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。     

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。     

阻流阴极铝电解槽流场数值模拟研究

运用商业流体计算软件ANSYS CFX,研究了阻流阴极铝电解槽熔体流场分布,分析了阻流阴极能够提高电解槽磁流体稳定性、降低极距的原因.数值模拟结果表明,阻流阴极电解槽铝液平均流速较传统电解槽降低了60%,电解质平均流速降低了40%;两相稳态界面向上隆起量和向下凹陷量之间的差值减小1cm,界面变形趋于平缓.     

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。     

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。     

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。     

400kA预焙铝电解槽磁场分布应用研究

随着电解槽向超大型方向发展,磁场分布对电解槽的稳定性尤显重要。本文首先通过理论研究,建立400kA预焙阳极铝电解槽稳态电场和磁场模型,使用有限元法对模型进行数值求解,然后依据电解槽磁流体稳定性条件,得到400kA电解槽磁场分布计算结果。并且,通过现场测试,对400kA电解槽磁场分布进行验证,表明模型计算结果较为准确。     

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。     

论大型节能铝电解槽的设计-母线、阴极结构与磁流体稳定性

本文从大型节能铝电解槽的设计出发,介绍了大型化与磁流体稳定性的关系,归纳总结了提高磁流体稳定性的的两个途径,重点分析了阻流技术、降低铝液中水平电流技术、新概念母线设计技术对磁流体稳定性的影响,对超大型节能槽设计标准提出了建议。     

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。     

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。     

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.     

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。     

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.     

铝电解槽铝水高度技术路线分析研究

本文基于电解槽热电数学模型,分析了铝水高度对传统型电解槽和节能型电解槽的水平电流和热平衡的影响,计算了电解槽伸腿长度和阴极散热量与铝水高度的变化趋势。结果显示,对于节能型阴极结构电解槽,铝水高度对磁流体稳定性的提升作用要明显小于传统型阴极结构电解槽,而对槽膛形状的影响要显著大于传统型电解槽。铝水高度超过24 cm,伸腿长度迅速增加,槽膛情况恶化,反而破坏了电解槽运行的稳定性。建议节能型阴极结构电解槽,特别是采用石墨化阴极的节能型电解槽,在稳定运行期保持20 cm左右的低铝水平工艺路线。     

铝电解槽不同因素对流场的影响

本文根据磁流体力学相关理论和铝电解槽内的熔体流动特征,建立铝电解槽磁流体流场计算模型,利用该模型对175k A系列预焙铝电解槽进行稳态流场分析,并与该系列流场测试数据进行对比验证,并计算分析单个方向磁场、极距变化、铝水平和不均匀电流等不同工况对铝电解槽熔体流动流场的影响。     

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。     

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。     

铝电解槽排烟管网流量平衡数值模拟研究

基于计算所得电解槽排烟干管、支管管径及蝶阀的开度,对12台电解槽对应的排烟管网进行1∶1建模,通过CFD方法对排烟管网以及蝶阀流场进行试验研究,利用数值模拟结果对计算结果进行验证及修正,同时将数值模拟结果应用于某铝厂电解槽排烟管网进行调试,验证了数值模拟结果的可信性,从而更好的保证电解槽排烟管网的流量平衡。