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低电压项目交流材料2010年12月21日一、项目在公司实施情况简介低电压项目的实施在华圣公司应当追溯到2006年系列投产之初，当时为了解决系列富裕电压少，电解槽顺利二次启动的问题，我们大胆推广实施了低电压无效应启动和快速降低电压形成炉膛等属于低电压范畴的技术。系列投产后，为了保障供电系统平稳安全运行，我们又推行了电压电流双强化技术，系列运行电压进一步降低。2008年四季度，金融危机后，为了挖潜增效，我们系列平均电压又降低了20mv左右。2009年我们与郑州研究院合作，开始了真正意义上的低电压技术项目的实施，取得了较好的实施效果。2010年虽然在低电压技术项目的实施过程中，由于推进速度的把握偏差和现场诸多客观因素的影响，出现了一定的反复，但是该项目在华圣公司的实施取得了较好的效益和成果，值得我们总结和分析。第一阶段（2007年以前）电压由设计的4.18V降到4.15V左右。第二阶段（2007年-2008年上半年）系列平均电压由4.15V左右降低到4.12v，电解系列电流强度由300KA强化到308KA。第三阶段（2008年四季度）系列电压由4.12V降到4.10V左右，系列电流强度由308KA强化到312KA。第四阶段（2009年以后）电压由4.10V降低到4.03V左右，电流强化到315KA。二、低电压实施过程的具体做法1、做好降电压前的准备工作，为降电压搭建技术开发平台（1）2009年1月15至18日，电解厂技术人员与郑州研究院的技术人员一道对电解槽电压平衡、能量平衡的进行了测试，分析各部分压降可降低的潜力。通过测量，得出结论是我公司电解槽电压有70mV的节能潜力。（2）安装并调试了10台新型电解槽槽控系统，并对原有的槽控系统升级改造，确保氧化铝浓度实现低窄控制。2、强化电压管理，降低电解槽各部分压降共计20mV，降低了无效能耗，提高电解槽的有效极距。（1）降低全槽卡具压降。我们主要采取的措施是：加强对卡具压降的检查与考核力度，要求抬母线前对水平母线进行吹灰，对阳极导杆进行了擦拭、用角磨机和钢板锉打磨阳极导杆表面毛刺等。实施以后，全槽卡具压降平均降低11mV，见图1。2009年1-6月全槽卡具压降的变化趋势17.59.310.111.812.420.605101520252009年1月2009年2月2009年3月2009年4月2009年5月2009年6月（2）降低效应分摊电压。效应分摊电压与效应系数、效应时电压高低、持续时间长短有关。对此我们采取的措施是：缩短效应的判定时间，合理控制效应系数。效应的判定时间由实施前的60秒改为20秒。实施前60秒以下的效应计为闪烁，并不计算效应系数。实施后，20秒以上发生的效应就计算效应系数，并进行考核。通过我们通计，实施前如果把20-60秒内发生的效应也计入效应系数，2008年12月发生的效应系数为0.23次/槽.日。通过判定时间的缩短和考核力度的加大，操作工转变处理效应的思想观念，结合微机曲线，用较短的时间处理效应，效应系数也得到了很好的控制，见图2。效应持续时间也有了明显降低，见图3。从图2、图3可以看知：1-6月份，效应系数平均降低0.03次/槽.日,效应持续时间降低20秒,经计算效应分摊电压可降低3mV。2009年1-6月效应系数的变化趋势0.140.1220.1390.1340.1080.15800.050.10.150.22009年1月2009年2月2009年3月2009年4月2009年5月2009年6月2009年1-6月效应持续时间的变化趋势6563656467840204060801002009年1月2009年2月2009年3月2009年4月2009年5月2009年6月（3）降低炉底压降。我们通过实行氧化铝浓度的低窄控制，采取及时打捞炭渣、换极时检查炉底等措施，使炉底压降较实施前降低3mV，使炉底压降并没有随着槽龄的增长出现明显的增高，见图4。2009年1-6月炉底压降的变化趋势389.6386.3386.7390.6387.6389.73843853863873883893903912009年1月2009年2月2009年3月2009年4月2009年5月2009年6月（4）降低槽周母线压降。它主要与母线配置，母线本体压降，各焊接点压降有关。对此，我们主要采取的措施是：加强对母线卫生的清扫与通风。针对大修槽，先对立柱母线压接面进行研磨处理，安装前对压接面进行包装保护，槽上部对位后拆卸包装，进行压接面连接紧固工作即可。在今年1-6月份大修的5台槽上进行了实施，电解槽通电后，测量立柱母线压接面压降，在2mv左右，较实施前的10mV降低了8mV。通过以上对策实施，系列母线电压降低了3mV，见图5。2009年1-6月母线压降的变化趋势23.721.321.622.623.124.5192021222324252009年1月2009年2月2009年3月2009年4月2009年5月2009年6月3、采用“小步慢跑”的方式压低极距，实现槽工作电压降低50mV。在降极距过程中为了槽况平稳运行，电流效率不受太大的损失，我们采取了“小步慢跑”，即每降低10mV，待槽况稳定后，再进一步降低的方式。通过三个月的时间，我们实现了将工作电压又降低了50mV，极距从原来的4.5cm降到了4.1cm，见图6。2009年1-6月极距的变化趋势4.54.114.264.34.334.533.944.14.24.34.44.54.62009年1月2009年2月2009年3月2009年4月2009年5月2009年6月4、建立低电压、低极距下运行的工艺技术模型，进一步提高电流效率。在极距降低0.4cm条件下，为使电流效率不受很大的损失，我们通过优化技术参数，提高电解质导电性，降低电解质电阻，来提高电流效率，最终摸索出一套适合低电压、低极距运行的工艺技术模型。具体如下：（1）适当提高分子比电解质分子比较高的电解质导电性好，适当地提高分子比才可能使槽子在较低的工作电压下较平稳地生产。为此，我们首先将考核标准从原来的2.1-2.4调整到2.2-2.5；其次，利用干法氟化铝具有流动性好、挥发损失少的优良特性进行全面推广使用。在氟化铝的添加上我们精细到槽，由专人负责跟踪添加，并实时建立添加台帐。实施以后分子比合格率有了明显提高，通过实施摸索出了分子比以2.35-2.45为最最佳的控制范围。（2）保持适宜的槽温适宜的槽温对于溶解氧化铝、改善电解质的导电性有很大的帮助，槽温偏低时，氧化铝的溶解度降低，炉底状况变差；槽温较高时，电解质的活性好，溶解氧化铝的能力较强。槽温偏高时，又会降低电流效率。我们将槽温考核标准从925-950℃调整为925-945℃，通过实施摸索出了槽温以930-940℃为最佳控制范围。（3）适当提高铝水平值得注意的是，电解槽是一个综合性的系统，各技术条件的改变必将互相影响。槽温和分子比调整后，相对原有平衡要建立新的平衡。在这个过程中，值得关注的技术条件是铝水平。铝水平不应随工作电压的降低而降低，而应维持现状或略有增高，以抑制电压降低后由于炉底的不良情况对阳极工作状态的影响。降电压后，铝水平的考核标准由原来的23-25cm调整为25-28cm。（4）实现低窄氧化铝浓度控制根据氧化铝浓度较低具有电解质导电性好，氧化铝溶解速度快，槽底生成沉淀物小的特性，我们提出实现低窄氧化铝浓度控制。具体措施为：加强对氧化铝浓度的取样分析和考核力度;实现了对槽控系统升级改造;结合微机历史曲线，人机联动进行分析，及时调整加工间隔，将氧化铝浓度的控制范围从原来的1.5-3.5%调整到1.5-2.8%，保证氧化铝浓度在较窄的范围内波动，为稳定槽况，提高电流效率起到了保障作用。（5）另外，为提高提高电流效率，我们对换极操作、炭渣打捞、炉面整形等工作也非常重视，通过开展了全员操作达标活动，保证了操作质量。5、采取“高电流强保温”技术，确保电解槽能量平衡（1）在降低电压的同时进行系列电流强度的强化，电流强度累计共强化5%，保证电解槽有足够的热收入来维持能量平衡。（2）通过采取电解槽四角保温、增加极上保温料厚度以及提高操作的及时性，来减少电解槽的热损失，确保能量平衡。6、在降电压过程中，我们还进行了其它的尝试：改造了10台新型槽控系统，实现低窄氧化铝浓度控制的实验；使用上部开槽阳极，降低铁-炭压降的实验；用清洗剂清洗阳极导杆降低卡具压降；实践了处理母线压接面的技术，降低了立柱母线压接面压降。这些试验与技术的应用为我们下一步继续降低电压提供了保障。三、总结效果1、6月较1月，电解槽设定电压降低60mV，平均电压降低71mV。2、6月较1月，电流效率降低0.4%3、6月较1月，直流电耗降低169kWh/t-Al。四、取得的经验和存在的问题1、低电压技术实施应分为挖潜电压潜力和降低真实极距两个阶段，第一阶段容易实现。可快速推进，第二阶段要采取“小步慢跑”谨慎行事2、为了解决低电压项目实施过程中能量平衡的问题，必须同时进行强化电流作业，华圣电流由300KA强化到315KA，电流密度由0.73A/cm2提高到0.77A/cm2左右。3、电压降低后，一般会带来电解温度的降低，要利用这一契机建立与之适应的电解槽控制技术和技术条件匹配的体系，尽量做到电流效率不降低。4、加强电解槽外部保温是解决低电压槽能量平衡问题的重要措施。5、和201项目一样，低电压技术也要求现场有更加精细的操作，高质量的原辅材料。因此，推行精益化操作，提高阳极和氧化铝质量，关系到低电压项目的成功与否，大家必须特别重视。6、目标电压降至3.95V以下时，电解槽热收入减少，进入偏冷行程运行。此状态下，应当注意以下问题：1）不能用撤铝的方法解决热收入不足的问题；2）要进一步强化电流，增加保温措施;3)对效应系数升高的问题，要从解决热平衡方面入手，不能强行下压；4）要更加精细化操作；5）提高原辅材料的质量，特别是阳极质量。总之，要做好电解槽长期偏冷运行的管理准备，保障电解槽在低电压下长期稳定运行。五、下一步工作打算2010年接近年末，华圣公司推行低电压技术的方向已经深入人心，导致项目出现反复的现场问题已经逐步解决，因此，2011年华圣公司将继续加大与郑州研究院的合作，在槽控技术的提高、效应系数的降低和阳极质量的提高上取得突破性的进展，力争在平均槽龄接近2000天的非201项目槽上实现槽电压低于4V的目标，并结合201项目和阻流块项目的实施，将系列铝锭综合电耗降低到13950kWh/t以下。谢谢大家！