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420kA铝电解槽失电后热场分析及运用

2021-10-30孔凡成徐建新

东北电力大学学报 2021年3期

孔凡成,徐建新

(1.昆明理工大学冶金与能源工程学院,云南 昆明 650093;2.云南云铝涌鑫铝业有限公司,云南 建水 654300)

从电解槽设计上来看,停电时间不能超过30 min以上.如果停电时间超过30 min以上,对铝解的正常生产和电解槽的结构都会产生不同程度的影响,极端的停电情况最终会导致电解槽濒临死亡[1-2].

有限元方法在铝电解槽电热场、磁场、应力场的研究中应用非常广泛.早在1971年,Haupin W E首先提出了一个计算电解槽槽膛内形的一维纯导热模型,通过应用该模型进行分析,得到了电解槽内各部的大概散热情况,同时估计了槽帮的厚度[3].Peacy、A.EK、Dupuis等也相继开展了电解槽的大量仿真研究,取得了许多突破性的成果[4-9].

国内梅炽、游旺、罗海岩、邓星球、张钦松、伍玉云、姜艳丽、徐于杰、王恒等在1992年到2016年间,针对铝电解槽的各个部件以及三维整槽模型进行仿真,通过仿真对电解槽各方面的改良提供了指导[10-18].

过去在电解槽热场的仿真模拟中,都是对运行槽进行仿真计算,没有针对失电后的电解槽进行仿真计算的案例,通过对失电后的热场进行仿真,获得失电后电解槽内介质的温度变化情况,以此给电解槽失电后的应急处置及平时的风险管理提供参考.基于此本文通过建立420 kA铝电解槽热传递模型,对其失电后的热量散失过程进行分析计算,分析其随停电时间的增加,整个电解槽内温度变化情况.

1 模型及方法

实际运用中的420 kA中间点式下料曲面阴极预焙槽横切面、纵切……

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