420kA大型铝电解槽槽上部集气烟道结构优化改造

对420kA大型铝电解槽槽上部集气烟道的结构优化与改造进行了研究。利用FLUENT软件对某公司420kA电解槽V形单烟道内烟气流动状况进行了仿真模拟,获得了烟气在出口压力设定为-400Pa时电解槽槽腔以及集气烟道内的速度场、压力场的分布情况。针对其不足,将其优化改造为上位双烟道分区集气结构,通过模拟计算结果和生产现场实际数据进行对比,仿真结果正确可靠。优化改造后的烟道集气效果较好,可实现烟道集气均匀,能提高烟道集气效率,可实现电解槽的节能降耗。通过进一步模拟计算获知,当优化改造后的烟道出口压力调节至-300Pa时即可满足生产和设计要求。     

新型稳流保温铝电解槽节能技术的工业推广应用

在大量铝电解槽物理场研究的基础上,中国铝业郑州有色金属研究有限公司开发了新型稳流保温铝电解槽节能技术,该技术的目标在于降低电解铝吨铝能耗。基于模拟仿真计算结果,集成铝阴极稳流优化技术、电压平衡优化技术、热场设计优化技术、工艺参数匹配优化技术,形成了新型稳流保温铝电解槽的设计准则。新型稳流保温铝电解槽节能技术自2013年起在200~500kA系列800多台电解槽上推广实施。新型稳流保温铝电解槽稳定运行电压3.75~3.85V,电流效率92.0%~94.0%,吨铝直流电耗12 200~12 500kWh。     

一种7点进电500kA铝电解槽母线设计及应用

本文笔者利用基于ANSYS软件平台二次开发的铝电解槽磁场模拟计算专用软件和"MHD-Valdis"磁流体计算软件等先进的铝电解槽磁流体分析软件,对采用较窄阳极,更有利于阳极底掌气体溢出,降低气膜压降的500kA铝电解槽进行了全面磁流体稳定性分析和母线装置设计工作。模拟和实际运行结果表明,采用窄阳极的500kA铝电解槽同比具有更低运行槽电压、有利于电解槽电流效率提高、能耗的节约和闪烁效应的产生。同时配套的7点进电自补偿母线装置,结构简洁、母线用量低和便于安装,在同等级别规模铝电解项目建设中,经济效益更佳。     

全数字化500kA虚拟铝电解槽

以某500kA特大型铝电解槽为对象,通过数值仿真研究得到电解槽各物理场的分布结果,进而提出一种将仿真结果与虚拟现实技术相融合的方法,最终创建一个数字化的500kA虚拟铝电解槽。通过在3D虚拟现实平台上展示的结果表明,该成果能够创建一个完全基于计算机的虚拟世界,能让参与者非常直观地全面掌握电解槽结构、槽内物理场的分布等,从而为铝电解的培训、展示、槽况诊断等提供强有力工具。     

350kA铝电解槽集气烟道改造及运行实践

运用计算流体力学软件Fluent对某电解铝厂350 kA铝电解槽集气烟道内的烟气流动场进行了模拟仿真计算。根据模拟计算结果,评估了集气烟道的集气效果及其对热平衡的影响,并以此为基础指导原设计烟道的结构改造。经三个月的生产运行和跟踪测量,证明烟道改造后的电解槽集气效果和槽膛内散热均匀性有显著改善,电解槽排烟量降低5.3%,槽上散热量减少约20 mV,为电解槽和净化系统实现节能减排创造了条件。     

500kA铝电解槽物理场优化研究

介绍了500kA电解槽物理场优化研究开发,包括电场和磁场、流动场、热场、应力场的平衡设计,500kA电解槽基本参数、生产技术条件及主要生产技术指标情况。     

铝电解槽三维电热场耦合分析

利用有限元软件ANSYS,建立了包含摇篮架在内的铝电解槽完整的有限元模型。针对沈阳铝镁设计研究院设计的300kA铝电解槽,进行了三维电热场耦合分析。模拟结果说明所建模型是正确的,为电解槽的优化设计和改造提供参考。     

114．5kA导流槽铝液流场数值模拟研究

以商用有限元流体计算软件CFX为计算平台,对114．5kA导流型铝电解槽由电磁力引起的对铝液流动和波动的影响进行了模拟计算。结果表明,导流型电解槽铝液平均流速较传统电解槽降低了50％,在铝液填满沟槽的极限情况下,聚铝沟内铝液界面波动的最大隆起值为1．04cm,较传统槽的3．1cm有较大幅度的降低,当铝液低于沟槽2cm的一般情况下,铝液波动0．58cm,这时铝液不会溢出沟槽。     

400 kA铝电解槽异形阴极炭块对阴极电压降的影响

传统阴极炭块顶部是平坦的,阴极铝液流动时几乎没有阻力。使用表面凸起的阴极炭块进行研究,目的是增加铝电解槽中铝液流动的阻力,起到减波和减少铝液流动速度的作用,以此降低水平电流密度、阴极电压和铝液流速,保障铝电解槽生产安全稳定。通过COMSOL软件进行模拟,发现随着阴极炭块表面凸起块数的增加,阴极压降和水平电流密度均呈下降趋势,其中阴极压降最大降幅为39.8 mV,水平电流密度最大降幅为2 087 A/m2,并对某铝厂400 kA铝电解槽使用异形阴极炭块后进行测试,测试结果与模拟结果一致。     

NEUI500kA大容量铝电解槽焙烧方案研究

NEUI500kA大容量铝电解槽为东北大学设计研究院(有限公司)开发的500kA级铝电解槽,制定匹配而合理的焙烧方案对于电解槽稳定高效长寿运行十分重要。本文介绍了500kA大型铝电解槽铺焦挂极、装炉、焙烧等过程控制,指出了焙烧过程的重点环节,跟踪测试分析了焙烧过程中的各类关键数据,为同类型铝电解槽的焙烧提供了借鉴。     

我国铝电解槽计算机仿真技术的研究发展及现状

铝电解槽的多物理场仿真及在线动态仿真分析研究对铝电解槽大型化、微机过程控制化的开发、优化设计、生产启动和运行管理具有重要的指导意义.文中阐述了铝电解槽物理场模型和计算方法的发展过程及主要的商业化分析软件,列举了21世纪以来我国科研工作者在铝电解槽电、热、磁、流体和应力场仿真及智能多模式控制系统领域的重要科研成果.文中分析了我国铝电解槽多物理场及在线动态仿真的研究现状与发展前景,并提出了未来我国在铝电解槽计算机仿真研究领域亟待解决的问题,即磁流体全槽模型的建立与分析;多物理场同一计算平台的耦合解析;铝电解槽的全息仿真技术、在线动态仿真技术以及焙烧启动方式、材料属性对铝电解槽运行影响的研究分析;强适用性、参数化建模应用软件的开发.     

铝电解槽阳极复合钢爪研究

借助有限元软件ANSYS,建立铝电解槽单阳极模型。为了减小铝电解槽的槽电压,开发了一种新型的复合钢爪。对阳极的电场进行了模拟计算,分析对比了新型钢爪与传统钢爪对阳极压降的影响,其结果表明相比于传统钢爪,该复合钢爪的压降更低,以及出口的电流均匀性较好,从而可以降低阳极压降,实现节能的目的。     

5kA级惰性阳极铝电解槽流场仿真研究

针对铝电解槽流场计算方法的不足,率先提出一种用于铝电解槽流场仿真计算的间接耦合方法,并使用此方法对5 kA级惰性阳极铝电解槽分别在电磁力、阳极气体、电磁力和阳极气体共同作用下的电解质和铝液流场分布情况进行了仿真计算。计算表明,计算方法能够合理计算出电解质和铝液在任一体积力作用下的流场分布。5 kA级惰性阳极铝电解槽电解质流动主要受阳极气体控制,铝液流动主要受电磁力控制。电解质在仅电磁力作用、仅阳极气体作用、电磁力和阳极气体共同作用下的平均流速分别为1.784 cm/s、3.657 cm/s、3.814 cm/s,铝液平均流速分别为1.295 cm/s、3.509 cm/s、3.696 cm/s。     

铝电解槽电场分析与模拟研究

铝电解槽的电能消耗率同平均电压和电流效率两个因素有关。通过研究电解槽平均电压的各个组成部分,并依靠所开发的分析平台对电解槽有关的结构参数和物性参数进行模拟计算,从定性和定量两方面揭示电场的变化规律。     

基于无线技术的铝电解漏炉预警系统的开发与应用

基于无线射频芯片nRF9e5设计了一种铝电解槽漏炉预警系统,使用软件监控对比铝液中Fe、Si成分,并通过无线通信方式对电解槽外壁进行温度巡检,可提前发现铝电解槽的漏炉隐患,提前采取措施,减少经济损失,保证人身安全。     

大型节能铝电解槽控机安全性能分析

铝电解槽控机主要是指在工业生产活动中通过铝电解的能量反映来实现对各种工业制品的控制和掌握,因此铝电解槽控机是工业生产中是十分重要的设备,通过对铝电解工作原理的分析来了解其内部的稳定性,然后对控机的安全数据进行公式检测来确保控机安全,最后进行试验结果的对比论证,旨在提高各工业对大型节能铝电解槽控机安全的重视。     

500kA大型预焙电解槽电流效率与铝水平相关性探讨

通过对500kA电解槽电流效率和铝水平相关性分析,在实际生产中提高铝水平以增强电解槽稳定性,从而提高电流效率.     

异型阴极铝电解槽电解质-焦粒焙烧启动技术实践及分析

分析了铝电解槽常用的焙烧启动方法的优缺点,详细介绍了重庆天泰铝业300 kA异型阴极铝电解槽电解质-焦粒焙烧启动方法并与常用方法进行了对比分析,实践证明异型阴极铝电解槽采用电解质-焦粒焙烧启动效果更好。     

隔膜钠电解槽流场分布的模拟计算

通过CFD软件建立相应的数学模型,首次利用数值方法对隔膜加入钠电解槽内流场的分布情况进行模拟计算。结果表明,数值模拟计算得到了隔膜钠电解槽内的流场分布图,可以为先进制钠电解槽的优化改良提供理论依据。     

300 kA铝电解槽三维电热场电位ANSYS分析

利用有限元软件ANSYS，建立了包含工字钢部分在内的铝电解槽几何模型。针对沈阳铝镁设计研究院设计的300kA铝电解槽，进行了三维电热场耦合分析。在本文中，就其中的各部分的电位分布做了细致的分析，为研究铝电解槽节能、采用新材质分析提供了准确高效的方法。