鋁電解槽陰極母線熔斷過程仿真研究.pdf

1、陰極母線熔斷事故會給電解鋁廠造成重大的經(jīng)濟損失，本文在充分收集現(xiàn)場信息和資料的基礎上，對母線熔斷事故的原因進行了初步推斷，進而以ANSYS商業(yè)軟件為平臺，以事故槽的母線系統(tǒng)為研究對象，建立了正常母線、實際有缺陷的母線以及三槽導電體系的三維電熱仿真模型，對整個事故過程中母線電熱平衡過程進行了數(shù)值仿真研究。 本文的主要創(chuàng)新點及結論如下： （1）運用ANSYS建立了陰極母線的物理模型和數(shù)學模型，確定了其邊界條件。同時根據(jù)同系列

2、槽在相同工況下的實測數(shù)據(jù)，確定了母線與周圍環(huán)境之間的換熱系數(shù)，修正了母線對流換熱公式； （2）對正常陰極母線的電熱場進行了仿真計算，結果表明母線的壓降（558mV）與同系列槽的實測值（560mV）非常接近；在母線中段偏出電端的部位，壓降梯度稍大于其它位置，與實測情況吻合，證明計算模型和計算方法是可靠的，獲得的換熱系數(shù)修正值也是合理的； （3）對實際有空洞的陰極母線進行電熱平衡過程仿真研究，計算了母線電流、換熱系數(shù)、環(huán)境溫

3、度以及母線載流量對母線平衡電壓和最高溫度的影響。得到的結論是：母線電流和母線的載流量是影響母線達到電熱平衡時的電壓和溫度的顯著因素，相比之下，換熱系數(shù)和環(huán)境溫度的影響則較??； （4）根據(jù)事故過程中實測的母線電壓變化將事故劃分為兩個階段，分別對各階段電熱平衡過程進行了仿真計算，計算結果與實際記錄的數(shù)據(jù)吻合。另外還對母線在當時所受的電磁力進行了估算。通過綜合分析，得到了母線熔斷的原因，解決了實際的問題，為工廠以后的安全生產提供了科學