350KA电解槽物理场综合测试报告.doc

350kA预 焙 阳 极 铝 电 解 槽物理场综合测试报告长沙高新开发区奥西机电科技有限公司中南大学能源科学与工程学院 目 录目 录1、概述12、电平衡测试报告42.1 测试说明42.1.1 测试目的42.1.2 测试内容42.2 电压平衡测量与计算方法42.2.1 阳极压降42.2.3 电解质压降及反电动势52.2.4 母线压降52.3 电压平衡测算结果及其分析62.4 阴、阳极电流分布及斜立母线电流分析72.4.1 阴极电流分布72.4.2 阳极电流分布102.4.3 斜立母线电流分配133、能量平衡测试报告173.1 测试说明173.1.1 测试目的173.1.2 测试内容173.1.3 测试方法173.2 能量平衡计算方法简介183.3 槽壳温度分布183.4 槽体系散热损失计算结果及其分析223.5 总热损失计算结果及其分析263.6 能量平衡计算结果及其分析293.7 槽膛内形344、磁场测试报告404.1 测试说明404.1.1 测试目的404.1.2 测试仪器404.1.3 坐标及极性定义404.1.4 测点布置404.2 测试数据404.3 测试结果对比454.3.1 测量结果图示454.3.2 测试结果对比454.4 分析与讨论525、铝液流动测试与分析报告545.1 概述545.2 测点布置545.3 测定结果及其分析555.3.1 铝液流动方向555.3.2 铝液流速565.3.3 铝液高度和沉淀厚度575.3.4 铝液流动图像596、综合分析与评价616.1 关于槽内磁场616.2 关于电压平衡616.3 关于能量平衡626.4 关于铝液流速场656.5 关于强化电流运行的讨论666.6 关于进一步降低槽电压的讨论677、结论与建议697.1 主要结论697.1.1 电压平衡结论697.1.2 能量平衡结论707.1.3 磁场方面的结论707.1.4 流场方面的结论717.2 电流强化运行方面的小结717.3 降低槽电压问题的小结727.4 建议72致谢74附：研究人员名单7538 1、 概 述1、概述铝电解槽物理场的综合测试，对铝电解槽结构与操作参数的优化及生产过程的控制具有十分重要的意义。通过测试，能系统地了解电解槽的槽电压构成、阳极与阴极电流的分配、各区域能量损失、槽内磁感应强度的分布及熔体流速分布与流动图象，可以对铝电解槽的母线配置、工艺技术条件和加工操作制度的合理性以及槽子工况进行定量分析和科学评价，为提高铝电解主要技术经济指标，采取有针对性的技改措施提供科学依据。*公司现有350kA系列预焙铝电解槽276台，设计产能25万吨年，已于2009年7月起陆续启动运行。该系列槽由沈阳铝镁设计研究院设计，均为大面六点进电方式，采用不对称母线配置。为了全面深入了解电解槽在实际生产中各物理场的分布特性，评价该槽型结构与工艺条件的合理性，由*公司和中南大学联合组成的测试小组，于2010年9月23日9月29日，根据系列电解槽的生产运行情况，选择2307#、2128# 、1123#、1215#四台电解槽进行了物理场测试。具体测试时间如下：2307#槽：9月26日10:0017:002128#槽：9月27日9:0015:001123#槽：9月28日9:0015:001215#槽：9月29日9:0014:00为了完成好测试任务，厂校双方就测试方案及所用工具进行了精心准备。各项目的测试方法、工具及数据计算方法主要依据“YS/T4812005”和“SLB-88-01”标准进行。测试的详细内容及日程安排如表1-1所示。测试期间的电解槽工艺条件如表1-2所示。现场测试工作完成后，校方利用自行研制的计算分析软件，对大量测试数据进行了处理和分析，形成了本综合测试报告。表1-1测试项目及分组任务一览表（一台槽）组别任务时间第一组第二组第三组第四组第五组9:0011:00阳极部分：极间压降阳极母线系统压降阴极部分：极间压降母线系统压降阴极母线等距压降阴极母线温度上部槽表面温度：槽顶、槽罩、阳极导杆、槽沿板、上部槽壳、侧立柱下部槽表面温度：下部槽壳、侧立柱、槽底烟气流量、温度测定11:0012:00打开槽罩阳极导电系统压降、导杆等距压降爆炸块压降阴极软带压降阴极软带温度阴极棒温度A侧：各母线段、导杆表面温度钢爪、碳块、覆盖层表面温度B侧：各母线段、导杆表面温度钢爪、碳块、覆盖层表面温度准备：仪器、工具、测孔，配合铁碳压降测定12:0013:00午餐午餐午餐午餐午餐13:0014:30开测孔(24点)流场测定磁场测定流场测定磁场测定A侧：电解质温度，铝液温度，流场测定磁场测定B侧：电解质温度，铝液温度，流场测定磁场测定电解质取样流场测定磁场测定14:3016:00(天车扩孔)A侧：碳块压降、槽底压降极距B侧：碳块压降、槽底压降极距A侧，TE端：两水平、槽膛内形B侧，DE端： 两水平、槽膛内形电解质取样16:0017:00数据整理数据整理数据整理表1-2测试期间电解槽工艺与操作参数汇总表工艺与操作参数2307#槽2128#槽1123#槽1215#槽启动时间2009/11/122009/8/22009/8/72010/2/17说 明末批启动槽第一批启动槽第一批启动槽二次启动槽测试日期2010/9/262010/9/272010/9/282010/9/29测试时槽龄 /月10.513137槽电压 /V4.1704.2054.1684.130体系内电压降 /V3.9303.9603.9403.893电流强度 /kA350.9350.44350.45350.06电解质温度 /946.0936.9945.5955.6铝液温度 /944.6935.4943.7952.7电解质水平 /cm15.920.319.813.6铝液水平 /cm25.722.223.123.2平均极距 /cm4.714.754.774.51电流效率/%93.2794.0094.7092.20产铝量/.h-1109.9110.6111.5108.4烟气温度 /120126100113烟气流量 /Nm3.h-110194851393209132分子比2.372.352.372.49Al2O3 /%4.084.624.373.62MgF2 /%0.320.320.280.30CaF2 /%4.093.913.734.25注：1）产铝量与电流效率系采用测试日前一个月的统计值，经计算获得（平均值）。2）电流强度、槽电压为该槽在当日实测时间段内平均值。3）两水平、两温度、极距、电解质成份、烟气流量均为多点测试数据平均值。 2、 电平衡测试报告2、电平衡测试报告2.1 测试说明2.1.1 测试目的1） 根据测试结果进行电解槽电压平衡计算，对各部分压降进行分析，评价其合理性；2） 根据测试结果分析各部分压降不合理的原因，探讨改进的措施，为改善电解槽工艺技术条件，降低槽电压和减少直流电耗提供依据；3） 测量阴、阳极电流分布和母线电流分配，评价进电母线断面选择的合理性；4） 对进电母线系统的设计参数进行验证。2.1.2 测试内容1） 电压平衡测试按铝电解槽电压平衡测试标准（SLB8801）进行，测量内容包括：阴极压降、阳极压降、极间压降及母线压降等；2） 阴极电流分布及阳极电流分布； 3） 斜立母线电流分配。2.2 电压平衡测量与计算方法2.2.1 阳极压降 阳极压降由卡具压降、导杆压降、爆炸焊压降、钢爪压降、铁碳压降、碳块压降构成。对各部分压降按电流分配系数法计算，计算公式如下： Ui为各部分电压测量值，Ki为电流分配系数，计算公式为：l 卡具压降：， n:为实际测点数l 导杆压降：， n:为实际测点数l 爆炸焊压降：，n:为实际测点数l 钢爪压降： n:为实际测点数l 铁碳压降：， n:为实际测点数，其中l 碳块压降： , n:为实际测点数2.2.2 槽底压降： ， n为测点数2.2.3 电解质压降及反电动势1） 电解质压降电解质压降采用“电压极距 ”法进行测量，测量时，先上升阳极10mm，记录槽电压、电流值，然后将阳极下降回原位，记录槽电压和电流值；重复上述步骤二次，由此计算出每毫米极距压降变化值，同时在不同位置测量极距值。采用算术平均方法分别计算极距平均值和每1mm极距压降平均值。对2307#槽：U电解质=单位长度平均压降平均极距=1671.46mV对2128#槽：U电解质=单位长度平均压降平均极距=1637.99mV对1123#槽：U电解质=单位长度平均压降平均极距=1615.82mV对1215#槽：U电解质=单位长度平均压降平均极距=1604.97mV2） 反电动势（极化电压）为避免停电造成槽况波动，此次测量未测量反电动势，按经验取为1.65V。2.2.4 母线压降为了准确计算母线系统的压降，分析各部分局部压降变化情况，母线系统分几个部分进行测量，各部分当量压降按功率法求之： 对于不能确定其电阻值的部分，如压接口等，先依据与其串联母线的电压值和电阻值求得电流值，然后再依据电流值及电压测量值求其当量压降： 采用上式计算相对来说比由接口压降直接求算术平均值更为合理。为了处理电压平衡计算中大量测试数据和相关计算工作，我们编制了一个“铝电解槽电平衡测试计算专用软件”。利用该软件计算的被测槽各部分压降计算结果汇总于表2-1。表2-1350kA铝电解槽各部分电压测试与计算结果槽号项目2307#2128#1123#1215#平均值母线压降阴极软带, /mV阴极母线, /mV阴极爆炸焊, /mV3.83138.224.234.76148.654.015.11128.623.378.72133.082.355.61137.143.49阳极压接, /mV已计入各部分压降中横梁母线, /mV4.463.263.393.383.62阳极软母线, /mV3.063.243.373.863.38阳极母线, /mV85.9180.4776.7585.3782.13总计, /mV239.72244.39228.36236.77237.31阳极压降卡具, /mV8.286.958.327.727.82导杆, /mV18.2317.3015.4916.2716.82爆炸焊, /mV7.356.044.795.866.01钢爪, /mV30.8826.1322.9922.3625.59钢碳，/mV51.8155.3064.4872.3360.98碳块, /mV141.14144.83143.69135.33141.25总计, /mV257.69256.51259.76259.87258.46反电动势, /mV16501650165016501650电解质压降极距, /cm4.714.754.774.514.69压降, /mV1671.461637.991615.821604.971632.56槽底压降, /mV358.05341.99345.72317.74340.88槽电压总和, /mV4187.814152.634104.014073.784129.562.3 电压平衡测算结果及其分析将以上计算结果汇总如表2-2。表2-2电压平衡测算结果汇总表 槽号项目2307#2128#1123#1215#平均值阳极压降, /mV257.69256.51259.76259.87258.46阴极压降, /mV358.05341.99345.72317.74340.88电解质压降, /mV1671.461637.991615.821604.971632.56极化电压, /mV16501650165016501650效应分摊, /mV10.8821.724.374.4310.35母线压降, /mV239.72244.39228.36236.77237.31系列母线分摊, /mV槽电压, /mV4187.804152.604104.034073.784129.55平均工作电压, /mV4135.004205.004168.004170.004169.50误差，-0.431.251.541.360.93系列电流，kA350.90350.44350.45350.06350.46表2-2中，效应分摊电压值，是根据所测槽在测试前一个月的效应报表数据，由下列公式计算确定：，mVU效：阳极效应电压, /V；U：槽电压平均值, /V；：效应延续时间, /分钟。K：为效应系数，次/日。平均工作电压测量值为电平衡测试时间段内槽电压的值，由计算机记录的历史曲线，由设计的专用程序计算得到。由表2-1及表2-2可以看出，各项测量值之和与直接测得的平均槽电压值基本达到平衡，最大误差不超过63.99mV（最大相对误差1.54），在测量误差允许范围（2）之内，表明测算结果是可信的。2.4 阴、阳极电流分布及斜立母线电流分析2.4.1 阴极电流分布阴极电流分布根据各阴极软带压降的测量值，按下式计算得出： 式中，Ui电压降测量值，Ri为软带电阻值，由软带长度、断面积及电阻率（考虑温度修正）计算得到。各阴极电流的计算采用自编软件进行，并将计算结果绘制成电流分布图，如图2-1图2-4所示。由图2-1图2-4给出的四台槽的阴极电流分布情况来看，阴极软带电流分布均匀性较差，部分阴极电流明显偏大或偏小。软带电流最大差异出现在1123#槽，阴极电流最大值(10677A)与最小值(2379A)相差约有4.49倍之多；总体而言，端部各极电流偏小；此外，四台槽中A侧的总电流都大于B侧的总电流，具体结果见表2-3。其中2307#槽两侧阴极电流差异最大，A侧电流占总电流的比例为53.95%，B侧电流比例为46.05%，A、B两侧相差7.9个百分点，电流相差27.72KA，差距较大；其他各槽也有不同程度的差别。总体而言阴极电流分布欠合理。7186732588117236777667385402433372777982677066995476569178477893702448205032842569694318546390865755451253225846729375137469770695068773544491418156888673099536111488331824891308647921080678378阴极编号A侧I=189.32kA占53.95% B侧I=161.58kA占46.05% 图2-12307槽阴极电流分布图5040645384885432616771957603779282844035849482828461773281368965754560068996864784159731675680753336735567857130876670157379666848616162790066537388736357947003755076037212108458897865152786114 阴极编号A侧I180.73kA占51.57%. B侧I169.71kA占48.43图2-22128槽阴极电流分布图7868558879857748609850605603872067791067785407517746349377026591263558261655791027025428477102379874657396551910053287565872575778483493268609170551061546185909284728400800580417565778565916310阴极编号A侧I185.26kA占52.86 B侧I165.19kA占47.14图2-31123槽阴极电流分布图6412843777686521845969245086583881708908737776485891607159737408741764277019744276454505614476037146869093856620588654226832869482105299483384266102528370647269916885129359944796641031078597493阴极编号A侧I182.97kA占52.27 B侧I167.09kA占47.73图2-41215槽阴极电流分布图2.4.2 阳极电流分布阳极电流分布由测量每根阳极导杆的等距离压降求得，其计算式为：由各槽测量结果绘制成的阳极电流分布图见图2-5图2-8。图中可见，各阳极电流分布存在较大的不均匀性，存在部分阳极电流偏大或偏小的现象。差异最大的为2307#槽，最大阳极电流（9382）与最小阳极电流（4658A）相差4724A，前者为后者的2倍。此外，所测的四台槽中1123#、1215#槽B侧电流均比A侧要大一些，而2307#、2128#槽A侧电流大于B侧，结果见表2-3。其中，2307#槽、2128#槽A、B两侧电流差异较为明显，2307#槽A侧为52.15%，B侧为47.85%，相差4.3个百分点；2128#槽A侧为51.89%，B侧为48.11%，相差3.78个百分点。其余两台槽的A、B两侧电流较为接近。阳极电流分布不均，主要与阳极高度（换极次序）、当地极距、压接质量等因素有关。此外，注意到换极是每相邻二块极为一组同时更换，但其电流并不完全一致。9347 9102 7907 8302 7968 8295 9382 9346 4796 4658 7127 8052 7878 7568 7591 6830 5033 5640 8172 8185 7759 7636 8246 81846892 6789 6987 6949 6525 6486 5712 5582 6174 5947 7505 7795 7748 8015 7828 7690 7777 7795 7471 7998 7302 7230 5914 5789导杆编号A侧I183.00k A占52.15 B侧I167.90kA占47.85图2-52307槽阳极电流分布图7394 7498 6902 6949 6448 6486 6173 5582 6494 6125 7086 7360 7315 7590 7529 7373 7504 7360 7053 7549 7055 6529 8015 72168845 8603 7218 7498 8174 8095 5800 5527 7423 7498 7076 5960 6429 7401 7885 8197 7808 8254 5643 6440 9255 8936 9107 8784导杆编号 A侧I=181.86kA占51.89% B侧I=168.58kA占48.11%图2-62128槽阳极电流分布图7431 7203 7701 7998 6604 6595 6181 5827 7854 8126 7822 7460 7574 7516 7608 8375 8381 8006 7166 6732 4601 4270 7248 69867071 7298 7448 7049 7394 7499 6523 6382 7673 7390 7298 8563 7902 8473 7952 8002 7649 7816 7390 7866 7293 7129 6908 7216导杆编号A侧I=171.27kA占48.87% B侧I=179.18kA占51.13%图2-71123槽阳极电流分布图7766 8018 6897 7056 7907 7091 6842 7361 7418 6311 7259 7553 7079 7495 6899 7102 7349 7464 7353 6451 6695 7576 8965 93106440 7135 6864 7024 7326 7876 6993 7003 7026 7820 6792 7192 6881 7632 6661 6552 7771 7414 7046 7283 7067 7216 7830 7998导杆编号 A侧I=172.84kA占49.38% B侧I=177.22kA占50.62%图2-81215槽阳极电流分布图将阴极和阳极电流分配测算结果列于表2-3，可以看出：2307#槽A、B两侧阳极电流相差4.3个百分点，阴极电流相差7.9个百分点，A、B侧阳极间电流共相差1.8个百分点，即相差6320A，说明槽内存在由B到A的水平电流（6320A）；同理，2128#槽内存在由A到的B水平电流（1130A）；1123#槽内存在由B到A的水平电流（13990A），1215#槽内存在由B到A的水平电流（9930A）。水平电流与垂直磁场作用是导致铝液运动的主要因素，从这点来看，各槽水平电流偏大。因此，总的来说两侧电流的分配不是很合理。 表2-3阴极与阳极电流分配的比较项目槽号阳极电流阴极电流A侧B侧A侧B侧电流,/kA电流,/kA电流,/kA电流,/kA2307#槽183.0052.15167.9047.85189.3253.95161.5846.052128#槽181.8651.89168.5848.11180.7351.57169.7148.431123#槽171.2748.87179.1851.13185.2652.86165.1947.141215#槽172.8449.38177.2250.62182.9752.27167.0947.732.4.3 斜立母线电流分配*公司电解槽采用大面六点进电母线配置，本节根据实测结果分析各立柱母线进电电流的分配关系。由于对阳极母线各节点压降及斜立母线压降均做了细致的测量，因此，采用这些测量数据以及各阳极导杆电流和母线其它部分的测量数据，即可对斜立母线的电流分配进行分析。计算公式经推导为如下表达式：式中：斜立母线等距电压；斜立母线截面积；斜立母线电流。计算结果见表2-4，各立柱电流走向及比例如图2-9图2-12所示。表2-4 大面斜立母线进电电流（KA）及比例（%）2307#T1T2T3出铝端合计，/kA占总电流比例56.28 56.58 62.41 175.27 49.95%D1D2D3烟道端合计，/kA占总电流比例54.11 58.95 62.57 175.63 50.05%2128#T1T2T3出铝端合计，/kA占总电流比例57.33 53.76 65.88 176.97 50.50%D1D2D3烟道端合计，/kA占总电流比例56.35 52.78 64.34 173.47 49.50%1123#T1T2T3出铝端合计，/kA占总电流比例54.44 61.09 63.01 178.54 50.95%D1D2D3烟道端合计，/kA占总电流比例60.77 55.31 55.83 171.91 49.05%1215#T1T2T3出铝端合计，/kA占总电流比例61.58 54.19 59.44 175.21 50.05%D1D2D3烟道端合计，/kA占总电流比例57.27 54.54 63.05 174.85 49.95%D1D2D3T1T2T354.11kA，占15.42% 62.57kA，占17.83% 62.41kA，占17.79% 56.58kA，占16.12% 56.28kA，占16.04% 58.95kA，占16.80% A侧B侧出铝端烟道端图2-92307槽立柱母线电流分布图D1D2D3T1T2T356.35kA，占16.08% 64.34kA，占18.36% 65.88kA，占18.80% 53.76kA，占15.34% 57.33kA，占16.36% 52.78kA，占15.06% A侧B侧烟道端出铝端图2-102128槽立柱母线电流分布图D1D2D3T1T2T360.77kA，占17.34% 55.83kA，占15.93% 63.01kA，占17.98% 61.09kA，占17.43% 54.44kA，占15.53% 55.31kA，占15.78% A侧B侧烟道端出铝端图2-111123槽立柱母线电流分布图D1D2D3T1T2T357.27A，占16.36% 63.05kA，占18.01% 59.44kA，占16.98% 54.19kA，占15.48% 61.58kA，占17.59% 54.54kA，占15.58% A侧B侧烟道端出铝端图2-121215槽立柱母线电流分布图由表2-4及图2-9至图2-12可以看出，四台槽的各立母线进电电流分布来看，所测四台槽与等进电比设计（每立柱16.67%）都存在有一定的偏差，其中2128#槽偏差最大，T3最大，D2最小，电流相差13.08KA，即相差3.73个百分点；2307#槽，D3最大，D1最小，电流相差8.471kA，即相差2.41个百分点；1123#槽，最大，T1最小，电流相差8.56kA，即相差2.44个百分点；1215#槽，D3最大，T2最小，电流相差8.86kA，即相差2.53个百分点。应当说明的是T3、D3立柱的截面积为400450mm=0.18m2，其它四个立柱的截面积为460460mm=0.2116m2。尽管中间二立柱截面积小，但从实测结果来看，所传输的电流仍比其它立柱大。另外，从出铝端、烟道端的各三个立母线的电流之和来看，四台槽中2128#、1123#、1215#的出铝端三立柱电流之和均大于烟道端三立柱的电流之和，其中相差最大的是1123#槽，出铝端三立柱电流之和比烟道端三立柱的电流之和大1.88个百分点，即相差6.62kA；而2307#的出铝端三立柱电流之和小于烟道端三立柱的电流之和，出铝端三立柱电流之和比烟道端三立柱的电流之和小0.12个百分点，即相差0.359kA。从图2-9至图2-12中不难发现，立柱母线进点侧靠近槽中部的母线电流大，而靠近烟道端和出铝端的立柱母线电流较小。 3、能量平衡测试报告3、能量平衡测试报告3.1 测试说明3.1.1 测试目的(1) 根据测试进行铝电解槽能量平衡计算，对各部分能量收支状况进行分析与评价；(2) 根据测试结果分析各部分能量收支不合理的原因，探讨改进措施，为改善槽工艺技术条件提供依据。3.1.2 测试内容能量平衡测试主要依据有色行业标准铝电解槽能量平衡测试与计算方法（YS/T4812005）进行，测试内容包括：各部分散热损失、槽膛内形、电解槽工艺及操作参数等。能量平衡测试点布置要求合理、全面、能较好地反映槽子实际散热情况。为此，将阴极槽壳分三个区域布点测试，即熔体区（一带）、阴极碳块区（二带）、耐火层与保温层区（三带），其中每带（区域）又分为若干个测量点；槽底板以工字钢梁划分测试带；槽罩分块测量，每块分上、中、下三个区域布点测试；对于电解质与铝液温度、两水平、极距及槽膛内形等参数，每台槽子分别测1012个点。能量平衡的计算所取体系为：槽底槽壳侧部（包括阴极棒头）四面侧部槽罩上部水平罩铝导杆所构成的密封型体系。以环境温度为计算基础温度，以单位小时为能量收入支出时间计量单位。3.1.3 测试方法(1) 烟气流量的测量是在排烟管上开孔后，采用TH880烟气采样分析仪（可同时测量排烟温度及烟气流速），每次在烟道断面上测取四个点，然后将各点烟气流速平均后换算成烟气流量。(2) 极距、槽膛内形、两水平、电解质与铝液温度每台槽测1012点，1小时内测完；其中极距和槽膛内形采用自制的专用工具进行测定。(3) 槽体系各点表面温度测法：1) 槽罩、集气罩分块测量，每块取多点平均值；2) 槽壳上分三带测量(对应熔体带、阴极碳块带、耐火保温层带)，每带按筋板划分为格，并对每个金属表面(包括槽沿板)布多点测量，最后对温度取平均值；3) 槽底板以钢梁划分为测试带，每带等距测3点；各点表面温度主要采用红外测温仪测定，并用表面热电偶对测试数据进行标定和修正。(4) 测量顺序说明：先测槽周表面温度与环境温度、烟气流量与温度，然后打开槽罩，测碳块表面温度、覆盖层温度，再开测孔进行极距、两水平、电解质和铝液温度及槽膛内形的测定。3.2 能量平衡计算方法简介能量平衡以环境温度为计算基础温度，以小时为能量收入支出时间计量单位。计算所取体系为：槽底槽壳侧部（包括阴极棒头）四面侧部槽罩上部水平罩铝导杆所构成的密封型体系。计算体系内压降：能量平衡方程式： 式中：电能给体系的能量，千焦/时； 在计算温度下发生电化学反应所耗的能量，千焦/时； 气体由计算温度升高到时，从体系中排出时带走的能量，千焦/时；实际计算时包括阳极气体（CO和CO2）和流经体系的空气带走的能量；产物铝从计算温度升高到时，铝液带走的能量，千焦/时；包括槽体系向四周的散热损失和换块作业带走的能量，千焦/时。电能：，千焦/时。铝电解反应耗能、气体带走的能量、产物铝带走的能量、槽体系向四周的散热损失和换块作业带走的能量均按铝电解槽能量平衡测试与计算方法（YS/T4812005）所列的计算方法进行计算。3.3 槽壳温度分布图3-1图3-4分别给出了四台槽的槽壳温度数据。表3-1表3-4分别给出了四台槽的槽壳平均温度和最高温度。 3、能量平衡测试报告图3-12307#槽槽壳温度分布图图3-22128#槽槽壳温度分布图图3-31123#槽槽壳温度分布图3-41215#槽槽壳温度分布 3、能量平衡测试报告 表3-12307#槽表面温度统计项目熔体区阴极碳块区保温层区槽底平均最高平均最高平均最高平均最高A侧温度/231.7 269 187.5 214 100.9 114 90.9 100B侧温度/234.1 251 193.8 215 104.8 121 出铝端温度/208.1 224 169.0 218 85.6 94 烟道端温度/212.3 251 158.1 163 102.0 106 表3-22128#槽表面温度统计项目熔体区阴极碳块区保温层区槽底平均最高平均最高平均最高平均最高A侧温度/252.1 293 156.9 17195.3 108 95.0 141 B侧温度/271.0 300 160.2 173 100.4 183 出铝端温度/73.4 104 230.1 237 85.6 94 烟道端温度/247.7 280 219.1 235 102.0 106 表3-31123#槽表面温度统计表项目熔体区阴极碳块区保温层区槽底平均最高平均最高平均最高平均最高A侧温度/255.5 275 142.9 157 81.5 97 83.6 91B侧温度/252.3 283 138.3 160 81.8 93 出铝端温度/241.2 274 169.8 237 101.2 113 烟道端温度/271.2 299 99.4 113 98.6106 表3-41215#槽表面温度统计表项目熔体区阴极碳块区保温层区槽底平均最高平均最高平均最高平均最高A侧温度/235.3 261 168.7 176 93.6 133 98.8 111B侧温度/267.5 302 166.7 181 94.9 105 出铝端温度/241.1 272 181.5 196 107.0 113 烟道端温度/239.8 262 193 216 110.8 127 从表3-1表3-4中可以看出，除个别区域以外，槽壳表面温度侧部熔体区最高，其次是阴极碳块区、保温层区，槽底则最低。这符合槽壳温度分布的一般规律；2128#槽出铝端熔体区温度较低，其主要原因是在该部位有保温砖，所测试的温度保温砖外侧温度。比较而言，2128#和1215#槽的槽底温度偏高，局部达141。局部温度过高有可能会是槽底早期破损的征兆，因此值得密切关注。3.4 槽体系散热损失计算结果及其分析槽体系散热损失在一定程度上可以用来评价铝电解槽阴极设计和加工操作的合理性，现代大型预焙铝电解槽在设计上要求侧部加强散热、底部加强保温，在加工操作上力求上部有一个合理的氧化铝覆盖层。为比较各槽的散热损失状况，根据所测槽壳温度和环境温度数据，按有关计算方法编制计算软件，得到四台槽的散热损失，如表3-5表3-8所示。表3-52307#槽体系散热损失表散热面散热量(kJ/h)折合功率(kW)折合电压(V)%阳极槽罩A侧37026.7 10.285 0.0293 2.45 B侧26626.7 7.396 0.0211 1.76 TE端2447.9 0.680 0.0019 0.16 DE端3852.7 1.070 0.0030 0.26 水平顶部66336.5 18.427 0.0525 4.39 铝导杆4873.4 1.354 0.0039 0.32 小计141164.0 39.212 0.1117 9.35 阴极槽沿板A侧8768.0 2.436 0.0069 0.58 B侧7403.0 2.056 0.0059 0.49 TE端10242.0 2.845 0.0081 0.68 DE端12101.0 3.361 0.0096 0.80 槽壳底部A侧56374.6 15.660 0.0446 3.73 B侧59934.6 16.649 0.0474 3.97 A侧一带263629.8 73.231 0.2087 17.46 二带121982.4 33.884 0.0966 8.08 三带40103.5 11.140 0.0317 2.66 B侧一带259676.8 72.132 0.2056 17.20 二带1366