铝电解槽上烟道内的烟气流动场数值模拟研究

本文利用大型商业软件FLUENT对铝电解槽集气上烟道结构内(非全槽)的烟气流动场进行了数值模拟,并通过模拟全槽区域的温度场与流动场对非全槽模型的仿真结果和热平衡测试进行了验证,同时以仿真结果为基础成功优化设计出了适用于SY500系列电解槽的等量吸风六段集气上烟道结构。经过多项工程实践证明,该上烟道结构使用效果良好,在槽膛内集气均匀,可减小电解槽排烟量和降低槽上散热量,提高电解槽密闭效率和减少电解车间污染物排放,为电解槽实现节能减排提供了可靠保障。     

铝电解槽排烟量的确定方法

对电解铝电化学反应产生的烟气量和电解槽条缝漏风量进行计算并对比,明确指出电解槽排烟量主要取决于槽盖板的严密性.文中详细介绍了通过计算条缝来计算电解槽排烟量的方法;针对目前电解槽盖板结构形式和电解车间的操作水平,在保证电解槽集气效率的前提下,根据统计计算结果,给出了条缝宽度和比例;同时提出在普通工况下,电解槽炉膛内至少要维持5Pa左右负压的理论计算值.     

SY500铝电解槽集气系统风压平衡及节能研究

基于数值模拟开发的集气系统在某铝厂SY500电解系列成功应用,该系统包括区域集气烟道结构、主排烟管变径自平衡等多项技术。通过现场测试,整个电解系列内电解槽排烟量均匀,平均偏差范围介于±3%;通过净化系统变频电机频率的调整,在保证电解槽集气效果的前提下,针对不同环境温度和电解槽生产操作,采取不同的电机频率,调节电解槽的排烟量,实现了净化节能40k Wh/t-Al,电解槽排烟带走热减少62m V,节能效果显著。     

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。     

铜电解槽内电解液流场的数值模拟

以国内某冶炼厂铜电解槽为原型,基于计算流体力学,利用Fluent软件对铜电解槽内流场进行数值模拟,并对槽内不同特征截面上电解液流动状态进行分析。结果表明:模拟计算得到的槽面电解液流动状况与现场观测结果基本吻合,从而验证模拟结果的有效性;采用该"下进上出"电解液循环方式对槽内特征区域电解液的有效流量进行计算,发现电解液有效利用率仅15.41%左右。针对该问题分析成因后提出了具体建议和措施,为进一步优化电解槽结构、改进操作工艺和扩大产能提供理论依据。     

350 kA电解系列槽间排烟均匀性研究及实践

各台电解槽之间排烟量分布的均匀性对电解车间内的工作环境和电解槽热平衡影响较大.遵义铝业的350 kA电解系列槽间排烟均匀性技改项目证明,基于数值模拟技术制定的支烟管优化方案可有效保证槽间排烟分布的均匀性,其偏差实测值从-23％～30％降至±10％以内,显著改善了车间工作环境,为电解车间的热平衡无差别化管理提供了可靠技术...     

数值模拟技术在电解槽节能减排中的应用

基于数值模拟软件ANSYS和FLUENT开发的新式阴极钢棒结构和等量吸风烟道技术在某铝厂SY240大修电解槽进行应用,将电解槽直流电耗初步降至12430kWh/t-Al,较改造前降低了670 kWh/t-Al;改造后的烟道集气量分布趋于均匀,在单槽排烟量减少28%,且能取得较高的密闭效率,数值模拟技术为铝电解生产节能降耗提供了坚实的技术保证。     

罐式炉煅烧项目烟囱排烟情况模拟

在事故状态下,罐式炉不能长时间停止运行,此时,需开启旁通烟道闸板,通过烟囱自然抽力迅速将烟气排除。该文首先分析了烟囱紧急情况下排烟存在的问题,并针对在冷态运行时烟囱能否及时将罐式炉产生的高温烟气抽出进行了数值模拟。数值模拟模型建立采用Bentley Microstation XM软件,前处理模型编辑、网格划分及分析计算采用ANSYS 13.0,后处理采用Tecplot 360 2008软件,稳态及瞬态模拟采用二维模型和三维模型2种方式进行。最后通过二维稳态、三维稳态和二维瞬态的模拟,对三维瞬态模拟进行了验证,最终的三维瞬态结果是合理且满足物理规律的,得出事故状态下,烟囱需要建立最大抽力的时间为22.5 s,解决方案对罐式炉厂房建筑进行优化或设置可控的排烟装置。     

186kA大型预焙阳极铝电解槽磁场的三维数值计算

应用表面磁荷法对186kA大型预焙阳极铝电解槽的磁场进行了三维数值计算,通过计算结果与实际测量结果的比较,可以得出,应用表面磁荷法对铝电解槽磁场进行计算所得的结果为较为精确的,且计算结果比较接近铝电解槽的实际磁场,应用本计算软件对铝电解槽磁场进行三维计算可以满足铝电解槽母线设计的要求。     

电解槽烟气流量平衡数值模拟与应用

本文利用CFD方法确定电解槽支管与汇总管道直径,管道系统不需要风量调节阀进行调整,各电解槽之间烟气流量偏差在±5%之内。将数值模拟试验结果应用于某铝厂电解槽烟管设计,并对电解槽烟气流量现场测试,之间烟气流量基本相等,各电解槽气体流量偏差范围为-6.1%~7.2%,与数值模拟试验结果吻合。现场测试结果表明数值模拟试验方法指导电解烟气净化系统管道设计可信、可靠。     

铝电解厂房自然通风仿真模拟及实测

对现代大型电解槽铝电解厂房建立自然通风仿真计算模型,并进行现场实测;用计算值和实测值进行对比,验证仿真模型的准确性。利用现场测试数据修正计算模型、完善边界条件,确保仿真模拟结果对实际工程设计具有参考指导价值。     

SY500铝电解槽磁场的数值模拟与测试研究

随着电解铝系列电流的快速大幅增大,电解槽稳定生产对其熔体区域内磁场分布的要求越来越严苛。本文阐释了某SY500电解槽母线电、磁场模拟计算方法,对某铝厂500kA电解系列的部分电解槽磁场进行测试,并同模拟计算结果做了比较分析,可知基于数值模拟的电解槽电场、磁场计算方法是稳定和准确的,这为未来电解铝技术的发展提供了坚实的技术支持。     

大型铸钢轧辊三维充型与凝固过程数值模拟

应用熔融金属在复杂型腔内的流动与热计算技术及铸件常见铸造缺陷预测技术，编制了铸件充型与凝固过程三维数值模拟软件，并对大型铸钢轧辊进行了数值模拟、缺陷预测及试验验证，模拟预报与生产验证结果基本一致。     

320kA预焙阳极铝电解槽磁场分布研究

对磁场的计算方法、采用的数学模型和计算步骤进行了论述。使用有限元法建立了铝电解槽三维静电磁场计算模型,该模型充分考虑了铁磁物质等因素对磁场解析的影响。以某厂320kA为例,论证了选取上下游5台槽进行计算较为合理,将计算结果与实测值进行比较,数值接近,验证了模型和结果的合理性。     

铸钢件凝固计算机三维数值模拟技术的温度场验证

我公司在推广应用数值模拟技术过程中对温度场计算结果进行验证,修正了潜热处理数学模型,对模拟计算的初始条件进行完善,使数值模拟技术更加成熟,更加实用。     

浅谈自焙阳极铝电极槽的排烟结构

以自焙阳极铝电解槽为例，对几种可能的自焙阳极电解槽的排烟罩结构进行了分析认为条链式排风罩结构更适合此种槽型，并就条莲式排风罩作一具体设计计算。     

铝电解槽侧部槽壳散热三维仿真模型研究

以商业软件ANSYS为平台，建立了240kA预焙阳极铝电解槽槽壳热场的三维仿真模型，对其侧部散热进行了数值计算，并将计算结果与实测值进行比较，验证了模型的可靠性，得出了侧部槽壳散热的分布规律。充分考虑了槽壳结构对散热的影响，利用ANSYS辐射单元准确求解出各辐射换热面之间的角系数，使计算模型更加合理，为准确计算和分析铝电解槽侧部槽壳散热提供了一种可靠的方法和手段。     

500 kA铝电解车间空间磁场的研究

基于高斯计测量和仿真模拟计算,研究了铝电解槽外部空间磁场分布,对比模拟和测量结果,验证了计算模型的准确性和可靠性。电解车间空间磁场计算结果表明距离电解槽和母线较近的区域,磁场强度和梯度较大,反之亦然。基于模拟计算结果对电解车间内长期工作在相应区域的一些重要生产和控制设备提出了相应的防磁设计技术要求。     

铝电解槽排烟管道平衡分析和调节措施

通过对铝电解槽排烟管道系统阻力变化和调节特性的分析,得出了槽盖板打开时电解槽出口管路阀门调节的方案,并提出一种提高电解槽排烟管道调节性能的改进措施:通过调整排烟管道的尺寸,使电解槽盖板打开时能自动保持其原有阻力损失基本不变,减少了调节工作量和调节误差。     

铝电解槽排烟管道风量的一种调节方法

通过对铝电解槽排烟管道系统阻力变化和特性的分析,提出一种电解槽排烟管道的调节措施。达到资源的合理利用。