CN204589327U - 铝电解槽排烟精确控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于铝电解生产过程中净化收尘排烟的技术领域，具体涉及一种铝电解槽排烟精确控制系统。本实用新型为了能使各电解槽的排风量平衡并尽可能地减少电解槽热量平衡的排风，提供了一种铝电解槽排烟精确控制系统，包括若干电解槽以及收尘器、风机和烟囱，电解槽通过变径管与收尘器连接，变径管上安装有蝶阀，风机与收尘器和烟囱连接。本实用新型根据排烟蝶阀的开度调节范围，使电解槽数量与蝶阀齿数匹配，实现了各点解槽的排烟量的均衡，为电解槽热平衡稳定运行创造了基础条件；同时将原来的两台风机改为了一备一用，能节省能源，控制成本。

Description

铝电解槽排烟精确控制系统

技术领域

本实用新型属于铝电解生产过程中净化收尘排烟的技术领域，具体涉及一种铝电解槽排烟精确控制系统。

背景技术

随着电解铝行业降低能耗、物耗，节能环保的要求提升，电解生产过程需要满足：一是对电解生产过程烟气排放的综合研究，在净化系统风量平衡设计的基础上，根据电解槽的布局对其烟气系统的排放平衡进行固定模式的平衡原理进行再研究，使之形成定式化平衡理念；二是电解槽管理理念从原来的“散热型电解槽”转化为“保温型电解槽”，要最大效率的满足电解生产过程产生的有害气体的净化排放和尽可能地减少电解槽热量平衡的排风，实现最佳综合效益。

但电解槽烟气排放至烟气净化系统的排烟量往往不均衡。这是因为在设计电解烟气净化的排烟系统时，对于电解槽的排烟管道虽然进行了初步性均衡，但由于每台电解槽的排烟管道直径一样，排烟集气管采用变径形式，这只能解决排烟管道在建设上投资节约，而不能达到电解槽烟气排量的均衡，在实际生产过程所采用的电解槽排烟系统，系统阻力最不利的电解槽与有利的电解槽的排烟量差异很大，对电解槽温度变化影响较大，温度的损失带来了能耗的损失，同时给电解槽的技术条件调整带来了很多的麻烦。

而散热型电解槽需要排烟系统带走60%的热量，因此电解槽换气次数较多，而保温型电解槽要实现电解槽电解过程的热平衡，需要在实现有害气体排放的基础上尽可能实现低的排烟量。

发明内容

本实用新型为了能使各电解槽的排风量平衡并尽可能地减少电解槽热量平衡的排风，提供了一种铝电解槽排烟精确控制系统。

本实用新型采用如下技术方案：

一种铝电解槽排烟精确控制系统，包括若干电解槽以及收尘器、风机和烟囱，电解槽通过变径管与收尘器连接，变径管上安装有蝶阀，风机与收尘器和烟囱连接。

所述的变径管由支排烟管与总排烟管连接组成。

所述的电解槽均匀对称的布置于若干工区， 各电解槽分别通过支排烟管与其对应布置工区的总排烟管连接，蝶阀安装于支排烟管上。

所述蝶阀的开度与其对应安装的支排烟管的长度成正比。

所述各工区的风机设置两台，采用一备一用的方式。

本实用新型具有如下有益效果：

1、本发明通过对蝶阀的开度调节，使电解槽数量与蝶阀齿数匹配，实现了各电解槽的排烟量的均衡，为电解槽热平衡稳定运行创造了基础条件；

2、利用分段梯度的排烟方法可使电解槽的换气量每小时达到 104 次，加之漏风量 20%，能将电解铝生产过程中产生的有毒气体有效收集回收利用，改善了电解槽外部人员操作空间环境，为稳定电解槽槽温和技术条件奠定了基础；

3、采用本实用新型所述的控制系统使原来每条流水线使用的两台风机改为一备一用，提高了设备的利用率，节约维护和检修费用，可以避免投用变频装置成本节省了能源，同时有效控制了生产成本：每天节约电量560x4x90%x24=48384 （kwh），一月可以节约动力电约：48384x30=1451520 （kwh）， 一月节约费用约： 1451520x0.46=66.77（万元/月），一年节约费用约：66.77x12=801.24（万元）。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为蝶阀6个梯度控制的结构示意图；

图中：1-电解槽、2-支排烟管、3-蝶阀、4-总排烟管、5-收尘器、6-风机、7-烟囱。

具体实施方式

目前电解厂风的排烟在设计时考虑了两个排烟系统，一是厂房内的排烟；二是对电解槽的排烟。厂房内的排烟采用自然排烟系统，这个系统利用电解槽产生的热量和厂房两侧的百叶窗，通过屋顶设置的排烟罩，形成自然的烟囱效应排烟系统，净化电解厂房内的空气；电解槽的排烟采用机械排烟，利用净化的主排烟机，对电解槽产生的有害烟气，进行强制性排处，经过氧化铝吸附有害物质，净化后排放到大气中。

其中，电解槽强制排烟的设计情况：

沈阳铝镁设计研究院设计电解槽的排烟情况为：每个净化系统设计 4 台型号 Y4-73 No.20F 的离心式排烟机，其排烟量 Q=347700*4=1390800 m3/h，负压 H=3870Pa；并配型号为YJS500-6 N=560kW（10kV） 的电机4台。

因每台电解槽排烟量：13000 m3/h，则88 台电解槽排烟量：1144000 m3/h，通过测算可以很清楚地看到：每个系统设计的总排烟量大于理论需要的排烟量，以此为前提进行如下几方面的可行性研究和实验：1、能否用一用一备主排烟机的风量满足原来两台主排烟机的风量；2、电解厂房内有害气体的回收，实现 98%的设计指标；。3、减少一台主排烟机，电能能耗降低 560Kw/h,备件消耗大幅度降低；4、一台主排烟机备用，保证生产环境的持续改善。

分析可知：风机的选择是一台风机时，风量不足，选择两台风机量又大于需要量，造成了能量的损耗；进而考虑采用一台风机，在对电解槽的漏风减少和电解槽排烟量均衡上做工作；目前运行的风机其实际满负荷的排烟风压达到 2.2～2.4KPa，设计选择风机时的参考参数为:风压：3.8kpa， 电机：560kw   980n，可以从风机运行性能曲线查出：风机在 2.2～2.4kpa 的气量达到 104次 ，完全可以满足电解槽氟化氢气体的排除，也就是利用一台风机可以满足电解槽运行过程的排烟需求。

以图1所示的控制系统结构示意图为例，将88台电解槽1分两个工区布置（工区Ⅰ、Ⅱ），同时为该系统配置收尘器5、风机6（每个工区两台风机，一备一用）和烟囱7，每个工区的总排烟管4接入收尘器5，各工区的电解槽1分别通过支排烟管2与其对应布置工区的总排烟管4连接，且在各支排烟管2上安装有一个蝶阀3。

为保证排烟时每个电解槽接收的风量大小相同，各支排烟管上的蝶阀开度的设置不同，各蝶阀的开度与其对应安装的支排烟管的长度成正比。以图2所示的工区Ⅰ中的左边的1#至11#号为例分析该控制过程，因11#电解槽离总排烟管最近，则11#电解槽连接的支排烟管最短（风阻最小），该支排烟管上安装的蝶阀开度为1个齿，为第一个梯度；依次类推，第二个梯度是控制10#电解槽和9#电解槽，该处蝶阀开度为 2 个齿；第三个梯度是控制8#电解槽和7#电解槽，该处蝶阀开度为3 个齿；第四个梯度是控制5#电解槽和6#电解槽，该处蝶阀开度为 4 个齿；第五个梯度是控制3#电解槽和4#电解槽，该处蝶阀开度 为5 个齿；第六个梯度是控制1#电解槽和2#电解槽，该处蝶阀开度 为6 个齿。因1#至11#台电解槽离主排烟管的距离为由远及近，为了使各电解槽的接收风量相同，则1#至11#电解槽对应的蝶阀开度应由大至小（即前述的六个梯度）。

本实用新型根据排烟蝶阀的开度调节范围，进行电解槽数量与蝶阀齿数尽可能的匹配性分等，并加以实施，就能达到各电解槽排烟量的均衡，为电解槽热平衡稳定运行创造了基础条件；且通过蝶阀控制各电解槽的接收风量，有效保证了排风机供应风量的充分使用，相应减少了风机数量（将原来的两台风机改为了一备一用），能节省能源，控制成本。

Claims (5)

1.一种铝电解槽排烟精确控制系统，其特征在于：包括若干电解槽（1）以及收尘器（5）、风机（6）和烟囱（7），电解槽（1）通过变径管与收尘器（5）连接，变径管上安装有蝶阀（3），风机（6）与收尘器（5）和烟囱（7）连接。

2.根据权利要求1所述的铝电解槽排烟精确控制系统，其特征在于：所述的变径管由支排烟管（2）与总排烟管（4）连接组成。

3.根据权利要求2所述的铝电解槽排烟精确控制系统，其特征在于：所述的电解槽（1）均匀对称的布置于若干工区， 各电解槽（1）分别通过支排烟管（2）与其对应布置工区的总排烟管（4）连接，蝶阀（3）安装于支排烟管（2）上。

4.根据权利要求3所述的铝电解槽排烟精确控制系统，其特征在于：所述蝶阀（3）的开度与其对应安装的支排烟管（2）的长度成正比。

5.根据权利要求4所述的铝电解槽排烟精确控制系统，其特征在于：所述各工区的风机（6）设置两台，采用一备一用的方式。