Design of Balanced Reactor Welded with Water-Cooled Aluminum Busbars

A new process of welding aluminum water-cooled busbars is proposed, It can not only reduce the weight and cost, but also improve the dynamic and thermal stability. Furthermore~ both finite element method analysis and a prototype test testify the advantages of the design which is not limited by load current and provides a new approach for water-cooled reactors.

基于磁流体稳定性提升的电解槽母线改造研究

磁场是电解槽磁流体稳定性的决定性因素,本文对铝电解槽的磁流体稳定性进行研究,通过采用自均衡网络化母线技术降低电解槽垂直磁场,改造后的垂直磁场平均降低47.5%,且四个象限磁场强度分布均匀。通过瞬态磁流体模型及流动场稳定性分析验证,500s左右后电解槽可自行恢复稳定状态,界面变形减小1.2cm,证明采用自均衡网络化母线技术后的电解槽自平衡能力及抗波动能力均得到增强,从而节省直流电耗150kWh/t-Al。

铝电解槽移动短接母线应用实践

为降低停槽黑电压,缓解电解铝企业的能耗压力,提出在某厂400 kA电解槽安装移动短接母线,并进行实验研究,效果显著,在“能耗双控”背景下,为铝电解行业降低停槽黑电压,进而降低无功能耗提供借鉴。

铝电解槽电磁流场的数学建模与应用

研究了铝电解槽复杂开域的媒质接触、结构化网格划分、磁场边界条件施加、场耦合等建模问题。运用标量电位法、标量磁位法和有限体积法在商业软件平台上开发了铝电解槽电?磁?流场的计算模块,并与工业电解槽上的测量数据对比验证其可靠性。在此基础上提出一种母线设计方法,获得较优的母线配置方案SG2。仿真结果表明:SG2水平电流小,磁场分布对称性好;熔体平行大面流动有助于氧化铝输运。磁场分析结果表明:立柱母线中的电流可大幅度抵消非均匀阴极母线电流对磁场分布的影响,决定最终磁场分布。

一种铝电解槽母线电流分布计算方法的探讨

由于电解槽的母线尺寸远小于其工作频率所对应的波长,可将其作为集中参数元件模型对待,即作为一个两端电气元件进行分析,并利用基尔霍夫定律进行计算。基于上述电网络理论,提出了利用Excel快速的数据处理能力进行母线电流分布计算的一种方法,并以某电解厂350kA系列电解槽的母线为例,对这种计算方法进行探讨。

大型铝电解槽母线配置的数值仿真与优化

通过运用商业软件ANSYS与自编程序相结合的方法,建立铝电解槽母线配置的参数化仿真计算模型,并基于磁流体稳定性评估准则采用遗传算法研究500kA铝电解槽的母线配置及其优化。研究结果表明,自适应优化后的母线在槽底为非对称强补偿母线配置方式,阴极母线电流的配置在大面A侧为6:4:2:0:5:7,在大面B侧为4:5:8:4:3,具有较好的物理场分布特征与磁流体稳定性,铝液中部垂直磁场极值为38.7Gs,铝液层的平均流速为0.148m/s。通过运用现代遗传优化技术能够实现多物理场下的目标优化,实现对母线配置参数组合的自动优化选择以及多物理场的优化配置。

论大型节能铝电解槽的设计-母线、阴极结构与磁流体稳定性

本文从大型节能铝电解槽的设计出发,介绍了大型化与磁流体稳定性的关系,归纳总结了提高磁流体稳定性的的两个途径,重点分析了阻流技术、降低铝液中水平电流技术、新概念母线设计技术对磁流体稳定性的影响,对超大型节能槽设计标准提出了建议。

输变电设备用铜铝复合母线研究现状与发展

阐述了输变电设备用铜铝复合母线的发展历史,详细介绍了输变电设备用铜铝复合母线的生产工艺技术、性能、温升计算方法以及行业发展趋势,以期为铜铝复合母线研究人员提供参考与借鉴。

铝电解槽母线配置的发展和展望

铝电解槽母线配置设计作为铝电解槽的核心技术之一,影响电解槽技术的发展。从上世纪九十年代开始,随着电解槽技术的快速发展,国内铝电解槽母线配置设计发展迅速,相继开发出了160kA,190/200kA,230kA,300kA,350kA,400kA,500kA,600kA电解槽配套的母线配置设计。母线配置设计和模拟仿真技术不断提高,为国内电解铝技术迈向国际领先水平提供了良好的技术支撑。

铝电解槽内电解质-气泡两相流及氧化铝扩散的模拟计算

本文建立了电解质-气泡两相流模型和氧化铝扩散模型,全面考虑了气泡、电磁力以及铝液流动等三个因素,计算分析了稳态电解质流动场和瞬态氧化铝浓度场。主要结果如下:将铝液流动引入计算十分必要,否则会弱化电解质漩涡流动状态,削弱氧化铝的整槽扩散速度;新概念母线可使电解质流动的两个漩涡对称性更加明显、流速分布更为均匀,进而使氧化铝浓度分布更加均匀。测量结果与模拟结果所揭示的氧化铝浓度分布规律相吻合。

大型铝电解槽节能技术的研究与实践

从提高大型槽稳定性和实现深度节能的角度出发,介绍了减少铝液中水平电流技术、新概念母线配置方法、新型阴极结构、新型阳极钢爪组结构以及新一代控制系统,探讨了槽结构整体保温型设计和具体措施,同时对未来我国铝工业技术进步提出了展望。

铝电解槽应急短路母线的设计与应用

铝电解槽母线系统断路事故的危险点主要集中于槽周母线熔断和立柱母线短路口爆炸两种情况。本文对阳极母线-阳极母线型、阳极母线-立柱母线型、出电侧母线-进电侧母线型、阳极母线-连接母线型、上部跨槽连接型和下部跨槽连接型等6种应急短路母线进行介绍,并结合9种可能出现的母线系统断路事故,介绍了其使用和联用情况。

新型节能铜包铝管母线的温升分析与实验

铜包铝管母线是铝管外包覆薄铜管的新型节能输电母线,两种导体共同分担承载的电流,同时内部较厚的铝管起到机械支撑的作用。在相同频率和幅值的交流电流情况下,铜管的集肤效应深度大于铝管。这种复合结构能有效增加母线交流载流能力,减小母线重量和阻抗以及过流面积,降低母线损耗和温升,提高能效。本文采用数值计算和有限元仿真方法,得到了铜包铝管母线的温升和分布情况,并进行了实验,计算结果与实验数据相符。最后通过对比常规铜排母线和铜包铝管母线的实验结果,显示出铜包铝管母线在节材和节能方面的优异效果。

铝电解槽用阳极母线提升框架的发展应用

阳极母线提升框架是大型预焙铝电解槽生产必不可少的专用设备。在对我院引进的 16 0kA铝电解槽用阳极母线提升框架进行消化、吸收的基础上 ,我院对其进行了开发 ,并使之国产化。根据在生产实践中发现的问题 ,不断加以改进 ,使其结构日趋完善。现阳极母线提升框架已发展成为技术成熟、使用可靠的设备 。

300KA系列铝电解槽母线配置带电优化改造实践探讨

本论文系统地阐述了启明星铝业公司300KA系列铝电解槽母线配置优化改造工程的技术背景、改造方案、施工方法等,并对母线配置优化改造的效果进行了系统地分析。

铝电解槽短路母线的电-热特性耦合模拟

以某厂114 kA预焙阳极铝电解槽为研究对象,以ANSYS为计算平台,对阴极短路母线电热平衡时的电-热特性进行模拟计算。通过现场测试和数值模拟相结合的方法,导出母线表面换热系数修正公式,研究母线电流、换热系数以及环境温度对母线电热平衡时最高温度与电压降的影响。研究结果表明:随着母线电流的增大和换热系数的减小,母线温度和电压降均明显增大,而环境温度的影响较小。研究结果可为母线熔断过程分析提供理论依据。

高电流密度铝电解槽升级改造及应用

采用磁流体稳定性提高技术及新型阴极结构节能技术,对电解槽进行升级改造。通过增加小整流机组,提升运行电流;优化母线配置,改善垂直磁场的分布;优化内衬配置,降低铝液水平电流及炉底压降;采用合适的焙烧方法;保持合理的技术条件;试验电解槽取得了显著的降耗增产效果,电流效率提高2.6%,吨铝直流电耗降低1 296 kW·h,单槽每天增产347 kg。

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。

铝电解槽磁场优化方案研究

在对175kA预焙铝电解槽电磁场计算的基础上,仔细分析铝电解槽磁场的变化规律,提出了一种能改善槽内磁场的母线配置方案。运用该方案对此系列预焙铝电解槽优化表明,优化后槽内的磁场和流场分布更加均匀合理,垂直磁场由34.8Gauss降到21.1Gauss,铝液最大流速由22.98m/s降到20.4m/s,界面向上最大波动高度由3.3cm降低到2.6cm,证明了方案的可行性。

铝合金母线排表面缺陷分析

对某6101铝合金母线排的表面缺陷进行了宏观和微观分析.结果表明,该铝合金表面的主要缺陷是镀铜层和镀锡层的脱落.镀层脱落的原因是,在电镀之前铝合金表面未清洗干净,存在一层氧化铝,造成镀层与基体的结合性能差.针对存在的问题,建议对生产流程中的表面清洁工作要强化,缩短清洁处理与电镀处理的间隔时间,电镀液要及时除渣除气,电镀后铝板要注意包装保护.