八小时出铝制的工业实践分析

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  [摘 要]传统电解铝企业一般采用24小时出铝制,即每台槽每24小时出铝一次。为了进一步提高电解槽电流效率,降低电解槽吨铝液直流电耗,我公司选取27台电解槽进行了为期一年多的8小时出铝制的工业实践,取得了较为理想的节能降耗效果。电流效率约提高了0.7个百分点;直流电单耗约降低120 kWh/t·Al。
  [关键词]8小时出铝制 工业实践
  中图分类号:TS75 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)36-0342-01
  2014年1月份开始,我公司选取了9台电解槽开展8小时出铝制的工业实践,2014年2月份,我公司再次选取18台电解槽开展8小时出铝制的工业实践,在此过程中电解车间员工克服多功能天车紧张的现实条件缺陷,坚持实施8小时出铝制,目前已取得初步成效,现将8小时出铝制的工业实践情况总结分析如下:
  1.8小时出铝制工艺简介
  传统电解铝行业一般采用24小时出铝制,即每台槽24小时出铝一次。8小时出铝制即将原本一次的出铝量分为三次完成,每台槽每8小时出铝一次。8小时出铝制相对于24小时出铝制可以减少铝水平的变化程度,根据Bruggeman通过参数灵敏度计算获得的结论,铝液高度增加3.8cm,引起电解质平均温度降低7℃,而电解质高度增加5cm,引起电解质平均温度降低3℃,因此减少铝液高度的变化程度有利于维持电解槽的热平衡的稳定性,另外8小时出铝制使得单槽每次的出铝量为24小时出铝制的三分之一左右,在一定程度上减少了铝液的波动,从而减少了铝的二次反应,电流效率在一定程度上有所提高。因此8小时出铝制相比24小时出铝制使电解槽整体运行稳定性能得到提高,从而达到提高电流效率的目的。
  2.工业实践结果分析
  2014年1月至2015年3月实验槽与非实验槽指标对比(如表1所示)
  由27台实验槽与非实验槽工艺技术条件以及经济技术指标对比可以看出,采用8小时出铝制后,试验槽的平均电压与非实验槽相比降低8mv,铝水平高于非实验槽0.77cm,炉底压降比非实验槽低13mv,散热孔温度比非实验槽低5℃,计划出铝量比非实验槽高14kg,电流效率比非实验槽高0.73%,吨铝液直流电耗比非实验槽低128.51kWh/t·Al。
  通过8小时出铝制在27台电解槽上的工业实践,电流效率与铝水平同时较非实验槽升高,表明8小时出铝制确实在一定程度上提高了电解槽的电流效率;炉底压降、散热孔温度低于非实验槽,符合“炉底保温,炉帮散热”的电解槽生产管理理念;吨铝液直流电耗与非实验槽相比大幅度降低,表明8小时出铝制节能降耗效果显著。
  3.经济效益分析
  (1) 按照吨铝液直流电耗降低120kWh/t·Al,按照青海省现行电价0.38元计算,吨铝液生产成本可降低45.6元/t,则规模为10万吨/年的电解铝企业采用8小时出铝制后年节约电费成本可达456万元。
  (2) 电流效率提高0.77个百分点,则吨铝液固定生产成本(不随产量变化而变化的生产成本,如固定资产折旧、管理费用等)降低:
  1-1/(1+0.77%)=0.764%
  按照吨铝液固定成本1400元/吨铝计算,则吨铝液固定成本减少1400×0.764%=10.7元/吨铝,规模为10万吨/年的电解铝企业采用8小时出铝制后年生产成本可减少107万元。
  (3) 采用8小时出铝制后,电解槽运行更加的平稳,槽寿命在一定程度上也会有所增加,该部分经济效益因暂无可靠数据支撑,不做详细计算。
  4.8小时出铝制的硬件要求
  24小时出铝制出正常情况下一包铝出3台电解槽,用时约20~30分钟,8小时出铝制一包铝出9台电解槽,用时40~50分钟,多功能天车使用时间增加了约1倍,因此对于部分电解铝企业可能需要增加多功能天车的数量以保证正常电解生产作业的按时完成。
  总结:采用8小时出铝制后,电解槽运行稳定性得到了一定程度的提高,吨铝液直流电耗降低约120kWh/t·Al左右,节能降耗效果显著。吨铝生产成本可降低10.7+45.6=56.3元/吨铝,规模10万吨/年的电解铝企业年节约生产成本563万元。但是对多功能天车的使用量有所增加,整体来看8小时出铝制相比24小时出铝制可在一定程度上降低生产成本,在电解铝市场竞争日趋激烈的情況下,采用8小时出铝制无疑是电解铝企业降本增效的一个效益十分可观的选择。
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