一个新的磁流体稳定性评估方法及其应用

通过利用参数化程序设计语言APDL并加入自定义的程序代码,采用磁标量位法、k-ε两方程湍流模型以及数理统计相结合的方法分别计算了大型铝电解槽在不同立柱进电比母线配置下的电磁流场与波动界面以及电磁力场的方差分析,提出了一个新的磁流体稳定性分析方法,并应用于500kA大型铝电解槽的母线配置研究。研究结果表明自定义的磁流体稳定性评价指标能有效反映多物理场分布的优劣,对基于磁流体稳定性的大型槽母线配置的数值研究是简便易行的,能够有效用于铝电解槽生产和设计的物理场仿真计算分析。     

新式阴极钢棒结构在SY300电解槽上应用

针对某厂300kA大修电解槽进行节能改造,以提高电解槽的磁流体稳定性作为突破口,应用铝电解槽磁流体稳定技术及新式阴极钢棒结构,大幅度减低水平电流;根据新式阴极钢棒结构电解槽的特点,通过电-热仿真模型,优化设计保温型内衬结构。改造后的电解槽与传统槽相比,槽平均电压降低90mV,电流效率提高1.08%,吨铝直流电耗降低420kWh。     

大型铝电解槽的安全设计优化

铝电解系列的本质安全设计对企业的安全生产至关重要,随着铝电解系列的大型化发展,大容量槽的安全生产更是尤为关键,合理的铝电解槽设计对电解系列的安全稳定生产起着决定性作用。本文从大型铝电解槽的本质安全设计入手,分析总结了近年来发生安全事故的大型槽的经验,对大型槽的槽壳结构、电热场、磁流体稳定性及母线风险点进行了优化设计,通过对合理的电解槽结构设计、先进磁流体稳定性计算平台及新型绝缘材料的使用,有效消除了铝电解槽生产过程中的安全隐患,确保了大型铝电解系列的安全生产,为大型铝电解系列的安全、稳定、高效生产提供了有力保障。     

铝电解槽新式节能阴极结构技术

正新式节能阴极结构技术是沈阳铝镁设计研究院有限公司近年研发的又一项铝电解槽节能技术。1该技术特点:(1)改变阴极钢棒与阴极炭块的连接方式及组装形式,优化了阴极导电结构,从而实现电解槽铝液中水平电流与阴极压降双重大幅降低。(2)通过对阴极结构的电-热-应力多维耦合仿真研究,优化出最佳的阴极组结构及组装工艺条件:a.保证电解槽具有极高的磁流体稳定性和极低的阴极压降;b,保证电解槽内衬的长寿命。     

节能电解槽技术的研发和进展

本文阐述和分析了不同的节能电解槽技术,从提高电解槽磁流体稳定性入手,提出了新的母线设计标准和减少铝液中水平电流的概念。同时,从电解槽生产具有区域性这一特征入手提出了旨在均化极距和均化氧化铝浓度的区域控制概念。最后给出了有关新技术的工业试验结果及其应用情况。     

基于非线性浅水模型的铝电解磁流体动力学计算

基于铝电解槽内流体体系及电磁场分布特点,建立了非线性磁流体动力学浅水模型,并应用此模型对某300 kA电解槽的熔体流场及铝液-电解质界面波动进行瞬态数值研究.在此基础上,通过动力学计算分析极距及铝液区垂直磁场对磁流体稳定性的影响.结果表明:随着极距的减小,界面波动由稳定趋向于不稳定;减小铝液区的垂直磁感应强度能大幅提高磁流体的稳定性.     

电解槽工作状态及结构对其磁流体状态的影响分析

铝电解槽的磁流体设计结果是针对某一组特定的参数而得出的。在实际生产过程中,电解槽的状态往往会与设计的理论状态有较大的差异,这样,其磁流体状态也会随之发生变化。为此,对实际生产中可能会影响到磁流体状态的因素,如铝水平,槽短路,槽壳结构,钢棒结构等对磁流体的影响进行了研究,从而定量分析了这些因素的影响,为具体措施的选择提供了依据。     

大型铝电解槽磁流体稳定性优化研究

获得良好的电解槽磁流体稳定性,提高电解槽生产技术经济指标是铝电解行业长期研究的重要课题。针对某铝厂在产的350kA电解系列,提出一种电解槽磁流体稳定性优化改造技术。通过该技术的应用,大幅度提高了电解槽电流效率,降低了电解槽工作电压,从而达到大幅度节能降耗的目的,为企业创造了良好的经济效益。同时,也为铝电解行业提供了一种电解槽的节能思路。     

大型铝电解槽节能技术的研究与实践

从提高大型槽稳定性和实现深度节能的角度出发,介绍了减少铝液中水平电流技术、新概念母线配置方法、新型阴极结构、新型阳极钢爪组结构以及新一代控制系统,探讨了槽结构整体保温型设计和具体措施,同时对未来我国铝工业技术进步提出了展望。     

160kA预焙铝电解槽物理场测试与分析：磁场测试与分析（3）

对１６０ｋＡ预焙铝电解槽磁场分布进行了测量，根据是结果，预测槽内磁流体流动特性，分析槽运行稳定性。     

160kA预焙铝电解槽物理场测试与分析——磁场测试与分析⑶

对１６０ｋＡ预焙铝电解槽磁场分布进行了测量，根据实测结果，预测槽内磁流体流动特性，分析槽运行稳定性。     

底部出电型铝电解槽母线结构与电磁流场仿真优化

从减小槽内水平电流和垂直磁感应强度进而改善磁流体稳定性的角度出发,提出一种底部出电型结构铝电解槽,该种电解槽采用阴极垂直出电方式代替传统水平出电方式.在ANSYS软件平台上,建立400 kA级该槽型的电磁场模型并进行求解,根据计算结果对母线配置进行优化,得到一种可使磁场分布最优的母线结构,在该母线配置下,垂直磁感应强度最大值为1.658 mT,平均值为0.401 mT,远低于同规格普通电解槽,磁流体稳定性计算结果进一步表明该槽能在低极距下稳定运行,具有较大的节能潜力.     

铝电解槽磁流体稳定性判据

频率是判据铝电解槽磁流体稳定性的重要参数。每种特定状态下的磁流体都具有一个固有振荡频率（MHD特征频率）。当扰动力频率与该频率值接近或相等时,磁流体的振荡振幅就会无限大增大,这就是共振。共振是不稳定的最危险状态。测量阳极导杆电流波动波形．对该波形进行快速付里叶分析（FFT）,求出最频值。将该值与临界稳定界限相对应的MHD特征频率相比较,是判据槽磁流体稳定性的科学方法。     

350 kA铝电解系列母线系统升级工程应用实践

利用某350 kA铝企停产的契机,针对350 kA铝电解系列的磁流体稳定性弊病问题,通过对母线系统的改造,完成了由350 kA槽型至400 kA的升级,达到了增强电解槽运行稳定性和系列产能提升的双重目标,为企业创造了直接经济效益。     

双碳背景下铝电解绿色低碳技术体系构建

沈阳院铝电解绿色深度节能技术是针对国家双碳战略和行业阶梯电价背景而形成的一整套技术体系。其从铝电解工艺本质切入,着手于磁流体稳定性提升、良好热平衡维持和系统性节能降耗三个方向,包含了磁场原位升级技术、网络化自均衡母线技术、节能长寿命阴极及内衬技术、双侧精准集气技术以及相配套的生产操作及管理技术等。该技术体系已经在超过45条电解系列上应用,涉及了从180到600 kA的所有国内电解槽型,直流电耗最低达到了12 200 kWh/t-Al以下。该技术的应用有助于缓解电解铝生产企业的节能降碳压力,同时提高电解生产的安全性和稳定性。     

350kA电解槽优化技术改造实践

介绍了350kA电解槽技术改造前的生产状况。通过进行磁流体稳定性优化、新式阴极钢棒结构应用、电解槽阴极内衬改造等各项技术改造后,取得了较好的节能效果。     

换极对铝电解槽冲击的分析研究

本文针对换极对铝电解槽日常生产的冲击问题,从热平衡与磁流体稳定性两方面进行计算和分析,指出目前铝电解企业换极普遍存在的问题,并提出一些新的思路和想法。     

铝电解槽磁场和磁流体问题的研究

论述了铝电解槽磁场和磁流体的基本特征,磁场平衡设计,磁流体动态变化特性,铁磁物质影响以及磁场对工艺过程的影响作用。     

铝液流态(阻流)优化节能技术的开发与应用

介绍了一种铝电解槽节能技术,铝液流态(阻流)优化节能技术,该技术是针对在线生产的电解槽而开发的。通过在生产电解槽的阴极上,根据流动场、波动场模拟结果放置一定数量、一定规格的长条形阻流块,减缓铝液和电解质的流速,减小界面波动的幅度,显著提高电解槽的稳定性,从而可以实现降低槽电压,减少吨铝电耗。该技术在8台240kA电解槽经过近2年的平稳运行,取得了吨铝节电636度的效果,电流效率保持应用该技术之前的水平。     

400kA预焙铝电解系列节能技术工业实践

通过电解槽铝液流态优化节能技术和异型阴极电解槽节能技术等一系列新型节能技术在400kA电解系列的推广应用,建立了以过量为主的低窄氧化铝浓度控制模型和低电压、低效应系数的节能技术路线,并通过提高氧化铝浓度控制精度和技术管理创新,降低了电解槽各种压降和阳极效应系数,各种能耗明显降低,电解槽稳定性增强,提高了电流效率。