1、H 92 中华人民共和国有色金属行业标准YS/T 480-2005 铝电解槽能量平衡测试与计算方法四点进电和两点进电预蜡阳极铝电解槽Aluminium cell test for energy balance and its calculation method -一-Four-pointfeed current and two-point feed current prebaked anode aluminium cell 2005-05-18发布2005圄12-01实施国家发展和改革委员会发布YSjT 480一2005目次皿11233489口法法方方算算计计与与试试测则衡衡平平压压电电槽槽
2、解解电电铝铝极极阳阳蜡蜡预预电电进进式点占项公析四两试u算分副则-M叫十1仕町、/).2刷刷川啊录录量择算理量附附本选计处巨性性.基数表衡据酣范范H与参仪平数解呱规围则算试量试电气、们范通计测能测铝4l了录录前1234567附附I YS/T 480-2005 前言本标准根据目前国内铝行业的实际情况和发展趋势的要求，以及四点进电预蜡阳极铝电解槽等一些新型的铝电解生产设备在国内铝电解生产中的成功应用，特制订两点进电和四点进电预蜡阳极铝电解槽能量平衡测试与计算方法，有利于准确量化预蜡阳极铝电解槽的能耗水平，有利于不同铝电解槽之间进行能耗比较。本标准附录A和附录B为规范性附录。本标准由全国有色金属标准
3、化技术委员会提出并归口。本标准由全国有色金属标准化技术委员会负责解释。本标准由中国铝业股份有限公司贵州分公司负责起草。本标准主要起草人:龚春雷、蔡逸侠、曾垂新、刘四清、张凤琴、狄贵华、任剑、李小青、黄燕、刘钢。m皿1 范围铝电解槽能量平衡测试与计算方法四点进电和两点进电预蜡阳极铝电解槽YSjT 480一2005本标准规定了冰晶石-氧化铝熔盐电解法四点进电和两点进电预熔阳极铝电解槽能量平衡的测试方法与计算方法。本标准适用于冰晶石氧化铝熔盐电解法四点进电和两点进电预蜡阳极铝电解槽能量平衡测试与计算。2 通则与基本量2. 1 铝电解基本过程的总反应式铝电解基本过程总反应式见公式(1)。3N r-r.
4、 , 3(1 -N) A1203十一一C=2 Al+一一一一CO2+一一一一CO(1 ) 1 + N - - - , 1 + N - - 1 + N 式中N为阳极气体中CO2的体积分数，N=C02/(C02 +cm x 100%。2.2 物料平衡2.2. 1 电解槽每小时产铝量电解槽每小时产铝量见公式(2)。M = 0.335 5 1币式中zM 电解槽每小时原铝产量，单位为千克每小时(kg/h);0.335 5一一铝的电化学当量，单位为克每安培小时g/(A.h); I 电解槽通过的电流强度，单位为千安(kA); ?一-电流效率，单位为百分数(%)。2.2.2 氧化铝消耗量氧化铝消耗量见公式(3
5、)。P Al,03 = O. 634 1平式中:P A1,03 氧化铝的消耗量，单位为千克每吨铝(kg/t-Al); O. 634 氧化铝的电化学当量，单位为克每安培小时g/(A.h)。2.2.3 氧化铝理论单耗氧化铝理论单耗为1889.7kg每吨铝(kg/t-AD。2.2.4 碳的理论(最小)消耗量碳理论单耗为333.3kg每吨铝(kg/t-Al)。2.2.5 碳生成CO2和CO的电化学当量碳生成CO2的电化学当量为0.112g每安培小时g/(A.h);碳生成CO的电化学当量为0.224g每安培小时g/(A.h)。. ( 2 ) . ( 3 ) YSjT 480-2005 2.2.6 二氧化
6、碳的生成量或或式中zc23N44 。=一一一一1 + N 54 23/1)44 m=-7-12一一lx4飞币J27 PF23/144 o. = -7-12一_lx M 4飞币r27 PC02一-1千克铝二氧化碳生成量，单位为千克每千克铝(kg/kg-AD;pLO2一一1小时二氧化碳生成量，单位为千克每小时(kg/h)。2.2.7 一氧化暇生成量或或式中zp3(1N)44 co =一一-一一一一1 + N 28 2/1128 co =-;:;-1一-llX一3飞甲J 27 2/128 co = (一-11xM 3飞平J 27 Pco-1千克铝一氧化碳生成量，单位为千克每千克铝(kg/kg-Al)
7、 ; p乌一-1小时一氧化碳生成量，单位为千克每小时(kg/h)。2.3 铝电解槽的电压平衡2.3.1 四点进电铝电解槽的电压平衡按附录A的规定进行测试计算。2.3.2 两点进电铝电解槽的电压平衡按附录B的规定进行测试计算。2.3.3 将电解槽电压平衡测试与计算数据代入能量收入计算。3 计算参数选择与测试项目3. 1 电流强度:为测试期间系列电流平均值。3.2 电解温度:为测试期间每小时测试一次的电解质温度平均值。3.3 发热电压:为体系电压。3.4 电流效率:使用气体分析仪测定CO、COz浓度，导出N值，按公式(6)计算电流效率。1 = (N X + O. 5忏山+刊O叫X1 3.5 小时产
8、铝量:由公式(2幻)计算求得。3.6 环境温度:为测试期间厂房内每小时测试一次的室内温度平均值。3. 7 排烟管烟气温度:在排烟管测定孔处插入温度计，每小时测量一次的烟气温度平均值。. ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) 3.8 CO、COz气体浓度测定方法:在槽A侧或B侧大面处打一个直径约1100mm的孔，罩一个白00mm500 mm的集气罩，用皮球接入漏斗接口处，用集气球排空几次集气，用气体分析仪测定CO、CO2气体浓度，利用压差原理测定烟气速度及动压、静压算出烟气流速折算烟气流量。3.9 换出阳极重量:为清极后称量的换出阳极重量，单位为千克(kg)。3. 10 钢爪温度:测量换出阳极的钢
9、爪温度值，单位为摄氏度CC)。3. 11 换极时间:按实际换极时间计，单位为min/块。YSjT 480-2005 3.12 电解槽各部散热值:为槽壳、槽罩、阳极导杆、槽水平顶部、阴极钢棒头等的散热值。4 测试仪表4. 1 热流计，测量范围O土9999 kcal/Cm3 h)。4.2 气体分析仪。4.3 数字万用表:精度0.504.4 流量测定仪。4.5 数字温度显示仪:精度土0.5%。4.6 红外线测温仪。5 能量平衡计算原则5. 1 能量平衡的计算原则:以环境温度为电解槽能量平衡计算的基础温度。5.2 能量平衡的计算体系:槽底二槽壳一槽罩一阳极导杆-槽底(包括阴极钢棒头)。5.3 建立体系
10、模型，见图105.4 能量收入、支出计算以千焦每小时也J/h)为单位。5.5 槽壳、槽罩、阳极导杆、水平顶部测试布点见图2、图3。反应热CO、CO2气体耗热电铝液带走热电能收入残极带走热(含钢爪导轩解槽换块散热槽壳、炉底及槽罩、阴极钢捧头散热空气带走热固1体系模型圈x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 槽底x x x x x -x x x ， x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 图2槽底、槽侧部测试分布点3 YS/T 480一2005TE端x x x x 直1 x x x x x 直直1 x 直x x x
11、 直x x x x 囚囚o 0 回囚囚囚因囚 因囚囚o 0 囚x x 直x x x 1 x x x 1 x x x x x x x x x x 1 x x 固3槽罩、阳极导杆、水平顶部测试分布点6 测试数据处理及计算公式6. 1 能量收入计算能量收入计算见公式(7)。Q电能=3 600 1 E体革内式中zQ电能一一收入能量，单位为千焦每小时(k/h);3600-1 kW. h能量换算单位，单位为千焦每千瓦小时kJ/CkW.h)J; E体革内一一发热电压，单位为伏(V)。6.2 能量支出计算6.2. 1 CO2气体消耗热量COz气体消耗热量见公式(8)。马02= nc02f:个CPC02dT式中
12、zQc02一-COz气体消耗热量，单位为千焦每小时(问/h);nC乌-一-1小时产生的CO2气体的物质的量，单位为千摩尔每小时也mol/h); Tj一一环境绝对温度，单位为开尔文(K); TziVlt一一烟气绝对温度，单位为开尔文(K); Cp叫一-COz气体热容，单位为千焦每立方米摄氏度以J/(m3 .OC)。6.2.2 CO气体消耗热量CO气体消耗热量见公式(9)。4 T ,G O C P-C 气烟TT a-EBEtsu o c n 一一O FU Q 囚一阳极导籽测点0-水平顶部测试. ( 7 ) . ( 8 ) ( 9 ) YSjT 480-2005 式中zQco一-co气体消耗热量，单
13、位为千焦每小时(k/h);nco一1小时产生的co气体的物质的量，单位为千摩尔每小时(kmol/h); Cpco -CO气体热容，单位为千焦每立方米摄氏度以J/(m3 .C)。6.2.3 CO、CO2气体消耗热量CO、cO2气体消耗热量见公式(10)。Qco、co，= Qco + Qco, 式中zQco、co，一-co、cO2气体消耗热量，单位为千焦每小时(k/h)。6.2.4 每小时产生的CO2、CO的物质的量根据A1203 + xC = 2 Al + yC02 + zCO得出公式(11): nco, - Y. nAI/2 ,nco = Z. nAI/2 式中znco, 每小时产生的CO2的
14、物质的量，单位为千摩尔每小时也mol/h); nAI一一每小时电解产铝的物质的量，单位为千摩尔每小时(kmol/h); nco一一每小时产生的CO的物质的量，单位为千摩尔每小时(kmol/h)。6.2.5 铝电解反应耗热铝电解反应耗热按照公式(12)计算。八H7?QR1 ， Q反应=-2二旦旦XnAI X 10 其中t:.H1298的计算见公式(13): . ( 10 ) .( 11 ) ( 12 ) t:. H1298 = 2 t:.H1298AI(固)+Yt:.H1298CO, (气H，t:.H2赃。(气)-t:.H298AI，03(固Hxt:.H298c(固(13 ) 公式(13)中25
15、.C(298 K)时主要反应物质的反应热熔值为:t:.H1298AI(固)= 0; t:.H1298C(固)= 0; t:.H12赃。(气)= (- 110. 70 kJ/moD; t:.H 1298AI, 03 (固)= (-1 678.74 kJ/mol); t:.H1298CO，(气)= (- 394.15 kJ/moD。5.3 铝液带走热铝液带走热分为3部分，即QAI=QAI熔+QAI困+QAI液，其中:QAI熔=M式中:QAI熔一-铝熔化带走热，单位为千焦每小时(k/h); A 铝熔化热，其值为397.33kJ/峙。QAII固=cjMt:.tj 式中zQAI周一一铝凝固带走热，单位为
16、千焦每小时(kJ/h) ; Cj一一铝20.C675.C的平均比热，其值为0.9739kJ/(kg. .C); t:.tj一一一熔化温度与环境温度的差值，即t:.tj=t熔化温度t环境温度，单位为摄氏度CC)。QAI液=C2 M t:. t2 式中zQAI液一一铝液由电解温度降至凝固温度所带走的热量，单位为千焦每小时(kJ/h); C2一一铝800.C时的比热，其值为1.078 9 kJ / (kg .C); t:.t2电解温度与铝熔化温度的差值，即t:.t2=t电解温度-t铝熔化温度，单位为摄氏度CC)。. ( 14 ) . ( 15 ) . ( 16 ) 5 YS/T 480-2005 6
17、.4 残极带走热残极带走热见公式(17)。Q残极=去Xc残极Xm残极(T2残极T1 ) 式中:Q残极-一残极带走热，单位为千焦每小时(kJ/h);去一每小时换极数;C残极-一残极比热，其值为0.7118 kJ/(kg. K); m残一一-残极重量，单位为千克每小时Ckg/h);一电解温度十残极温度T2残破一一换块平均绝对温度，即T2酬，单位为开尔文(K); 6.5 钢爪带走热钢爪带走热见公式(18)。Q钢爪=去Xc钢爪Xm钢爪(T2钢爪T1 ) 式中zQ钢爪钢爪带走热，单位为千焦每小时(kJ/h); C钢瓜一一钢爪比热，其值为0.5024kJ/(kg K); m钢爪钢爪重量，单位为千克每块阳极
18、(kg/块); T2IIVI一一钢爪绝对温度，单位为开尔文(K)。6.6 换极散热6.6. 1 对流散热对流散热计算见公式(19)。Q对流=对上部(t2-tJ)S式中:Qlili: 对流散热损失，单位为千焦每小时(k/h); 对上都=Am(2 t1 ) 1/3 ，对上部=1.3对;. ( 17 ) . ( 18 ) . ( 19 ) Am -常数，与介质性质及计算温度t计有关，见图4.t计=(t2-tJ)/2，单位为摄氏度CC);何对流换热系数，单位为千焦每平方米小时摄氏度kJ/(m2 h. OC)J; t2一一体系植度，单位为摄氏度CC); (1-一一环境温度，单位为摄氏度CC); S一一给
19、热面面积，即实际阳极底掌面积，单位为平方米Cm2)。Am 1. 4 1. 2 0.8 0.6 0.4 0.2 0 50 100 200 300 400 500 600 t计圄4Am与t计关系曲线圄6.6.2 辐射散热辐射散热计算见公式(20)。Q辐射。.叫(导f一(缸6 .( 20 ) YS/T 480-2005 式中zQ辐射一一辐射散热损失，单位为千焦每小时(kJ/h);E一一散热面的黑度系数，e:=0.9;c。一一绝对黑体辐射系数(0=20.7665kJ/(m2 h. K4); 一一辐射角度系数，=1.0; Tz何一二体系绝对瘟度，单位为开尔文(K)。6.6.3 换极散热换极散热计算见公式
20、(21)Q换极工土旦(Q，布施+Q辐射)世咽60 D 川阻咽刑( 21 ) 式中:Qu一一换极散热损失，单位为千焦每小时(kJ/h);t一一每次换极所用时间，单位为分钟(m); 去二每小时换极数。6. 7 空气带走热空气带走热见公式(22)。T JG nv c 气烟T2T Fttt1J hH工V 一一由工Q . ( 22 ) 式中zQ空一一空气带走热，单位为千焦每小时(kJ/h); Cp一一空气定压比容，查气体平均定压容积比热表，采用插入法求Cp;V空每小时槽中空气流量，见公式(23)，单位为立方米每小时(旷/h)。V空=V槽Vco、C()2( 23 ) 式中zv槽一电解槽气体流量，单位为立方
21、米每小时(m3/h)。V、CO2一一标准状态下CO2、co气体所占体积之和，见公式(24)，单位为立方米每小时(m3/h)。VClJ、CO2V co + VC()2 ( 24 ) 式中:VC02一-标准状态下CO2气体所占体积，即Vco，=n2 X22. 4，单位为立方米每小时(旷/h);Vc。一标准状态下co气体所占体积，即Vco=n() X 22.4，单位为立方米每小时(旷/h)。6.8 电解槽散热用热流计测出各测试点热流量，按公式(25)求出各部散热损失，再按公式(26)求和得电解槽散热总和。Q散=q， X 5, ( 25 ) 式中zQ散一电解槽某部散热损失，单位为千焦每小时(kJ/h)
22、; q，一一测定部位的平均热流量，单位为千焦每平方米小时kJ/(m2 h)J; 5, -测定部位面积，单位为平方米(m2)。Q散且和=Q槽壳十Q导杆十2.:Q槽罩十二:Q水平顶部十三:Q阴极棒十三:Q炉底( 26 ) 6.9 电解槽能量平衡表电解槽能量平衡表见表1。7 YS/T 480一2005表1电解槽能量平衡表能量收入(k/h) 项自反应热QEi血co、CO，气体耗热Qco、co，铝液带走热QAI残极带走热Q晴徽钢爪带走热Q嗣爪换极散热Q畏块空气带走热Q空电解槽各部散热Q散Q电能其中g槽壳四周散热Q槽壳四周7 铝电解槽能量平衡分析7. 1 能量利用率炉底散热Q炉店槽罩散热Q槽罩水平顶部散热
23、Q水平西部阳极导杆散热Q阳匾导杆阴极钢棒散热Q阴植铜柿测试误差能量支出合计Q支出能量支出各部位支出量/(kJ/h)百分数/(%)7. 1. 1 有效能量z有效能量是指达到工艺要求时，理论上必须消耗的能量，铝电解的有效能量，即理论耗电率，是理论上生产单位质量金属铝所需要的电能，包括三部分za) 分解A1203的能量pb) 加热A1203从常温到反应温度所需的能量;c) 加热C从常温到反应温度所需的能量。以上三项相加折合电能为6320 kW h/t-AL 7.1.2 收入能量:收入能量是外界向体系提供的电能。7. 1. 3 能量利用率:能量利用率等于有效能量与供给能量的百分比。7.2 能量平衡测试
24、误差能量平衡测试误差，应占供给能量总和的士5%以内，即I(Q支出Q电能)/Q电能IX 100%运5%。7.3 绘制铝电解槽能流固根据各项支出占供给能量的百分数，绘制能流图。7.4 能量利用率分析通过能量平衡测试计算结果与同类先进槽型进行对比，分析各部位能量支出情况，指出提高能量利用率的改进意见，进一步提高能源科学管理水平，达到节约能源的目的。8 YS/T 480一2005附录A(规范性附录)四点进电预蜡阳极铝电解槽电压平衡测试与计算方法A.1 阳极母钱压降A. 1. 1 立柱母钱压降A. 1. 1. 1 立柱母线是上台槽阴极水平大母线汇聚部分，同时是下台槽进电电流的连接母线。此测定方法，分别在
25、进电端槽大面处四根立柱大母线取全段测试，立柱母线压阵分别记为VA1、VA2、VA3、VA4取点测定方法见图A.l。固A.1立柱母钱压降测试示意图A. 1. 1. 2 数据处理方法按照公式(A.1)分别计算VA1、VA2、VA3、VA4再按公式(A.2)计算V立柱。V Al = 5:V a1 )2 + (Va2 )2 , Tr TT , V + V 1= ，a; :,a +Va3+VA1尊阳隆+一一一一一Va1 + Va2 旧旧守阵V1+V2 Vu= 5:V a1 )2 + (Va2 )2 , TT , Tr , V + V A4 = . a; T a / + Va3 + V A4等距压降+一一
26、一一-V a1 + V a2 守配怦V 1 +V2 .(A. 1) V立柱ZVA1X VA1等距压降十VA2X VA2等于主降+VA3XVA3等距压降+VA4 X VA4等距压降.( A.2 ) VA辄压降A. 1.2 阳极软带母钱压降电解槽分为四点进电，进电侧为A侧.A侧阳极横母线分别用软带母线与四根立柱大母线连接。A. 1.2.1 软带母钱压降测定方法阳极软带母线至阳极横母线之间的连接软带测定方法见图A.20A. 1.2.2 数据处理方法按公式(A.3)计算V软带母线。V VIl软+V2软+V3软十VL软软带母线=VA1软+VA2软+VA3软十VA4平.( A.3 ) 9 YS/T 480
27、一2005A. 1.3 阳极横母线压降A. 1. 3. 1 测定方法固A.2软带母钱压降测试示意圄电解槽分为A、B两个侧面，进电端为A侧，阳极横母线的测点位置分别记为VA1、VA2、VA3、.、VA，出电端为B侧，阳极横母线的测点位置分别记为Vlll、VB2、Vm、.、V日.，其测定方法见图A.3。v，也1VA2 VA3几4VA5 VA6几7几8VA9以10以11V12队13几J圄A.3阳极横母线测试图A. 1.3.2 数据处理方法按公式(A.4)计算V阳极横母线。2: (VA等距压降J十三:(V岛等距压降几)V ,.,. i 1 阳极横母线一2:Vi呻距压降十三=VIl等距压降( A.4 )
28、 A. 1.4 阳极平衡母结压降A. 1.4.1 阳极平衡母线是连接A、B面阳极横母线的连接母线，测试方法见图A.4。圈A.4阳极平衡母钱测试示意图A. 1. 4. 2 数据处理方法按公式(A.5)计算V平横母线。10 YS/T 480-2005 V V飞+V2+V +VL 平衡母线Vr+Vu +Vrn +VN V蝉距压降、，/FD A J，、VA，等距压降十三:v膊距压降A. 1.5 阳极母线压降按公式(A.6)计算V阳极母线。V阳极母线=V直柱十V软带母线+V阳极横母线+V平衡母线( A.6 ) A.2 阳极电压降A. 2.1 卡具压降A. 2. 1. 1 测定方法卡具压降是阳极横母线与阳
29、极导杆间的压降，测试方法见图A.5，记作VA1、VA2VAVlll、VB2, V n, 0 图A.5铝导杆压降测试示意图A. 2. 1. 2 数据处理方法按公式(A.7)计算V词。三CV呻距fE降XV，卡)十二(V叫距压降XVn，卡)V-t l 卡具巧，A 三JV叫距叫十三JVB辄压降A. 2. 2 铝导杆电压阵A. 2. 2.1 测定方法依次测A、B两侧导杆电压降，测试值记作V八l导、VA2导VA，导，Vm导、飞四Vll，!，见图A.50A. 2. 2. 2 数据处理方法按公式(A.8)计算V卡具。二二(VA，尊距压降xV呻)十三:(VHrW降XV B V导丰l ( A.8 ) 三JV八2等
30、距压降十三:v呻距压降i-=-l ;-=-1 A.2.3 爆炸焊电压降A. 2. 3.1 测定方法依次测A、B两侧爆炸焊片压降，测试值记作气l爆、VA2爆VA，爆，Vm爆、V1l2爆VB蝉，见图A.6。11 YS/T 480-2005 VA.等距压阵VA1爆圈A.6爆炸焊压降测试示意图A.2.3.2 数据处理方法按公式(A.9)计算V爆。22(VAZ等距压降XV A,.) + 2: (VB，等距压降xV Bi.) V爆=卢1三JV呻距压降+三JV晴距压降A. 2. 4 钢爪电压降A. 2. 4.1 阳极铜爪电压测定方法( A.9 ) 依次测VA1、VA2VA，;VB1、VBZ.VB，每块阳极的
31、三个(或四个)钢爪压降，阳极钢爪压降记作VA1爪、VA2爪VA，爪，VB1爪、VB2爪VB，爪，见图A.7。固A.7阳极钢爪、阳极碳块测试示意固A. 2. 4. 2 数据处理方法先按公式(A.10)用算术平均计算每块阳极的m个钢爪(三个钢爪或四个钢爪)压降VA，爪，然后按公式(A.11)用功率法计算V钢爪。VA1月= (VAll爪+VA12)十+VA1m爪)+m VB1爪=(VBll ) + VBlZ爪+VBlm爪)+mV A, -(VA.爪+VM爪十+VAun爪)+m VB，爪=(VBl爪+VB，z爪+VBun爪)+m( A. 10 ) 12 YSjT 480-2005 2:(V崎距压降XV
32、A呱)+(V晴距压降XVB，爪)V钢爪=EEl n z二l. ( A. 11 ) 三=VA，等距压降+V晴距压降i=l i=l A. 2. 5 阳极碳块电压降A.2. 5.1 测定方法A. 2. 5. 1. 1 揭开炉盖，用多功能天车打测定洞。A. 2. 5. 1. 2 测定A、B两侧阳极(28、30或32块)。A. 2. 5. 1. 3 测定棒一端插在阳极钢爪与碳块相切位置，另一端钩在阳极底表面上，见图A.7。A. 2. 5. 2 数据处理方法先按公式(A.12)V A，阳和VB，阳然后按公式(A.13)计算V阳。VA1阳工(VA11阳+VA12阳十+VA1m阳)-;.-mVB1阳(Vl1阳
33、+V12阳+Vll1m阳)-;.- m VA，阳=(VA.J阳+VM阳+VAun阳)-;.- m VB，阳=(VBil阳+VB2阳十+VBun阳)-;.-m. ( A. 12 ) VA，等距压降XVA，阳+V晴距压降XVB，阳V阳-:=1一一一一二1V呻距压降十三JV晴距压降、EFnB侧阳极横母线压降值记为VB1、VB2。测定方法见图B.3。B. 1. 4. 2 数据处理方法2-2 9RU-nu v-v +一+1-1 2B二BV-v +一+2-2 2A-A V-v +一lTI-2A-A V-v 线母横撮阳V ( B. 12 ) B. 1.5 阳极母结压降V阳母=V宜柱+V端损+V软+V阳极横母
34、线.( B. 13) B.2 阳极电压降B. 2.1 卡具压降B. 2. 1. 1 测定方法卡具压降是阳极横母线与阳极导杆间的压降，测试方法见图B.4，记作VA1、VA2VAVBl、VB2VB, o 圄B.4铝导杆压降测试示意固B.2. 1. 2 数据处理方法2:(VAt等距压降XVA冲)+(V町等距压降xV时)V卡具=2=l n 丁l(且14) V呻距压降+V晦距压降B.2.2 铝导杆电压降B. 2. 2.1 测定方法依次测A、B两侧导杆电压降，测试值分别记作VA1导、VA2导VA，导;VB1导、VB2导VB，导，测定方法见图B.4。B.2.2.2 数据处理方法2:(VAZ等距压降XVMt.
35、)+(V晴距压降xV畔)V导籽=卢ln 丁1.(B. 15) VA;等距压降+VB;等距压降19 YS!T 480-2005 B.2.3 爆炸焊电压降B. 2. 3.1 测定方法依次测A、B两侧爆炸焊片压降，测试值记作VA1爆、VA2爆VA，爆，VBIi VB2爆VBi，测定方法见图B.5。VAi等距压阵VA1 圈B.5爆炸焊压降测试示意图B.2.3.2 数据处理方法EJ(VAZ等距压降XVAi.)十三:(V晦距压降XVBi.) V爆，Elnz:1.c旦16) B.2.4 钢爪电压降B. 2. 4.1 测定方法三=VAi等距压降十二JVU等距压降依次测A、B两侧每块阳极的m个钢爪(三个钢爪或四
36、个钢爪)压降，阳极钢爪压降记作VA1JJ、VA2爪VAi爪，VB1爪、V2爪v日，爪，见图B.6。圄B.6阳极钢爪、阳极碳块测试示意固B. 2. 4. 2 数据处理方法先用算术平均计算每块阳极的m个钢爪(三个钢爪或四个钢爪)压降，再用功率法计算。20 YS/T 480-2005 VA1 JJ = (VAll爪十VAI2爪十十VA1m爪)-:-mVBl爪-(VBllJJ + VBl2爪+VBlm爪)-:-mVA;爪=(VA;I爪+VAi2爪十十VAm.爪)-:- m VB;爪-(VB;J爪+VB;2爪+VB衍，爪)-:- m . ( B. 17 ) 三JWAZ等距压阵XVA，爪)+(V畔距压降X
37、VBiJJ)V钢爪工2=ln z:1 . ( B. 18 ) B.2.5 阳极碳块电压降B. 2. 5. 1 测定方法VA;等距压降+VB;等距压降B. 2. 5. 1. 1 揭开炉盖，用多功能天车打测定洞。B.2.5.1.2 测定A、B两侧阳极，测定棒一端插在阳极钢爪与碳块相切位置，另一端钩在阳极底表面上，阳极碳压降记作VA1阳VA，阳，VBl阳v酬，测定方法见图B.6。B.2.5.2 数据处理方法VA1阳=(VAll阳+VAI2阳+十VA1m阳)-:-mVBl阳(VBll阳+VBl2阳十+VBlm阳)-:-mVA，阳(VAil阳+VA;2阳十+VAun阳)-:- m VB，阳=(VB;J阳
38、+VB;2阳+VBm.阳)-:-mB.2.6 阳极电压降B.3 炉底电压降B. 3.1 测定方法(B.19) 2:VAZ等距压降XVAi阳+V呻距压降XVB;jl8V阳=a=ln . ( B. 20 ) VAi等距压降+VB;等距压降V阳极=V告具+V导杆+V爆十V钢JJ+V阳( B. 21 ) 揭开炉盖在电解槽A、B侧均匀取n个点，用多功能天车打测定洞n个，测试法记作VA1炉VA，炉，VBl炉VB，炉测定方法见图B.70VAi妒固B.7炉底压降测试示意图B.3.2 数据处理方法ZVMf十二jV B.IJ V炉底= 1 6 1 ( B.22 ) 21 YS/T 480一2005B.4 阴极母钱
39、电压降B. 4.1 阴极小软带电压降B. 4.1.1 测定方法从阴极钢棒铝焊头至阴极水平母线为测点，见图B.8。从TE端至DE端依次测A、B两侧阴小软带电压降，压降值分别记作VA1、VA2VAi，VB1、VB2VBiov; 固B.8阴极软带及阴极连接母钱测试示意圄B. 4. 1. 2 数据处理方法由于电解槽阴极A、B两侧软带母线配置不同，在处理该压降时，实测值应乘以相应的电流分布修正系数kA1、kA2.kAi ;km、kB2kBi0 三JKAzVLa十三=KBiX V; VI!Jl软带=27 丁1. ( B.23 ) :Z= K Ai X V Ai + :Z= K Bi X V岛注:160 K
40、A电解槽，阴极软带在设计中A，至A16、B，、队、B5、B12、B、B14电流分布修正系数为1;B，、鸟、B，s、B16电流分布修正系数为0.2;队至Bll电流分布修正系数为0.8。B. 4. 2 阴极A侧水平段母线电压降B. 4. 2.1 测定方法从TE端至DE端，依次测A侧各段阴极水平母线电压降，见图B.8，压降值分别记作V1、V2Vi。B.4.2.2 数据处理方法B. 4. 3 阴极连接母线电压降B. 4. 3.1 测定方法Z VAi X.2:v水平V水平= l6 6 1 . ( B. 24 ) 三JKJAz十三JKBiVBg从TE端至DE端，依次测A侧各段连接母线压降值，见图B.8，分
41、别记作V.1，V.2Vai0再依次测22 B侧连接母线压降，分别赢余Vb1、Vb2Vbi。B.4.3.2 数据处理方法YS/T 480-2005 (VA1 + V A2 )Va1 + + (VA15 + VA川Va8+ KBi X V B, X V b, V 阴连接一三jKVAiX V Ai + K出XV Bi ( B. 25 ) B.4.4 阴极母线电压降V阴极母线=V阴软带+VA水平+V阴连接. ( B.26 ) B.5 效应电压V. = n(V效-V工)t效应1 440 ( B. 27 ) 式中zn 效应系数，单位为次/槽日;V工一一槽工作电压，单位为伏(V); V效一一效应发生时电压，
42、单位为伏(V); t 效应持续时间，单位为分(min)。B.6 极间电压极间电压由电解质电压和反电动势两部分组成，通常在实际测量中，难以测到反电动势。对于预蜡阳极电解槽，阳极块数多，阳极底部难以保持在同一平面，故电解质压降亦难以测到精确值。为此，要测到精确值，只有采用短路法。在实际测量中可采用反减法或电压极距法。B.6.1 短跑法B. 6. 1. 1 确定进行电压平衡的电解槽，要求炉膛比较大，规整。B. 6.1.2 测定步骤B. 6. 1.2. 1 阳极母线电压降、阳极电压降、槽底电压降、阴极母线电压降测定完毕之后，测电解质电压和反电动势。B.6. 1.2.2 先与计算机联系，打印该槽状态表，
43、确定当时槽电压记作V1。确认当时回转计数值为叫，(回转计数值在现场观察记录)，通知计算机室将该槽短路，当阳极全部浸入铝液中为止。再通知计算机室立即打印槽状态表，该槽电压为V2，回转计数值为m2。即:V1- V 2 = V极间=V电解质+V极化.( B.28 ) V槽电压=V阳极母线+V阳极十V炉底十V阴极线线+V电解质+V极化( B.29 ) B. 6. 2 反减法将阳极母线电压降、阳极电压降、槽底电压降、阴极母线电压降测定完之后，通过数据处理，用测试期槽平均电压减去已知测试计算的槽各部压降，求极间电压。V极间=V槽平均一(V阳极线线+V阳极十V炉底十V阴极母线+V效应)( B.30 ) B.
44、6.3 电压一般距法极间电压由电解质压降和反电动势两部分组成。B. 6. 3.1 电解质压降电解质压降采用电压一极距法进行测量，测量时先升阳极三次，每次5mm，然后分三次降阳极回原位，记录每次升降阳极的槽电压及有关数据，同时用极距测定棒测量槽极距值，利用测量结果计算YS/T 480-2005 出电解质电压降。B.6.3.2 反电动势反电动势只能在停电时测量，为避免停电中测量反电动势造成的槽况波动，一般情况下，其值按经验值取定。B.7 两点进电预蜡阳极铝电解槽电压平衡表两点进电预蜡阳极铝电解槽电压平衡情况见表B.L表B.l两点进电预蜡阳极铝电解槽电压平衡表项目电压降/mV占总电压百分数/%)1.
45、立柱2.阳极端横母线一阳极母线3.阳极软带4.阳极横母线小计1.卡具2.铝导杆3.爆炸焊二阳极4.钢爪5.阳极碳块小计极间四阴极1.阴极软带五阴极母线2.阴极连接小i十效应电压分摊总计瞬时槽电压误差%)电流A)测量时间槽龄24 的CON-tO守同mh中华人民共和国有色金属行业标准铝电解槽能量平衡测试与计算方法四点进电和两点进电预蜡阳极铝电解槽YS/T 480-2005 * 中国标准出版社出版发行北京复兴门外三星河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销势印张2字数50千字2005年8月第一次印刷开本880X 1230 1/16 2005年8月第一版晤定价16.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533书号:155066 2-16302 YS/T 480-2005
