电源由专用的供电回路提供。

2.槽控机的动力电源（单相、电压交流220V）：该电源的作用是用于控制打壳下料电磁阀的线包用电，各种接触器动作线包用电等。

3.槽控机逻辑电源（单相、电压交流220V）：该电源经过槽控机的开关电源变换后，提供给槽控机的逻辑单元用电。

4.提升电机动力电源线（三相、相电压为380V）：该动力线由槽控机输出，连接到电解槽上的提升电机，当需要进行阳极升降时，经过槽控机的空气开关，主接触器，正转接触器或反转接触器（统称为辅助接触器）将槽控机的动力电源接通，使提升电机正转或反转，带动电解槽上的提升机构达到阳极升降的目的。

5.打壳下料电磁阀连接线（单相、电压为交流220V）：该动力线由槽控机输出，连接到电解槽的打壳下料电磁阀的动作线包上，当需要进行打壳下料动作时，经过槽控机固态继电器和槽控机的动力电源接通，使打壳下料电磁阀得电动作，达到向电解槽内补充氧化铝的作用。

6.槽控机避雷接地线（目前未接）：该线通过电解厂房的接地母线直接和大地连接，每个槽控机都和这条线相连，该线连接到槽控机的避雷装置的地线上。

该线的作用是使槽控机防雷电袭击和抗电干扰，保证槽控机正常工作，但也是造成槽控机产生相对直流电位差比较高，使维修人员易直流触电的原因，因此，该接地线有利有弊。

7.槽电压采样线：为了控制电解槽，槽控机每0.5秒要对被控电解槽的槽电压进行一次采样，槽电压采样线是槽控机与电解槽直流大母线的连接线。

进入槽控机的槽电压采样线一方面连到槽控机的槽电压表上，进行槽电压瞬时值显示，另一方面经过熔断器连接到槽控机上的V／F转换板上，进行电压频率转换，实现对槽电压的采样。

铝电解槽控机系统的发展与应用作者：柴鹤翔来源：《中国科技博览》2013年第29期摘要：本文对铝电解槽控机发展史作了简要介绍，描述了X企业槽控机系统的应用情况，阐释了槽控机系统对铝电解生产的重要性。

关键词：铝电解槽槽控机系统中图分类号：TU8；TU758.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）29-548-011.引言铝电解是电解槽通以直流电，将氧化铝电解成金属铝的生产过程，该过程的控制以大型预焙铝电解槽自动控制机（简称槽控机）作为核心设备。

而槽控机运行的稳定与否，将直接影响到铝电解控制系统运行效果的好坏，其技术条件的优化，则主要靠自控技术的不断发展和控制水平的不断提高来实施。

2.铝电解槽控机系统的发展历程由于铝电解槽是一个复杂的系统，存在非线性、滞后等因素，故很难建立精确的数学模型，用传统的控制方法难以达到好的控制效果。

槽控机系统恰好在解决这类问题中表现出了优越性，它速度快、人性化、模糊能力强等特点为铝电解槽的控制提供了有效地解决途径。

2.1七零至九零年代的初期发展我国槽控机系统在铝电解上的应用始于70年代。

从1974年沈阳铝镁设计研究院与抚顺铝厂合作的第一台“多台槽巡回检测和阳极自动调整”装置，到1975年东北工学院研制成的工业控制用计算机LSK-74系统，再到80年代初贵铝全套引进的日本轻金属株式会社160kA预焙槽控制系统，再到后期的“日轻”技术翻版、自建的沈阳铝镁设计研究院研究的青海铝厂铝电解槽计算机控制系统。

系统的演进直至投产运行，充分表明了我国已有独立开发和制造铝电解控制系统的能力。

槽控机系统发展至此，虽使铝电解生产指标有了一定提高，但系统的造价高、可靠性差、缺少灵活性、难以满足复杂实时控制的要求等一系列弊端仍普遍存在，亟需有更先进的技术来取代。

2.2九零年代后的快速发展1992年，沈阳铝镁设计研究院和抚顺铝厂开始承担中国有色总公司“八五”攻关项目“智能型铝电解槽工业试验”，仅用时两年就在抚铝135kA铝电解槽上成功推广，智能化技术实现在我国铝电解生产上的首次应用。