5.2.4.1. Потери тепла с поверхности анодов

а) Потери тепла с верхней части анодов.

По данным практики принимаем следующие значения:

t_п=122 ⁰С, t_в=25⁰С, , ε =0,8, φ =0,31.

Площадь верхней части анодов равна:

Количество тепла, уносимое при конвективном теплообмене:

кДж/ч

Теплоотдача излучением будет равна:

кДж/ч

Потери тепла в окружающую среду с верхней части анодов составят:

кДж/ч

б) Потери тепла с внешней боковой поверхности анодов.

Принимаем t_п=113˚С, t_в=25⁰С, , ε =0,8, φ =0,3.

Средняя высота не погруженной части анодов составит 0,15 м.

Площадь внешней боковой поверхности анодов составит:

Количество тепла, уносимое при конвективном теплообмене:

кДж/ч

Теплоотдача излучением будет равна:

кДж/ч

Потери тепла в окружающую среду с внешней боковой поверхности анодов составят:

кДж/ч

в) Потери тепла с внутренней боковой поверхности анодов.

Принимаем t_п=119 ⁰С , t_в=25⁰С, , ε =0,8, φ =0,3.

Площадь внутренней боковой поверхности анодов будет равна:

Количество тепла, уносимое при конвективном теплообмене:

кДж/ч

Теплоотдача излучением будет равна:

кДж/ч

Потери тепла в окружающую среду с внутренней боковой поверхности анодов составят:

кДж/ч

Таким образом, потери тепла с анодного массива составит:

кДж/ч

5.2.4.2. Потери тепла с открытой поверхности электролита

Принимаем t_п=960˚С, , t_в=25⁰С, , ε =0,15, φ =1.

Площадь открытой поверхности электролита:

где 0,02- доля во времени, когда открыта эта поверхность;

- расстояние от анодного массива до продольных сторон;

А_ш- длина шахты.

Количество тепла, уносимое при конвективном теплообмене:

кДж/ч

Теплоотдача излучением будет равна:

кДж/ч

Потери тепла с открытой поверхности электролита составят:

кДж/ч

5.2.4.3. Потери тепла с поверхности глиноземной засыпки

Принимаем t_п=134˚С, t_в=25⁰С, , ε =0,37, φ =0,5.

Определим площадь теплоотдающей поверхности:

Количество тепла, уносимое при конвективном теплообмене:

кДж/ч

Теплоотдача излучением будет равна:

кДж/ч

Потери тепла с поверхности глиноземной засыпки составят:

кДж/ч

5.2.4.4Потери тепла с обортовочного листа

Принимаем t_п=117 ˚С, t_в=25⁰С, , ε =0,6, φ =0,55.

Определим площадь теплоотдающей поверхности:

Количество тепла, уносимое при конвективном теплообмене:

кДж/ч

Теплоотдача излучением будет равна:

кДж/ч

Потери с обортовочного листа составят:

кДж/ч

5.2.4.5. Потери тепла с катодного кожуха

а) С днища кожуха.

Принимаем t_п=175 ˚С, t_в=85⁰С, , ε =0,73, φ =0,36.

Определим площадь теплоотдающей поверхности:

Количество тепла, уносимое при конвективном теплообмене:

кДж/ч

Теплоотдача излучением будет равна:

кДж/ч

Потери тепла с днища кожуха, составят:

кДж/ч

б) Потери тепла с ребер жесткости.

Принимаем t_п=154˚С, t_в=85⁰С, , ε =0,73, φ =0,27.

Принимаются следующие размеры контрфорсов: высота-1200мм, ширина-300мм. Установлено 20 контрфорсов по 10 штук с каждой из продольных сторон.

Определим площадь теплоотдающей поверхности:

Количество тепла, уносимое при конвективном теплообмене:

кДж/ч

Теплоотдача излучением будет равна:

кДж/ч

Потери тепла с ребер жесткости составят:

кДж/ч

в) Потери тепла с блюмсов.

Принимаем t_п=198 ˚С, t_в=85⁰С, , ε =0,73, φ =0,56.

Определим площадь теплоотдающей поверхности:

Количество тепла, уносимое при конвективном теплообмене:

кДж/ч

Теплоотдача излучением будет равна:

кДж/ч

Потери тепла с блюмсов, составят:

кДж/ч

Всего потери тепла с катодного кожуха будут равны:

кДж/ч

Таким образом, потери тепла во внешнюю среду составляют:

кДж/ч

Расход тепла равен:

кДж/ч

Тепловой баланс представлен в таблице № 3 .

Тепловой баланс электролизера

Таблица 3

Приход	кДж/ч	%	Расход	кДж/ч	%
От Электроэнергии	620730	76,7	На разложение глинозема	556320	68,7
От сгорания анодов	188337,8	23,3	С выливаемым из ванны алюминием	23849,6	3,0
			Уносимого с анодными газами	15329,4	1,9
			С конструктивных элементов	210470,7	26,0
			В том числе:
			- анодами	36035,3	4,5
			-с открытой поверхности электролита	9410,3	1,2
			- с поверхности глиноземной засыпки	22210,6	2,7
			- с обортовочного листа	12769,7	1,6
			-с катодного кожуха	130044,8	16,0
Итого:	809067,8	100	Итого:	805969,7	99,6

Библиографический список

[1]. Борисоглебский Ю.В., Минцис М.Я., Галевский Г.В., “Металлургия Алюминия”, Издательство “Наука”, Новосибирск 1999 г.

[2]. Минцис М.Я., Галевский Г.В., “Измерение и оптимизация конструктивных и технологических параметров алюминиевых электролизеров”, Новосибирск 1995 г.

[3]. Беляев А.И., Рапопорт М.Б., Фирсанова Л.А., “Электрометаллургия алюминия”, М: Металлургиздат, 1987 г.

[4]. Троицкий И.А., Железнов В.А., “Металлургия алюминия”, М: Металлургия, 1977 г.

[5]. Журавин Ю.Д., Минцис М.Я., “Особенности электрообеспечения алюминиевых электролизеров“, М: Металлургия, 1982 г.

[6]. Ветюков М.М., Цыплаков А.М., Школьников С.Н., “Электрометаллургия алюминия и магния”, М: Металлургия 1987 г.