GB 50850-2013 鋁電解廠工藝設計規(guī)范

人人文庫專用

中華人民共和國國家標準

鋁電解廠工藝設計規(guī)范

Ccesses

GB50850-2013

主編部門：中國有色金屬工業(yè)協(xié)會

批準部門：中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部

施行日期：2013年5月1日

人人文庫專用

中國計劃出版社

2013北京

書

中華人民共和國國家標準

鋁電解廠工藝設計規(guī)范

GB50850-2013

☆

中國計劃出版社出版

網址：

地址：北京市西城區(qū)木樨地北里甲11號國宏大廈C座3層

郵政編碼：100038電話：（010）63906433（發(fā)行部）

新華書店北京發(fā)行所發(fā)行

北京世知印務有限公司印刷

850mm×1168mm1/322.5印張59千字

2013年5月第1版2013年5月第1次印刷

☆

統(tǒng)一書號：1580242·030

人人文庫專用定價：15.00元

版權所有侵權必究

侵權舉報電話：（010）63906404

如有印裝質量問題，請寄本社出版部調換

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部公告

第1603號

住房城鄉(xiāng)建設部關于發(fā)布國家標準

《鋁電解廠工藝設計規(guī)范》的公告

現(xiàn)批準《鋁電解廠工藝設計規(guī)范》為國家標準，編號為

GB50850—2013，自2013年5月1日起實施。其中，第1.0.3條

為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行。

本規(guī)范由我部標準定額研究所組織中國計劃出版社出版

發(fā)行。

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部

2012年12月25日

人人文庫專用

前言

本規(guī)范是根據(jù)原建設部《關于印發(fā)〈2006年工程建設標準規(guī)

范制訂、修訂計劃（第二批）的通知》（建標〔2006〕136號）的要求，

由貴陽鋁鎂設計研究院有限公司會同有關單位共同編制完成。

在本規(guī)范編制過程中，編制組進行了深入細致的調查研究，認

真總結實踐經驗，參考國內相關規(guī)范和國際先進標準，在廣泛征求

意見的基礎上，最后經審查定稿。

本規(guī)范共分16章，主要技術內容有：總則，術語，主要材料及

產品質量，電解工藝計算，電解槽設計，電解車間，工藝自動化控

制，變電整流所，陽極組裝車間，氧化鋁、氟化鹽、電解質貯運及供

料，電解煙氣凈化，鋁錠鑄造工藝計算，鋁錠鑄造車間配置，抬包清

理，廢渣處理及堆場，電解槽修理及電解輔修。

本規(guī)范中以黑體字標志的條文為強制性條文，必須嚴格執(zhí)行。

本規(guī)范由住房和城鄉(xiāng)建設部負責管理和對強制性條文的解

釋，由中國有色金屬工業(yè)工程建設標準規(guī)范管理處負責日常管理，

由貴陽鋁鎂設計研究院有限公司負責具體技術內容的解釋。在規(guī)

范執(zhí)行過程中如有意見或建議，請寄送貴陽鋁鎂設計研究院有限

公司（地址：貴州省貴陽市金陽新區(qū)金朱路2號，郵政編碼：

550081），以人人文庫專用供今后修訂時參考。

本規(guī)范主編單位、參編單位、主要起草人和主要審查人：

主編單位：貴陽鋁鎂設計研究院有限公司

中國有色金屬工業(yè)工程建設標準規(guī)范管理處

參編單位：沈陽鋁鎂設計研究院有限公司

中國鋁業(yè)貴州分公司

青銅峽鋁業(yè)股份有限公司

·1·

主要起草人：席燦明代國才胡向全楊濤鄧翔

主要審查人：姚世煥王汝良陳才榮龔春雷侯新

王紹鵬謝青松劉永剛王有來劉永強

李剛羅斌

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·2·

目次

1總則…………………（1）

2術語…………………（2）

3主要材料及產品質量……（4）

4電解工藝計算……………（7）

4.1工藝計算………………（7）

4.2主要設備選型計算………（10）

5電解槽設計………………（12）

6電解車間…………………（15）

6.1一般規(guī)定………………（15）

6.2電解車間配置……………（16）

7工藝自動化控制…………（19）

8變電整流所………………（21）

8.1一般規(guī)定………………（21）

8.2供電電源與接線系統(tǒng)……（21）

8.3整流機組選擇及諧波治理………………（22）

9陽極組裝車間……………（25）

9.1一般規(guī)定………………（25）

9.2陽極組裝車間配置人人文庫專用………（25）

9.3陽極組裝倉庫……………（26）

10氧化鋁、氟化鹽、電解質貯運及供料……（27）

10.1一般規(guī)定………………（27）

10.2氧化鋁貯運……………（27）

10.3氧化鋁、載氟氧化鋁供配料……………（29）

10.4氟化鋁、電解質粉料貯運及供配料………（29）

·1·

書

11電解煙氣凈化……………（30）

11.1一般規(guī)定………………（30）

11.2凈化設備配置及排煙管設計……………（30）

12鋁錠鑄造工藝計算………（32）

12.1鋁錠的分類和鑄造工藝計算……………（32）

12.2主要設備選型計算……（34）

13鋁錠鑄造車間配置………（36）

13.1一般規(guī)定………………（36）

13.2鑄造設備選型…………（36）

13.3鑄造車間配置…………（37）

13.4鑄造成品倉庫…………（38）

13.5鋁渣處理………………（38）

14抬包清理…………………（39）

15廢渣處理及堆場…………（40）

16電解槽修理及電解輔修…………………（41）

16.1一般規(guī)定………………（41）

16.2就地槽大修……………（41）

16.3異地槽大修……………（41）

16.4槽大修設備選用………（42）

16.5電解輔修………………（43）

本規(guī)范用詞說明………………（44）

引用標準名錄…………………（45）

附：條文說明人人文庫專用…………………（47）

·2·

Contents

1Generalprovisions………(1)

2Terms……………………(2)

3Mainrawmaterialsandproductquality………………(4)

4Processcalculationsofelectrolyticaluminium…………(7)

4.1Processcalculations……(7)

4.2Mainequipmentselecting………………(10)

5Designofaluminiumelectrolyticcell…(12)

6Potroom…………………(15)

6.1Generalrequirement……(15)

6.2Arrangementofpotroom…………………(16)

7Automaticcontrolofprocess……………(19)

8Powertransformationandrectification…(21)

8.1Generalrequirement……(21)

8.2Supplysourceandwiringsystem…………(21)

8.3RectifierSelectingandharmoniccontrol…(22)

9Roddingshop……………(25)

9.1Generalrequirement……(25)

9.2Arrangementofroddingshop……………(25)

9.3Stora人人文庫專用geofroddingshop…………………(26)

10Storageandsupplyofalumina,fluoride,crushedbath…(27)

10.1Generalrequirement……(27)

10.2Unloadingstationandstorageofaluminamaterial………(27)

10.3conveyandsupplyofaluminamaterial…(29)

10.4Storageandsupplyoffluoride,crushedbath……………(29)

·3·

11Potroomfumetreatment………………(30)

11.1Generalrequirement……(30)

11.2Designoftreatingequipmentsandgasduct……………(30)

12Processcalculationofingotcasting……(32)

12.1Aluminiumingotclassify＆processcalculationofingot

casting…………………(32)

12.2Mainequipmentselecting………………(34)

13Arrangementofcastingshop…………(36)

13.1Generalrequirement……(36)

13.2Castingequipmentselection……………(36)

13.3Arrangementofcastingshop……………(37)

13.4Storageofcastingproducts……………(38)

13.5Aluminiumwastetreatment……………(38)

14Cruciblecleaning………(39)

15Wastetreatmentandstorageyard……(40)

16Potmaintenanceandauxiliaryrepair…(41)

16.1Generalrequirement……(41)

16.2Potmajorrepaironline………………(41)

16.3Potmajorrepairoffline………………(41)

16.4Majorrepairequipmentselecting………(42)

16.5Auxiliaryrepairofsmelter……………(43)

Explanationofwordinginthiscode………(44)

Listofquotedstandards……(45)

Addition:人人文庫專用Explanationofprovisions………(47)

·4·

1總則

1.0.1為適應鋁電解廠工程建設的需要，提高工程設計質量，促

進鋁電解廠的安全可靠、先進適用與經濟合理，遵循國家相關法

規(guī)、標準，制定本規(guī)范。

1.0.2本規(guī)范適用于新建、擴建及技術改造的鋁電解廠的工藝

設計。

1.0.3鋁電解槽必須采用200kA及以上預焙陽極鋁電解槽生產

工藝。

1.0.4鋁電解廠應按現(xiàn)行行業(yè)標準《清潔生產標準電解鋁業(yè)》

HJ/T187的規(guī)定，采取同時治理廢氣、廢水、廢渣有害污染物的

措施，并應減少溫室氣體全氟化碳排放。

1.0.5鋁電解廠應靠近電廠或變電站建設，具備條件的地區(qū)，宜

延伸下游加工產業(yè)，并宜采用天然氣或煤制天然氣等清潔能源進

行生產。

1.0.6鋁電解廠的工藝設計，除應符合本規(guī)范外，尚應符合國家

現(xiàn)行有關標準的規(guī)定。

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·1·

2術語

2.0.1預焙陽極鋁電解槽prebakedanodecell

其特點是陽極來源于預焙陽極廠經過成型、焙燒生產的合格

成型炭塊，經組裝后上槽使用。其主要優(yōu)勢在于瀝青煙和氟化物

分別處理，電解槽便于實施機械化、自動化作業(yè)和集中有效治理電

解煙塵。

2.0.2載氟氧化鋁fluorinatedalumina

指采用新鮮氧化鋁作為治理電解煙氣中有害成分氟化物的吸

附劑，經過干法凈化系統(tǒng)循環(huán)吸收煙氣中的氟化氫、固體氟化物顆

粒后，形成的含氟氧化鋁料。

2.0.3陽極電流密度anodecurrentdensity

指鋁電解槽的電流強度除以槽上所有陽極炭塊面積之和的一

個特征指標比，單位為每平方厘米安培。

2.0.4半石墨陰極炭塊partiallygraphitiferouscathode

block

指陰極炭塊的干料配方中添加的人造石墨所占比例低于

30％。

2.0.5焙燒、啟動baking，startingup

指電解人人文庫專用槽在投產初期，必須經歷的內襯預熱，以及灌入電解質

高溫液體啟動使之進入逐步產鋁狀態(tài)的兩個生產過程。

2.0.6計算站computerroom

指服務于電解全系列各臺電解槽操作管理自動化控制系統(tǒng)的

主機房。

2.0.7陽極組裝anoderodding

指通過一定工藝方法和設備流程，將新的預焙陽極炭塊與陽

·2·

極鋼爪和導桿等組裝成可在鋁電解槽上使用的陽極炭塊組的工藝

過程。

2.0.8殘極butt

指預焙陽極炭塊在鋁電解槽上使用一個周期后，更換下來的

殘陽極炭塊。

2.0.9鋁合金aluminiumalloy

以鋁為基體的合金產品總稱。

2.0.10中間合金masteralloy

為了便于向鋁基合金中加入一種或多種合金元素而特別配制

的中間合金產品。

2.0.11鋁渣aluminiumslag

鋁熔化過程中產生的金屬鋁與其他鋁氧化物的混合物。

2.0.12就地槽大修potreliningon-line

指在電解車間原地進行電解槽的停槽、刨爐、維修及內襯筑爐

的作業(yè)過程或方法。

2.0.13異地槽大修potreliningout-of-line

指將停槽的電解槽的槽殼及內襯整體吊運至專用大修車間進

行刨爐、維修及內襯筑爐的作業(yè)過程或方法。

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·3·

3主要材料及產品質量

3.0.1氧化鋁質量不應低于現(xiàn)行國家標準《氧化鋁》GB/T24487

規(guī)定的二級品，宜使用比表面積60m2/g及以上的砂狀氧化鋁。

3.0.2冰晶石質量不應低于現(xiàn)行國家標準《冰晶石》GB/T4291

規(guī)定的一級品標準，并應根據(jù)電解槽在焙燒啟動、后期管理等不同

階段，使用高分子比冰晶石和普通冰晶石。

3.0.3氟化鋁質量不應低于現(xiàn)行國家標準《氟化鋁》GB/T4292

規(guī)定的一級品。

3.0.4氟化鈉質量不應低于現(xiàn)行行業(yè)標準《氟化鈉》YS/T517

規(guī)定的二級品。

3.0.5氟化鈣質量不應低于現(xiàn)行國家標準《氟化鈣》GB/T27804

規(guī)定的二級品。

3.0.6工業(yè)碳酸鈉質量不應低于現(xiàn)行國家標準《工業(yè)碳酸鈉及其

試驗方法》GB210規(guī)定的Ⅱ類一等品。

3.0.7預焙陽極理化性能應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鋁電解用預焙陽

極》YS/T285的有關規(guī)定。預焙陽極尺寸及允許偏差應符合表

3.0.7的規(guī)定。鋁電解槽設計陽極電流密度大于或等于0.8A/cm2

時，宜采用表觀密度在1.56g/cm3以上的優(yōu)質預焙陽極。

人人文庫專用表3.0.7預焙陽極尺寸及允許偏差

陽極塊規(guī)格（mm）相對允許偏差

長×寬×高長寬高不直度

（1450～1850）×（660～750）×

±1.0mm±1.5mm±3.0mm不大于長度的1％

（550～650）

3.0.8普通陰極炭塊質量應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鋁電解用普通陰

極炭塊》YS/T5230的有關規(guī)定。

·4·

3.0.9半石墨質陰極炭塊質量應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鋁電解用半

石墨質陰極炭塊》YS/T287的有關規(guī)定。

3.0.10高石墨質陰極炭塊質量應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鋁電解用

高石墨質陰極炭塊》YS/T623的有關規(guī)定。

3.0.11石墨化陰極炭塊質量應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鋁電解用石

墨化陰極炭塊》YS/T699的有關規(guī)定。

3.0.12鋁電解用陰極糊質量應符合現(xiàn)行行業(yè)標準《鋁電解用陰

極糊》YS/T65的有關規(guī)定。鋁電解用陰極糊產品的分類應符合

表3.0.12的規(guī)定。

表3.0.12鋁電解用陰極糊產品分類

適宜施工

分類牌號名稱適用部位

溫度（℃）

填充底部炭塊與側部炭塊接縫

BSZH半石墨周圍糊110±10

及耐火磚等之間較寬縫隙

第一類BSTH半石墨炭間糊填充炭塊與炭塊之間縫隙110±10

BSGH半石墨鋼棒糊填充陰極鋼棒與炭塊之間縫隙110±10

BSTN半石墨炭膠泥填充側部炭塊之間較小縫隙60±10

填充高石墨質底部炭塊與側部炭

GSZH高石墨周圍糊110±10

塊接縫及耐火磚等之間較寬縫隙

第二類

GSTH高石墨炭間糊填充炭塊與炭塊之間縫隙110±10

GSGH高石墨鋼棒糊填充陰極鋼棒與炭塊之間縫隙110±10

填充炭塊與炭塊、底部炭塊與側

BSLD-1半石墨冷搗糊Ⅰ25～55

部炭塊及耐火磚之間的縫隙

BSLD-2半石墨冷搗糊Ⅱ填充陰極鋼棒與炭塊之間縫隙25～55

第三類

人人文庫專用填充炭塊與炭塊、底部炭塊與側

GSLD-1高石墨冷搗糊Ⅰ25～55

部炭塊及耐火磚之間的縫隙

GSLD-2高石墨冷搗糊Ⅱ填充陰極鋼棒與炭塊之間縫隙25～55

注：1BSZH、BSTH、BSGH、BSTN、BSLD-1、BSLD-2，6個牌號的產品是與鋁

電解用半石墨陰極炭塊配套使用。

2GSZH、GSTH、GSGH、GSLD-1、GSLD-2，5個牌號的產品是與鋁電解用

高石墨陰極炭塊配套使用。

·5·

3.0.13鋁電解用碳化硅結合氮化硅磚/板的質量不應低于現(xiàn)行

行業(yè)標準《高爐用碳化硅結合氮化硅磚》TB/T4035的有關規(guī)定。

3.0.14重熔用鋁錠的質量應符合現(xiàn)行國家標準《重熔用鋁錠》

GB/T1196的有關規(guī)定。應用鋁電解槽生產介于重熔用鋁錠和

《重熔用精鋁錠》YS/T665質量標準之間的初級精鋁產品時，其

質量可根據(jù)需求對原輔材料質量進行特殊控制。

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·6·

4電解工藝計算

4.1工藝計算

4.1.1電解系列原鋁產量應按下式計算：

-3

Q=0.3355×10I·η·t·n1（4.1.1）

式中：Q———原鋁年產量（t）；

0.3355———電化當量（g/A·h）；

I———電流強度（kA）；

η———電流效率（％）；

t———年工作小時數(shù)，取8760h；

n1———電解系列生產槽數(shù)。

4.1.2鋁液直流電耗應按下列公式計算：

V平均

W=-3（4.1.2-1）

0.3355×η×10

V平均=V工作+V效應均攤

=E極化+V陽極+V陰極+V電解質+V鋁母線+V效應均攤（4.1.2-2）

式中：W———鋁液直流電耗（kW·h/t）；

V平均———槽平均電壓，為槽工作電壓與陽極效應均攤電壓之和

（V）；

V工作———槽工作電壓（V）；

極化——人人文庫專用—槽內電解質熔體的分解電壓和陰、陽極極化電壓之和

E

（V）；

V陽極———陽極導桿與陽極母線接觸點至陽極炭塊底掌之間的

電壓（V）；

V陰極———槽內陰極炭塊表面至槽外陰極鋼棒的電壓（V）；

V電解質———槽內電解質熔體的電壓降（V）；

·7·

V鋁母線———槽周圍導電鋁母線系統(tǒng)的電壓（V）。

4.1.3陽極效應均攤電壓應按下式計算：

k×（V效應-V工作）×t

V效應均攤=（4.1.3）

1440

式中：V效應均攤———陽極效應均攤電壓（mV）；

k———陽極效應系數(shù)（次/槽·日）；

V效應———陽極效應發(fā)生時的槽電壓降（V）；

t———陽極效應持續(xù)時間（min）。

4.1.4陽極效應或然率可按下列公式計算：

nnnm-n

Pm=CmP（1-P）（4.1.4-1）

P=a/（a+b）（4.1.4-2）

n

式中：Pm———在n個電解槽上同時發(fā)生陽極效應的或然率（％）；

n

Cm———在m臺電解槽中有n個發(fā)生陽極效應的組合數(shù)；

m———工作電解槽數(shù)；

n———同時發(fā)生陽極效應的電解槽數(shù)；

P———在任何時間內在一個工作著的電解槽上發(fā)生陽極效

應的或然率；

a———陽極效應延續(xù)時間（min）；

b———無效應操作時間（min）。

4.1.5陽極消耗速率可按下式計算：

-2

v=（0.3355×24·η·D·C凈）/ρ×10（4.1.5）

式中：v———陽極消耗速率（cm/d）；

η———電流效率（％）；

———人人文庫專用陽極電流密度（/2）；

DAcm

C凈———陽極凈耗（kg/t）；

3

ρ———陽極體積密度（kg/cm）。

4.1.6陽極炭塊高度可按下式計算：

H=λ×8.052η·D·C凈/γ+H殘（4.1.6）

式中：H———陽極炭塊高度（mm）；

·8·

λ———換極周期，即陽極炭塊生產過程中的更換時間（d）；

η———電流效率（％）；

D———陽極電流密度（A/cm2）；

C凈———陽極凈消耗（kg/t）；

γ———陽極體積密度（kg/cm3）；

H殘———殘極高度（mm）。

4.1.7預焙槽單槽排煙量可按下式計算：

Q=（L+W）×1/η×H×v×3600（4.1.7）

式中：Q———單槽排煙量（Nm3/h）；

L———槽膛長度（m）；

W———槽膛寬度（m）；

η———槽罩集氣效率（％）；

H———槽罩內料面至罩內排煙道抽風口的距離，可取1m；

v———罩內排煙道抽風口控制風速，可取0.125m/s。

4.1.8鋁電解槽產生并進入凈化系統(tǒng)的全氟物應包括電解質的

蒸發(fā)物和一次生產的氟化氫。生產每噸鋁的排氟量可按下式

計算：

W=279/（CR）2+0.047t-61（4.1.8）

式中：W———生產每噸鋁的排氟量（以氟計，kg/t）；

CR———NaF/AlF3的分子比（摩爾比）；

t———電解溫度（℃）。

4.1.9鋁電解槽集氣效率計算，應符合下列規(guī)定：

1當單槽排煙量與凈化系統(tǒng)設計煙氣量一致時，可按下式

：人人文庫專用

計算

η集氣=Cf/CF×100％（4.1.9-1）

式中：η集氣———電解槽密閉槽罩的集氣效率（％）；

3

Cf———實測煙氣（未凈化前）含氟濃度（mg/m）；

3

CF———集氣效率為100％時的煙氣含氟濃度（mg/m）。

2當實際單槽排煙量與凈化系統(tǒng)設計煙氣量不同時，可按

·9·

下式計算：

···

CfnQi24（）

η集氣=64.1.9-2

N·Ad·Fy·10

式中：n———凈化系統(tǒng)集氣的實際槽數(shù)（臺）；

3

Qi———單槽實際排煙量（Nm/h）；

N———凈化系統(tǒng)集氣的設計槽數(shù)（臺）；

Ad———電解槽日產鋁量（t/d）；

Fy———噸鋁排氟量（kg/t）。

4.2主要設備選型計算

4.2.1系列電解槽臺數(shù)計算，應符合下列規(guī)定：

1電解槽工作臺數(shù)應按下式計算：

n1=Q/q（4.2.1-1）

式中：n1———電解系列工作槽數(shù)（臺）；

Q———電解系列設計產能（t/a）；

q———電解槽設計產能（t/a）。

2電解槽備用槽數(shù)應按下式計算：

n2=n1·t1/t2（4.2.1-2）

式中：n2———電解系列備用槽數(shù)（臺）；

t1———電解槽大修天數(shù)（d）；

t2———電解槽內襯設計平均使用壽命（d）。

3電解系列安裝槽臺數(shù)應按下式計算，并應取偶數(shù)：

n3=n1+n2（4.2.1-3）

式中：——人人文庫專用—電解系列安裝槽臺數(shù)（臺）。

n3

4第一批通電啟動槽臺數(shù)應按下式計算：

n4=（V允許+V系列）/V平均（4.2.1-4）

式中：n4———第一批通電啟動槽臺數(shù)（臺）；

V允許———整流所在不倒段（倒段為無荷載下的分段調壓）的條

件下允許保持的最高電壓（V）；

·10·

V系列———無啟動槽時的系列總電壓（V）；

V平均———通電槽通電時的平均電壓預測值（V）。

5電解系列年大修槽臺數(shù)應按下式計算：

n5=n1×365/槽內襯壽命（4.2.1-5）

式中：n5———電解系列年大修槽臺數(shù)（臺）。

6電解槽運轉率應按下式計算：

C=（1-槽平均檢修時間÷槽內襯壽命）×100％

（4.2.1-6）

4.2.2多功能天車臺數(shù)應按下式計算：

t1+t2+t3+t4

N=（4.2.2）

1440×a

式中：N———多功能天車臺數(shù)（臺）；

t1———天車換極時間（min）；

t2———天車出鋁時間（min）；

t3———天車抬陽極母線時間（min）；

t4———天車其他使用時間（min）；

1440———每日分鐘值；

a———天車運轉率（％），可取55％～75％。

人人文庫專用

·11·

5電解槽設計

5.0.1電解槽主要技術參數(shù)，應符合下列規(guī)定：

1陽極電流密度應大于或等于0.76A/cm2。

2原鋁直流電耗，新設計槽型應小于或等于12500kW·h/t，

技改槽型應小于或等于13000kW·h/t。

3電流效率應大于或等于92％。

4氧化鋁單耗應小于1930kg/t。

5氟化鹽單耗應小于30kg/t。

6炭陽極凈耗應小于430kg/t。

7陽極效應系數(shù)應小于或等于0.08次/槽·日。

5.0.2電解槽的結構設計，應符合下列規(guī)定：

1電解槽槽殼應采用搖籃托架式（船型）結構，設計壽命應大

于20年。

2電解槽傳動機構應設有陽極升降限位保護，傳動機構應采

取防塵、防腐措施，設計壽命應大于12年。

3電解槽上部結構大梁正常最大向下繞度應小于大梁長度

的1/800。

4陽極提升機構工作行程應大于或等于安全行程100mm。

5槽人人文庫專用上打殼下料裝置設計壽命應大于6年。

6電解槽定容下料器的定容誤差應小于1％。

7電解槽應設有密閉集氣槽罩，集氣效率應大于或等于

98.5％。

8應控制電解槽焙燒啟動期的槽殼底部隆起變形，最大動態(tài)

隆起變形量應小于槽殼長度的2/1000。

9槽結構焊接場地的環(huán)境溫度不得低于5℃。

·12·

5.0.3電解槽的內襯設計及材質選擇，應符合下列要求：

1槽內襯的設計壽命應大于或等于2000d。

2陰極炭塊與預焙陽極炭塊宜采用同寬度尺寸，陰極炭塊材

質可分為無煙煤基、石墨質、石墨化和整體澆注等，應根據(jù)鋁電解

槽設計的電流容量、電流密度、電熱平衡和槽內襯壽命等要求進行

合理選擇和配置。

3電解槽側塊可有普通陰極炭塊、炭氮化硅磚或復合或組合

材料，宜根據(jù)電熱平衡與加工面設計尺寸要求進行合理選擇和

配置。

4電解槽陰極結構設計可選用異型陰極、導流陰極等節(jié)能

結構。

5陰極糊選擇應與陰極炭塊主材匹配，石墨化陰極宜配選收

縮率低的冷搗糊進行扎固。

6陰極炭塊與陰極鋼棒的組裝方式應減少應力變形和受熱

變形，并應降低接觸電阻和改善陰極電流分布。

7耐火、保溫定型材料應具有良好的耐電解質侵蝕、高溫穩(wěn)

定性、耐壓抗折強度和保溫性能。

8耐火、保溫不定型材料應具有良好的耐電解質侵蝕、高溫

穩(wěn)定性和保溫性能。

9絕熱層應具有良好的高溫穩(wěn)定性和高保溫性能。

5.0.4電解槽內襯結構設計，宜錯縫安裝；槽殼結構設計應計算

熱應力分布和變形量，槽殼和搖籃架應便于安裝和防止移位；采用

異地大修方人人文庫專用式時，應設計有吊裝位置。

5.0.5電解槽設計應在對電場、熱場、磁場、力場、流場等物理場

進行模擬計算的基礎上，優(yōu)化電解槽的結構、內襯和母線配置等設

計方案，并應符合下列規(guī)定：

1槽殼變形計算應符合下列規(guī)定：

1）槽殼大面最大變形小于1/450，端面最大變形小于

20mm；

·13·

2）局部強度薄弱，應力集中和熱變形較大情況應作出相應

處理。

2槽體熱平衡設計計算應符合下列規(guī)定：

1）爐幫能自然形成和規(guī)整；

2）900℃等溫線落在陰極炭塊之下，800℃等溫線位于耐火

磚之上，650℃等溫線位于保溫板以上，700℃等溫線位于

陽極頂面以下；

3）槽殼側壁鋼板最高溫度低于300℃；槽體熱收支計算誤

差小于3％。

3槽內磁場分布應符合下列規(guī)定：

1）磁場垂直分量的最大絕對值｜Bz｜max、平均絕對值｜Bz｜ave

及其差值應小，Bz反對稱分布；

2）磁場水平分量｜By｜max和｜By｜ave宜??；

3）大型槽的1/4區(qū)域的｜Bz｜ave應接近。

4立柱母線電流計算偏差應小于1％，陰極鋼棒電流計算最

大相對偏差應小于3％。

人人文庫專用

·14·

6電解車間

6.1一般規(guī)定

6.1.1鋁電解廠建設的經濟規(guī)模與槽型的選擇應符合表6.1.1

的要求。

表6.1.1鋁電解廠建設的經濟規(guī)模與槽型的選擇

技改新建

鋁電解廠系列類型

小型小型中型大型特大型

系列建設規(guī)模（kt/a）≥100100～150150～250250～300300～500

電解槽電流強度（kA）＞160200～240300～350350～400≥400

6.1.2鋁電解廠設計應采用成熟可靠的先進工藝及裝備技術，并

應符合下列要求：

1新建鋁電解廠應采用200kA及以上預焙陽極鋁電解槽技

術，鋁電解廠技術改造應采用160kA以上預焙陽極鋁電解槽技

術，并應在整流機組設備安全可靠范圍內選用較高的額定輸出直

流電壓等級，宜充分利用建設場地使單個系列的配備槽臺數(shù)最

大化。

2鋁電解槽應采用成熟可靠的高效、節(jié)能、降本和環(huán)保的先

進工藝及裝備技術；應包括物理場（電、熱、磁、流、力場）優(yōu)化設計、

優(yōu)質原輔材料人人文庫專用、智能槽控系統(tǒng)、氧化鋁定容打殼下料器、氟化鋁和

電解質粉料加料裝置、槽密閉集氣系統(tǒng)、開槽陽極、石墨質或石墨

化陰極、低陽極效應系數(shù)、新型陰極結構、抗沖刷耐腐蝕內襯材

料等。

6.1.3鋁電解車間的主要裝備，應符合下列要求：

1新建電解系列宜配備多功能天車、陽極搬運車、出鋁抬包

拖車、出鋁抬包、陽極托盤、陽極母線提升裝置、氧化鋁濃相或超濃

·15·

相供配料系統(tǒng)、氟化鋁/電解質粉料加料系統(tǒng)，并應采用鋁電解槽

監(jiān)控系統(tǒng)，以改善機械化、自動化、信息化作業(yè)管理水平。

2電解系列技術改造應充分利用原有設備和設施。利用舊

廠房改造并增加超過原有荷載的設備時，應對原構筑物結構進行

檢測，并應復核荷載。

3電解車間內應設有壓縮空氣氣源及氣控、過濾、穩(wěn)壓設備

和供氣管網，并應提供合格的出鋁、打殼等作業(yè)用壓縮空氣。

4電解車間配備和使用煤氣、天然氣、液化氣燃料或臨時用

電作為筑爐施工、焙燒啟動及生產用能源時，應保證安全、可靠。

6.2電解車間配置

6.2.1電解車間可由一個或多個電解廠房組成，每棟電解廠房應

配置在同一標高上，廠房跨度和間距，操作面、軌頂及下弦標高應

根據(jù)電解槽、天車等設備外形尺寸、磁場影響、通風條件、設備安

全、人物流等因素綜合確定。

6.2.2電解車間作業(yè)班制宜采用四班三運轉工作制。

6.2.3新建鋁電解廠宜采用系列電解槽橫向布置及大面進電母

線配置方式。

6.2.4電解廠房應有良好的通風和采光條件。廠房配置形式宜

采用二層樓操作面抬高形式，且廠房之間不宜布置過多的高大構

建筑物。

6.2.5電解廠房宜布置在廠區(qū)常年主導風向的下風側，數(shù)棟廠房

平行布置時人人文庫專用，廠房的縱向軸線與主導風向宜成35°～45°夾角。

6.2.6電解廠房的側窗、天窗及地面通風板應按每小時換氣次數(shù)

30次～40次設計。

6.2.7電解廠房的操作面應平整、耐熱，并應有足夠的強度及良

好的絕緣性能。操作面大通道處，應按通行運輸車輛及樓面堆料

的最不利荷載設計；小通道處應按槽大修時堆放物料的最大荷載

設計；電解廠房各連接過道應按通行運輸設備的最大荷載設計。

·16·

6.2.8電解廠房應設置下至底層樓面、上天車和屋面進行作業(yè)的

安全人行通道。

6.2.9廠房偏跨應設置休息室、衛(wèi)生間、工具間和車間監(jiān)控室。

電解廠房端頭強磁場影響區(qū)域不宜設置辦公區(qū)。中間通道和端頭

宜為天車檢修區(qū)、運輸通道，以及陽極提升框架和出鋁抬包臨時存

放區(qū)。

6.2.10雨水、地面水、地下水不得進入電解廠房，不得在廠房內

設置排水點。

6.2.11電解車間的壓縮空氣管應設在廠房側柱上，主管距操作

面不得小于4m。廠房內的壓縮空氣主管、支管應在安全距離內設

置絕緣伸縮節(jié)。出鋁用的壓縮空氣應進行干燥和過濾，設計供氣

壓力應大于0.6MPa。

6.2.12電解車間母線溝蓋板和槽間蓋板的設計，應符合下列

要求：

1位于車輛行走側的母線溝蓋板，強度應滿足車輛最大輪壓

要求。

2槽間蓋板設計應能滿足電解正常生產作業(yè)的最大荷載、廠

房通風和槽殼散熱要求。

3母線溝蓋板及槽間蓋板設計，應滿足生產和維護時人工搬

移作業(yè)的尺寸和重量要求。

4可能存放高溫物料的母線溝蓋板及其絕緣層，應選用耐熱

材料。

6.2.13電解人人文庫專用車間的導電母線配置，應符合下列要求：

1縱向配置的鋁電解槽系列可采用端部鋁母線進電配置方

式，橫向配置的鋁電解槽系列應采用大面多點鋁母線進電配置

方式。

2單槽母線電壓應小于或等于200mV，鋁母線電流密度不

應大于0.8A/mm2。

3電解槽立柱母線與陽極母線、陰極母線與陰極鋼棒，以及

·17·

長距離母線之間的連接應設有軟連接段。連接方式可采用壓接或

焊接方式，并宜降低接觸壓降，均化電流分布。同時相鄰母線之間

應設有隔離絕緣材料。

4導電母線與地溝蓋板，母線與土建基礎、梁、柱、板等凈距

離宜大于100mm。

6.2.14電解廠房內應采取下列安全、絕緣措施：

1廠房內操作面以上、2m以下的土建構筑物不得設置可能

接地的金屬埋件，柱子、樓板的鋼筋、鐵絲不得外露。柱間支撐為

金屬結構時，操作層以上4m范圍內應設有木制圍護欄。

2電解槽槽殼外側距構筑物墻柱內側應大于2m，槽殼與車

間內設置的地面鋼軌外側距離不得小于4m。

3電解車間內設置的作業(yè)工具、抬包及陽極提升框架等金屬

構件存放區(qū)，與槽殼、金屬地溝蓋板和電氣設備外側的間距不得小

于4m。

4電解車間廠房外部的導電母線裸露在地坪3.5m以下的

部位，應設有瓷瓶絕緣和護網隔離帶。

5電解槽應采用可靠的電氣絕緣裝置和材料，單槽對地、電

解槽之間以及槽各連接部位之間電氣絕緣的限值不宜小于1MΩ。

人人文庫專用

·18·

7工藝自動化控制

7.0.1鋁電解廠生產工藝過程應采用計算機控制技術，并應采用

管控一體化集成技術。

7.0.2電解系列應設置計算站，其位置宜臨近電解廠房，并宜設

緊急通訊和報警系統(tǒng)。計算站位于強磁場區(qū)域時，重要設備宜采

取磁屏蔽措施。

7.0.3計算站機房及網絡布線系統(tǒng)設計應符合現(xiàn)行國家標準《電

子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》GB50174和《綜合布線系統(tǒng)工程設計

規(guī)范》GB50311的有關規(guī)定。

7.0.4電解槽系列的控制系統(tǒng)宜分為管理級和控制級，管理級可

分為監(jiān)控機和工作站。監(jiān)控機應設在計算站；工作站應分布在主

要技術管理崗位；控制級的主要設備槽控機應設在電解槽附近。

控制系統(tǒng)設計應具有下列功能：

1監(jiān)控機主要功能為現(xiàn)場實時監(jiān)視、異常情況報警、各類參

數(shù)設置、離線數(shù)據(jù)（生產檢測參數(shù)）錄入和分析、數(shù)據(jù)存儲和生產報

表制作。

2工作站主要功能為常規(guī)作業(yè)的監(jiān)控、異常槽況監(jiān)視、離線

檢測數(shù)據(jù)的錄入等。

3槽控機主要人人文庫專用功能為在線數(shù)據(jù)采集和解析、常規(guī)作業(yè)控制執(zhí)

行、氧化鋁濃度控制、電壓擺處理、氟化鋁加料控制等。常規(guī)作業(yè)

主要有電阻解析/電壓調整、打殼下料、出鋁過程、陽極更換、抬陽

極母線、效應處理等。槽控機應設有手動/自動轉換開關，抬母線

作業(yè)監(jiān)控必須有傳動機構行程限位和設有設備故障軟件診斷與保

護程序，防止手動/自動抬母線或升降陽極過程中發(fā)生斷路等誤操

作事故。

·19·

7.0.5鋁電解廠其他車間的工藝自動化控制應結合工藝與設備

特點，配備必要的自動化控制及安全監(jiān)視系統(tǒng)。

7.0.6鋁電解廠宜根據(jù)工藝生產流程設置各工序的物耗和能耗

計量與監(jiān)控系統(tǒng)。

人人文庫專用

·20·

8變電整流所

8.1一般規(guī)定

8.1.1鋁電解廠應靠近負荷中心電解車間布置變電整流所，整流

所宜與鋁電解廠的總變（配）電站所合建。

8.1.2變電整流所宜配置在鋁電解廠年主導風向的上風側，并應

減少有害煙塵對電氣設備絕緣及環(huán)境的影響。

8.2供電電源與接線系統(tǒng)

8.2.1鋁電解廠用電一級負荷率應在95％以上。配套變電整流

所的供電電源，不應少于兩個獨立電源，并宜采用同級電壓供電，

同一電壓供電系統(tǒng)的變配電級數(shù)不宜多于兩級。

8.2.2鋁電解生產停電和減電的允許值，應符合下列規(guī)定：

1正常情況下，鋁電解廠不應停電。

2供電系統(tǒng)由電網供電時，不應頻繁拉閘限電，每次持續(xù)時

間不應大于40min。

3采用自備電廠不聯(lián)網供電時，除應保證供電安全可靠外，

檢修發(fā)生事故或事故連續(xù)發(fā)生時，停電和減電允許值應符合下列

規(guī)定：

1）電解人人文庫專用全系列停電時間不大于1h。

2）減電10％持續(xù)時間不大于12h。

3）減電20％持續(xù)時間不大于4h。

8.2.3變電整流所交流側主接線，應符合下列規(guī)定：

1大中型鋁電解整流所，應采用雙母線系統(tǒng)；小型整流所，可

采用雙母線系統(tǒng)。

2當一個電解系列的全部整流機組有載連續(xù)調壓至最低一

·21·

級，電解系列電流仍大于一組整流機組的額定電流時，應設可同時

切除電解系列的全部整流機組的功能。

3當用進線或母線（分段）斷路器切除電解系列全部整流機

組時，不應影響整流所所用電及全廠其他用電負荷，整流機組正常

運行時，動力負荷宜單獨接于另一段母線。

8.2.4變電整流所的主接線，在任一設備、母線故障或檢修時，應

保證電解系列正常生產。

8.2.5多整流機組并聯(lián)運行的電解系列，各機組直流側應設電動

操作的直流隔離器。

8.3整流機組選擇及諧波治理

8.3.1整流機組的直流側額定電壓應按下式計算：

U額定≥U系列+n1×UAE+ΔU母線（8.3.1）

式中：U額定———整流機組直流側額定電壓（V）；

U系列———無效應時的系列電壓，為槽平均電壓與系列槽數(shù)之