На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Промышленность алюминия

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 23.06.2012. Сдан: 2011. Страниц: 16. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Содержание 
 
 
 

       Введение

 
       Насчитывается более 250 минералов алюминия, которые  преимущественно сосредоточены вблизи поверхности земли, и более 40 % из них относится к алюмосиликатам.
       Алюминий  уже давно является промышленным металлом, так как он обладает рядом свойств, которые выгодно отличают его от других металлов. Для него характерны: небольшая плотность; хорошая пластичность и достаточная механическая прочность; высокая тепло- и электропроводность, коррозионная устойчивость.
       Важнейшие потребители алюминия и его сплавов  – авиационная и автомобильная промышленность, железнодорожный и водный транспорт, машиностроение, электротехническая, химическая, металлургическая и пищевая промышленности, промышленное и гражданское строительство.
       В металлургической промышленности алюминий применяют в качестве восстановителя при получении ряда металлов (хрома, кальция и пр.) алюмотермическими способами, для сварки стальных деталей.
       Конструкции из алюминия требуют более низких затрат в течение срока службы и практически не требуют ремонта. Обладая хорошей гибкостью, алюминиевые конструкции эффективно несут нагрузки и значительно снижают затраты на сооружение фундаментов и опор.
       Алюминий  способен образовывать сплавы со многими  металлами. Алюминиевые сплавы делятся на две группы: литейные сплавы, которые применяются для фасонного литья, и деформируемые сплавы, идущие на производство проката и штампованных изделий. Из литейных сплавов наиболее распространены сплавы алюминия с кремнием, называемые силуминами.
 

       

       1 Расчётная часть

       Для получения алюминия - сырца в электролизёр загружают глинозём, анодную массу  и фторсоли. В процессе электролиза  образуются в основном окислы углерода. В результате испарения и пылеуноса отходящими газами из процесса постоянно выбывают некоторые количества фтористых соединений и глинозёма.
       При применении самообжигающихся анодов в  процессе электролиза часть анодной  массы выбывает в виде летучих  соединений при коксовании анода. Кроме того, анодная масса расходуется в виде пены снимаемой с поверхности электролита. Увеличенный расход анодной массы и фтористых солей на электролизёрах с верхним токоподводом объясняется низким качеством анодной массы и недостатками обслуживания электролизёра.

       1.1 Материальный баланс

 
       В процессе электролиза криолитоглинозёмного расплава расходуется глинозём, фтористые соли и угольный анод. При этом образуется расплавленный алюминий и газообразные оксиды углерода.
       Расчет  веду на основании заданных параметров:
       - сила тока I=175 кА
       - анодная плотность тока dа = 0,71 А/см2
       - выход по току h =88 %
       Расход  сырья N кг на получение 1 кг алюминия
       - глинозем, NГ   = 1,926кг
       - фтористый алюминий, NФа = 0,029кг
       - фтористый кальций, N  = 0,0014кг
       - анодная масса, NМ   = 0,546 кг
       Проектируемый цех состоит из 3 серий..

       1.1.1 Производительность электролизера

 
       Производительность  электролизера РА1, кг рассчитывается по закону Фарадея: 

       РА1 = j * I * ? * h,      (1) 

где : j - электрохимический эквивалент алюминия, 0,335 кг/(кА*час);
  I - сила тока, кА;
? - время, час;
 h - выход по току, доли единицы.
       P А1 = 0,335 * 175 * 0,88 = 51,59 кг

       1.1.2 Расчёт прихода сырья в электролизёр

 
       Приход  материалов в электролизёр рассчитывают исходя из норм расхода на 1кг алюминия и производительности электролизёра  в час PAl. Затраты по сырью составят
       - глинозема RГ, кг
       RГ = PAl * NГ      (2)
             RГ = 51,59 * 1,926 = 99,36 кг
       - фтористых солей (А1F3,СаF2 ) RФ, кг
             RФ =PAl * (NФа+ NCa)                                         (3)
       RФ = 51,59 * ( 0,029 + 0,0014) = 1,568 кг
       - анодной массы Rм, кг
       Rм = PAl * Nоа       (4)
       Rм = 51,59 * 0,546 = 28,168 кг

       1.1.3 Расчёт продуктов электролиза

 
       Количество  анодных газов рассчитывают исходя из их состава и реакций, протекающих  в электролизёре. Для расчета  принимаю состав анодных газов, % (масс.): СO2 - 60; СО - 40.
       При получении 46,4 алюминия выделится кислорода m0, кг:
          (5)
где 48 и 54 – молярная масса соответственно кислорода и алюминия в глиноземе.
       
 кг
       Из  этого количества в двуокись углерода свяжется кислорода m0co2, кг:
                  (6)
       
 кг
       в окись углерода свяжется кислорода m0co, кг: 

               (7)
где 60 и 40 – процентное содержание оксида углерода (CO2) и окиси углерода (СО) соответственно.
       
 кг
Отсюда  можно рассчитать количество углерода связанного в двуокись mcco2, кг:
             (8)
       
 кг
Количество углерода связанного в оксид углерода, mcco, кг:
              (9)
       
 кг
Таким образом, в час выделяется оксидов  Pco2 и Pco, кг:
                                          Pco2 = m0co2 + mcco2    
      (10)  
                                             Pco2 = 34,392 + 12,897 = 47,289 кг
       Pco = m0co + mcco       (11)
                                             Pco = 11,464 + 8,59 = 20,054
Всего образуется анодных газов Ргаз, кг:
       Ргаз = Pco2 + Pco        (12)
       Ргаз = 47,289 + 20,054 = 67,343 кг

       1.1.4 Расчёт потерь сырья

 
       Теоретический расход глинозема составляет 1,89 кг на 1 кг алюминия. Перерасход глинозема объясняется наличием в его составе примесей и механическими потерями. Тогда потери глинозема G, кг составят:
       G = PAl * (Nг - 1,89)     (13)
       G = 51,59* (1,926– 1,89 ) = 1,857
       Потери  углерода Rуг, кг находят по разности прихода анодной массы Rм и расхода углерода, связанного в окислы:
       Rуг = Rм - (mcco2 + mcco)    (14)
       Rуг =28,168– (12,897+8,59) =6,681 кг
       Приход  фторсолей в электролизёр принимаем  равным их расходу.
       Таблица 1-Материальный баланс электролизера на силу тока 175кА.
    Приход кг % Расход кг %
    Глинозем 99,362 76,966 Алюминий 51,59 40
    СО2 47,289 36,63
    СО  20,054 15,53
    Анодная масса 28,168 21,82 Потери:    
    Глинозем  1,857 1,44
    Фтористые соли 1,568 1,2
    Фтористые соли 1,568 1,214 Анодная масса 6,74* 5,2
    ИТОГО: 129,098 100 ИТОГО: 129,098 100
       *С  учетом образования анодных газов  и механических потерь  

       1.2 Конструктивный расчет

       В задачу конструктивного расчета  входит определение основных размеров электролизера.

       1.2.1 Анодное устройство  электролизера

 
Площадь сечения  анода Sа определяется по формуле:
              (15)
где  I – сила тока, А;
     da- анодная плотность тока, А/см2
       
 см2
Ширина  анода Ва, см, для электролизёра С8БМ, принимаем 285 см. Тогда длина анода La, см имеющего прямоугольное сечение составит:
               (16)
       
=865 см

       Расчёт  штырей, с помощью которых ток  подводится к телу анода, осуществляется по силе тока и плотности тока в стальной части штыря принимаю  равной dш = 0,19 А/мм2.
Применяемые штыри имеют следующие размеры, мм:
       - общая длина – 2700
       - длина стальной части -1950
       - длина алюминиевой штанги –  1040
       - максимальный диаметр – 138
       - минимальный диаметр – 100
       Площадь сечения всех штырей SО., мм2 определяются:
               (17)
       
 мм2
Штыри имеют форму усеченного конуса, поэтому  расчёт ведём по среднему диаметру.
             (18)
       
мм
Площадь сечения одного штыря Sш, мм2 имеющего круглое сечение составит:
             (19)
       
 мм2
где DШ – средний диаметр штыря, мм
       Зная  площадь сечения всех штырей и  площадь сечения одного штыря  можно определить их количество, К:
             (20)
       
,86

Штыри на анодной раме располагаются в 4 ряда, количество их кратно 4, поэтому принимаю 80 штук.

       1.2.2 Расчёт катодного  устройства

 
       Катодное  устройство электролизёра предназначено  для создания необходимых условий для протекания процесса электролиза в криолитоглиноземном расплаве. Катодное устройство состоит из стального сварного кожуха, теплоизоляционного слоя и углеродистой футеровки, образующей шахту электролизёра.
       Размеры шахты электролизёра 
       Внутренние  размеры шахты электролизера рассчитывают исходя из длины анода (формула 16) и принятых расстояний от анода до стенок боковой футеровки (Рисунок 1). Для данного типа электролизёра установлено, что расстояние
       - от продольной стороны анода  до футеровки, а = 63,5 см
       - от торца анода до футеровки, в = 50 см. 

       
       Рисунок 1 Схема анода и шахты электролизёра 

Тогда длина Lш, см и ширина Вш, см шахты определяются:
       Lш  =Lа + 2*в;      (21)
       Lш  = 865 + 2 * 50 = 965 см     
       Вш = Ва + 2*а      (22)
       Вш = 285 + 2 * 63,5 = 412 см     
Глубина шахты электролизёра С-8БМ равна 56,5 см. Катодное устройство электролизёра имеет сборно-блочную подину, смонтированную из коротких и длинных прошивных блоков вперевязку. Отечественная промышленность выпускает катодные блоки высотой hб = 40 см , шириной bб = 50 см, и длиной l б от 110 до 400 см. При ширине шахты 412 см применяют катодные блоки:
       - короткие l кб = 160 см
       - длинные l дб = 220 см
       Число секций в подине, Nс определяют исходя из длины шахты:
              (23)
где bб – ширина подового блока;
     с  – ширина шва между блоками, 4 см.
       

В шахту  можно монтировать только 17 секций (рядов) подовых блоков
         

         
 

       Рисунок 2   Схема подины электролизёра
       Число катодных блоков Nб, равно:
       Nб = Nс * 2      (24)
       Nб = 17* 2 =34
       Подина  данного электролизера монтируется из 34 катодных блоков, уложенных по 17 штук в два ряда с перевязкой центрального шва. Межблочные швы при монтаже подины набиваются подовой массой. Для отвода тока от подины, в подовые блоки вставлены стальные катодные стержни (блюмсы):
       - для блока 160 см длина блюмса 219 см;
       - для блока 220 см длина блюмса 279 см.
Ширина  периферийных швов от подовых блоков до футеровки будет равна:
       - в торцах подины, bт,
       bт =     (25)
       bт =
= 51см
       - по продольным сторонам, bп:
       
 

 см

       1.2.3 Размеры катодного  кожуха

 
       Внутренние  размеры катодного кожуха определяются из рассчитанных ранее размеров шахты электролизёра (формулы 21, 22) и толщины слоя теплоизоляционных материалов.
       Длина катодного кожуха Lк, см:
       Lк  = Lш + 2 (Пу + 3,5),     (27)
Где Lш - длина шахты, см;
     Пу  – толщина угольной плиты,;
     3,5 – толщина теплоизоляционной  засыпки в торцах электролизёра,  см.
     Lк  = 965 + 2 (20 + 3,5) = 1012
Ширина  катодного кожуха Вк, см:
       Вк = Вш + 2 (Пу + 5),     (28)
где:  Вщ - ширина шахты, см;
    5 –  толщина теплоизоляционной засыпки  в продольных сторонах электролизёра, см.
       Вк  = 412 + 2 (20+5) = 462
       Футеровка днища катодного кожуха выполняется  следующим образом (снизу - вверх):
       - теплоизоляционная засыпка 3 см;
       - два ряда легковесного шамота или красного кирпича 2 6,5 см;
       - три ряда шамотного кирпича  3 6,5 см;
       - угольная подушка 3 см;
       - подовый блок 40 см.
       Тогда высота катодного кожуха Нк, см будет:
       Нк = 3 + 5* 6,5 + 3 + Нш + hб     (29)
где: Нш - глубина шахты, см;
    hб – высота подового блока, см.
       Нк = 3 + 5 * 6,5 + 3 + 56,5 +40 = 135см
       Принимаем катодный кожух контрфорсного типа с днищем. Число контрфорсов равно 20, по 10 с каждой продольной стороны. Стенки катодного кожуха изготавливаются из листовой стали толщиной 10 мм, днище – 12мм.
       Кожух снаружи укреплен поясами жесткости  из двутавровых балок или швеллеров.

       1.3 Электрический баланс  электролизёра

 
       Электрический расчёт электролизера заключается  в определении всех составляющих падения напряжения на электролизёре, включая напряжение разложения глинозёма и долю падения напряжения при анодных эффектах.
       Среднее напряжение UСР.,В на электролизёре определяет общий расход электроэнергии на производство алюминия и равно(В):
       Uср = Ер + Uа + Uп + ?Uаэ + Uэл + Uо + Uоо,  (30)
где ЕР - напряжение разложении глинозема (или  ЭДС поляризации) 1,5 В;
   UА - падение напряжения в анодном устройстве,
   UП - падение напряжения в подине,
   ?UАЭ – доля увеличения напряжения при анодных эффектах,
   UЭЛ - падение напряжения в электролите,
   UО - падение напряжения в ошиновке электролизёра,
   UОО - падение напряжения в общесерийной ошиновке.

       1.3.1 Падение напряжения  в анодном устройстве

 
       Падение напряжения в анодном устройстве состоит из суммы падений напряжения в ошиновке, контактах и теле анода. Для определения падения напряжения в теле анода с верхним токоподводом пользуются уравнением, предложенным М.А. Коробовым.
   ,  (31)
где  Sa - площадь анода, см2, (15);
    К - количество токоподводящих штырей, шт;
    Lср - среднее расстояние от подошвы анода до концов токоподводящих штырей, принимаем 30 см.
    da - анодная плотность тока, 0,71 А/см2;
    ?а - удельное электросопротивление анода в интервале температур 750 -950 °С равно 8*10-3 Ом *см.
=0,461 В

       1.3.2 Падение напряжения  в подине

 
       Падение напряжения в подине, смонтированной из прошивных блоков, определяется по уравнению М.А. Коробова и А.М. Цыплакова:
      (32) 

где lпр - приведенная длина пути тока- 28,4 см;
    ?бл - удельное сопротивление прошивных блоков принимаем 3,72 * 10-3 Ом *см.;
    Вш - половина ширины шахты ванны 206, см;
    Вбл - ширина катодного блока с учетом набивного шва -54, см;
    a - ширина настыли, равна расстоянию от продольной стороны анода до боковой футеровки, 65 см;
    S – площадь сечения блюмса -377см2;
    da - анодная плотность тока-0,71 А/см2.
       Приведенную длину пути тока по блоку lпр, см определяем по уравнению:
             (33)
где hбл - высота катодного блока;
    hст - высота катодного стержня, 14,5 см;
     Вст - ширина катодного стержня, 26 см
       
 см
       Ширина  катодного блока с учетом набивного шва Вбл,см равна:
       Вбл = bб + с,     (34)
где bб – ширина подового блока;
     с – ширина набивного шва  между блоками.
       Вбл = 50 + 4 = 54
       Площадь сечения катодного стержня с  учетом заделки равна:
       Sст = hст * Вст      (35)
       Sст = 14,5 * 26 = 377см2
       Тогда падение напряжения в подине UП, В составит (формула 32): 

=0,252 В

       1.3.3 Доля падения напряжения от анодных эффектов

 
       Величину  падения напряжения от анодных эффектов ?UАЭ, В определяем по формуле:
               (36)
где UАЭ – напряжение в момент анодного эффекта, принимаем 30 В;
    n - длительность анодного эффекта, принимаем 2 мин;
     k - частота анодного эффекта в сутки, принимаем 1;
    1440 - число минут в сутках.
       
=0,02 В
       Падение напряжения в электролите, Uэл, В определяется по формуле Форсблома и Машовца:
            (37)
где I - сила тока, А;
   р - удельное электросопротивление электролита, равно 0,53 Ом * см;
      l - междуполюсное расстояние, по практическим данным принимаем 5,5 см;
   Sа  - площадь анода, см2;
   2 (La + Вa) - периметр анода, см.
       
=1,91
В

       1.3.4 Падение напряжения  в ошиновке электролизёра

 
       Падение напряжения в ошиновке электролизёра принимаем на основании замеров на промышленных электролизерах: ?UО = 0,3 В
       Падение напряжения в общесерийной ошиновке принимаем на основании практических данных: ?UОО = 0,016 В
Таблица 2 - Электрический баланс электролизера на силу тока 175 кА
                                                      Размеры в Вольтах
       
Наименование  участков        Ucp        Up        Uгр
Ер 1,5 1,5 1,5
UА 0,461 0,461 0,461
UП 0,252 0,252 0,252
UЭЛ 1,91 1,91 1,91
UАЭ 0,02 -- 0,02
UО 0,3 0,3 0,3
UОО 0,016 -- --
Итого: 4,459 4,423 4,443

       1.4 Тепловой баланс  электролизёра

       1.4 Тепловой баланс  электролизёра 

       Нормальная  работа электролизёра возможна только при соблюдении теплового равновесия, когда приход и расход тепла в единицу времени при установившемся режиме электролиза становятся равными, т.е. Qпр = Qрасх
       Приход  тепла в электролизёр осуществляется от прохождения постоянного электрического тока и от сгорания анодной массы
       Тепловой  баланс составляют применительно к  определённой температуре: окружающей среды или температуре протекания процесса. Обычно составляют баланс при температуре 25?С.
       В этом случае уравнение теплового  баланса можно представить в виде:
       Qэл + Qан = QГ + Q Al + Qгаз + Qп,    (38)
где Qэл - приход тепла от электроэнергии;
     Qан - приход тепла от сгорания анода;
     QГ - расход тепла на разложение глинозёма;
     Q Al - тепло, уносимое с вылитым металлом;
   Qгаз - тепло, уносимое отходящими газами;
     Qп - потери тепла в окружающее пространство.

       1.4.1 Расчет приход  тепла

 
       Приход  тепла от прохождения электрического тока Qэл, кДж определяется по уравнению:
       Q эл = 3600 * I * Uгр * ?      (39)
где 3600 – тепловой эквивалент 1 кВт*ч, кДж;
    I – сила тока, кА;
    Uгр – греющее напряжение, В (из таблицы 2);
    ? – время, часы.
       Q эл = 3600 * 175 * 4,443 * 1 = 2799090 кДж
       Приход  тепла от сгорания угольного анода Qан, кДж определяется:
       Qан = Р1СО2 * ?HTCO2 + Р1СО * HTCO     (40)
где  Р1СО2 и Р1СО – число киломолей оксидов углерода; определяется по материальному балансу исходя из формул (10 и 11);
   ?НТСО2 и ?НТСО – тепловые эффекты реакций образования СО2 и СО из углерода и кислорода при 25 ?С (298 К):
       ?H298СО2 = 394 070 кДж/кмоль
       ?H298СО = 110 616 кДж/кмоль
              (41)
       
=1,07
кмоль
             (42)
       
=0,71

       Qан = 1,07* 394070 + 0,71•* 110616=500192,26 кДж

       1.4.2 Расход тепла

 
       На  разложение глинозема расходуется тепла QГ, кДж:
       QГ = R1Г * ?HTГ                                       (43)
?HTГ - тепловой эффект образования оксида алюминия при 25 ?С (298 К), равный 1676000 кДж/кмоль.
                                       (44)
       
=0,97
кмоль
       
 кДж
       Потери  тепла с выливаемым из ванны алюминием рассчитываются, исходя из условия, что количество вылитого алюминия соответствует количеству наработанного за то же время.
       При температуре выливаемого алюминия 960 °С энтальпия алюминия ?HT1Al составляет 43982 кДж/кмоль, а при 25 °С энтальпия алюминия ?HT2Al равна 6716 кДж/кмоль. Отсюда потери тепла QAl, кДж с выливаемым алюминием составят:
       QAl = Р1Al * (?HT1Al - ?HT2Al)     (45)
где Р1Al - количество наработанного алюминия, кмоль определяемое по формуле:
               (46)
       
 кмоль
       
кДж
       Унос  тепла с газами при колокольной  системе газоотсоса рассчитываем, принимая, что разбавление газов за счет подсоса воздуха в систему отсутствует. В этом случае ведем расчет на основные компоненты анодных газов – оксид и диоксид углерода. Тогда унос тепла с газами Qгаз, кДж будет равен:
       Qгаз = Р1СО * ( HT1CO - HT2CO) + Р1СО2 * (HT1CO2 - HT2CO2),   (47)
где Р1СО и Р1СО2 количество CO и CO2, кмоль
   HT1CO – энтальпия СО при температуре 550 °С, равна 24860 кДж/кмоль
   HT2CO – энтальпия СО при температуре 25 °С, равна 8816 кДж/кмоль
   HT1CO2 – энтальпия СО2 при температуре 550 °С, равна 40488 кДж/кмоль
    HT2CO2 – энтальпия СО2 при температуре 25°С соответственно, 16446 кДж/кмоль  

       Qгаз =
кДж
       Потери  тепла в окружающую среду определяются на основании законов теплоотдачи  конвекцией, излучением и теплопроводностью. Так как электролизер представляет собой сложную систему, изготовленную из различных материалов, для упрощения расчетов, потери тепла ко нструктивными элементами электролизёра QП, кДж определяются по разности между приходом тепла и расходом по рассчитанным статьям:
       Qп = (Q эл + Qан) - (QГ + QAl + Qгаз)     (48)
кДж
Таблица 3 - Тепловой баланс электролизера на силу тока 175кА
       
Приход  тепла кДж % Расход тепла кДж %
От  прохождения электроэнергии 2799090 84,8 На разложение глинозёма 1625720 49,27
С вылитым металлом 71550,7 2,17
От  сгорания угольного анода 500192,26 15,2 С отходящими газами 37116,2 1,12
Конструктивными элементами и с поверхности электролизёра 1564895,36 47,44
ИТОГО 3299282,26 100 ИТОГО 3299282,26 100

       1.5 Расчёт цеха

 
       В расчёт цеха входит определение числа  рабочих электролизёров в серии, число резервных электролизёров, общее число устанавливаемых электролизёров, годовой выпуск алюминия-сырца одной серией и тремя сериями и удельный расход электроэнергии.
       Расчёт  числа рабочих электролизёров определяется величиной среднего напряжения на электролизёре и напряжением выпрямительных агрегатов, питающих серию электролизёра.
       КПП обеспечивает серию электролизёров, напряжением 850 В. Учитывается резерв напряжения 1% на колебание во внешности сети, потери напряжения в шинопроводах и т.д.
       Для подстанции на 850 В рабочее напряжение серии U, В составит:
       U = 850 - (U1 + U2 + U3)      (49)
       U =
В
Число рабочих электролизеров N в серии составит:
        ,      (50)
где  U - напряжение серии U, В
        UСР - среднее напряжение на электролизере, В (из таблицы 2);
   UАЭ- доля увеличения напряжения от анодных эффектов, В (по формуле 36)
       

       Для максимального использования возможностей преобразовательной подстанции и обеспечения постоянства производительности серии, число установленных в ней электролизеров NУ должно быть больше, чем работающих, на число резервных электролизеров.
       Количество  резервных ванн NР рассчитывается исходя из необходимости капитального ремонта электролизеров по формуле:
        ,      (51)
где N – число рабочих электролизёров в серии;
    t – длительность простоя ванн в ремонте, по практическим данным 6 дней;
    Т –  срок службы электролизёра, 4 года;
    365 –  дней в году.
              
Принимаем 1 резервный электролизёр на серию, тогда в серии будет установлено электролизеров Nу шт.:
       Nу =  N + NР,     (52)
где   N - число установленных электролизеров;
     NР - число резервных электролизеров
       Nу = 181 +1 = 182
Так как  в серии количество электролизеров должно быть кратно 4, резерва напряжения в 803 В достаточно только для 180 электролизеров, из которых 1 резервный.
В 3 сериях будет 6 корпусов, в них установленных электролизёров, Nуст:
       NУСТ = NУ * n     (53)
       NУСТ = 180 * 3 = 540
Годовая производительность серии Pс, т рассчитывается по формуле:
Pс = 0,335 * I * ? * 8760 * N * 10-3                                           (54)
где 0,335 - электрохимический эквивалент, кг/(кА*ч);
    I - сила тока, кА;
    ? - выход по току, д. е.;
    8760 - часов в год;
    N - число работающих ванн в серии.
       РС = 0,335 * 175000* 0,88 * 8760 * 179*10-3 = 80895,18т
Годовая производительность цеха Рц, т будет:
       Рц = Рс * n       (55)
       Рц = 80895,18* 3 = 242685,54 т     

Удельный  расход электроэнергии W, кВт*ч/т рассчитывается по формуле:
               (56)
       
 кВт*ч/т
Выход по энергии г/кВт*ч
              (57)
       
 г/(кВт*ч)

       2 Описательная часть

       2.1 Понятие о выходе по току. Способы его повышения

 
       Выход по току - один из основных показателей, определяющих количество произведенного алюминия и расход электроэнергии на его получение.
       Выход по току - [current efficiency] — доля тока (количество электричества), затрачиваемая в электролитическом процессе на получение продукта. Определяют отношением массы фактически прореагировавшего вещества к теоретическому, рассчитанной по закону Фарадея, в процентах или долях ед.
       Выходом по току  ? называют отношение  массы вещества, фактически полученного при электролизе, к его количеству, теоретически ожидаемому за то же время, согласно закону Фарадея:
       ? =

где   Рпр - количество алюминия, фактически наработанное определенным количеством электричества (I*?);
       На  выход по току при электролизе  криолито-глиноземных расплавов  оказывают влияние следующие факторы:
      температура электролита,
      междуполюсное расстояние,
      плотность тока,
      состав электролита,
      качество обслуживания ванн.
       Необходимое условие достижения высоких показателей  при электролизе - тщательное соблюдение технологического режима. Любое нарушение  нормальной работы ванны может привести к снижению выхода по току.

       2.2 Устройство электролизера и факторы, влияющие на срок его службы

 
       Электролизные ванны 80-х годов 19 века и электролизеры, применявшиеся в промышленности вплоть до конца 20-х—начала 30-х годов 20 века, были малой мощности (до 10 кА), с блочными предварительно обожженными анодами, периодического действия. Анодная плотность тока на таких электролизерах составляла 6,5—1,4 А/см2, а расход электроэнергии на производство алюминия 80000—25000 кВт*ч/т. С 30-х годов 20 века начинается новый этап развития конструкции электролизных ванн.
       Еще в начале прошлого века электрометаллургии начали внедряться непрерывные самообжигающиеся электроды (по патенту Зодерберга), были сделаны первые попытки использовать принцип устройства таких электродов в алюминиевой промышленности. Однако устройство непрерывных самообжигающихся анодов с то коподводом по принципу непрерывных самообжигающихся электродов электропечей (посредством прижимных контактных плит) не дало желаемых результатов в алюминиевой промышленности. Значительное падение напряжения в прижимном контакте, которое не имеет решающего значения в условиях работы электродов в электропечах, крайне неблагоприятно при эксплуатации алюминиевых электролизеров.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.