Электрический расчёт электролизера

Электрический расчёт электролизера заключается в определении всех составляющих падения напряжения на электролизёре и расчёте среднего, рабочего и греющего напряжений.

Среднее напряжение U_СР, В на электролизёре определяет общий расход электроэнергии на производство алюминия и равно:

U_СР = Ер + U_А + U_П + ∆U_АЭ + U_ЭЛ + U_О + U_ОО                                 (30)

где Ер - напряжение разложении глинозема (или ЭДС поляризации), принимаем 1,5 В;

  U_А - падение напряжения в анодном устройстве;

U_П - падение напряжения в подине;

∆U_АЭ – доля падения напряжения при анодных эффектах;

U_ЭЛ - падение напряжения в электролите;

U_О - падение напряжения в ошиновке электролизёра;

U_ОО - падение напряжения в общесерийной ошиновке.

Падение напряжения в анодном устройстве

Падение напряжения в анодном устройстве U_А, мВ определяется по уравнению А.М. Коробова:

U_А = ,                  (31)

где Sa - площадь анода, см²  (формула 15);

К - количество токоподводящих штырей (формула 20);

Lср - среднее расстояние от подошвы анода до концов токоподводящих штырей, от 25 до 40 см;

d_a - анодная плотность тока, А/см²;

ρ_а - удельное электросопротивление анода, 8*10^-3 Ом*см (в интервале температур 750-760°С)

U_А =

Падение напряжения в подине

Падение напряжения в подине, смонтированной из прошивных блоков, определяется по уравнению М.А. Коробова и А.М. Цыплакова, U_П, мВ

U_П = ,                  (32)

где l_пр - приведенная длина пути тока по блоку, см (формула 33);

ρ_бл - удельное сопротивление прошивных блоков  3,72*10^-3 Ом*см;

В_щ - половина ширины шахты ванны, см (формула 22);

В_бл - ширина катодного блока с учетом набивного шва, см  (формула 34);

a - ширина настыли, равна расстоянию от продольной стороны анода до футеровки, (рис. 1);

S_cт – площадь сечения блюмса с учетом заделки, см²  (формула 35);

d_a - анодная плотность тока, А/см².

Приведенную длину пути тока по блоку l_пр, см определяем по уравнению

l_пр = 2,5 + 0,92 * h_бл - 1,1* h_ст                                                      (33)

где h_бл - высота катодного блока;

h_ст - высота катодного стержня с учетом заделки, 14,5 см;

В_ст - ширина катодного стержня с учетом заделки, 26 см

l_пр =

Ширина катодного блока с учетом набивного шва В_бл, см, равна

В_бл = b_б + с                                                                     (34)

где b_б – ширина подового блока (п. 2.2.1);

с – ширина набивного шва между блоками (из формулы 23).

В_бл =

Площадь сечения блюмса с учетом заливки чугуном равна

S_ст = h_ст * В_ст                                                                     (35)

S_ст =    

Тогда падение напряжения в подине U_П, мВ составит (по формуле 32)

U_П =

Доля падения напряжения от анодных эффектов

Величину падения напряжения от анодных эффектов ∆U_АЭ, В определяем по формуле:

∆U_АЭ =                                                             (36)

где U_АЭ – напряжение в момент анодного эффекта, принимаю …… В;

n - длительность анодного эффекта, принимаю …… мин;

k - частота анодного эффекта, принимаю …... в сутки;

1440 - число минут в сутках.

∆U_АЭ = -----------------

Падение напряжения в электролите

Падение напряжения в электролите, Uэл, В находят по формуле Форсблома и  Машовца

Uэл =                                       (37)

где I - сила тока, А;

р - удельное электросопротивление электролита, 0,53 Ом*см;

l - межполюсное расстояние, по практическим данным принимаю……см;

 Sа - площадь анода, см² (формула ……);

 2 (La + Вa) - периметр анода, см (формулы ….…..)

Uэл = --------------------------------------

---

Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 183; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!