一种铝电解槽水平烟道结构的制作方法

技术背景：铝电解在生产过程中会产生大量的粉尘和烟气，这些烟气和粉尘需要经过设置在铝电解槽上部结构上端的排烟除尘装置，即经过负压引烟道系统，送达烟气粉尘净化系统装置，经过净化处理后才能将烟气进行对空排放，并将可利用的粉尘物料返回的电解生产系统中去。以实现铝电解槽的环保生产。

现通用的铝电解槽的排烟除尘系统的结构形式基本有两种构造，一种是构造在水平烟罩板底部的三角烟道式，一种是构造在铝电解槽上部结构横梁上的上水平双烟道式。

如说明书附图(12)所示；其烟道为三角的构造的特点是：在铝电解槽上部结构水平烟罩板的低端，沿长度中心线的两侧，分别设置侧部烟道挡板，与电解槽的水平烟罩板的底部进行焊接构造，形成断面为三角形状构造排烟除尘通道，简称“下水平三角烟道”，在“下水平三角烟道”置侧部烟道挡板，与铝电解槽打壳下料导向管处，以及侧部烟道挡板处，设置有负压烟尘吸入孔，其电解生产过程中所产生的烟气和粉尘，经过负压烟尘吸入孔和烟道，输送到烟气净化系统中去。

该种铝电解槽三角烟道的缺点是，构造在水平烟罩板底部的下三角烟道3，不仅占用了电解槽内的高度空间位置，不利于电解过程中的操作作业，而且负压吸尘口粉尘散发点(即下料管管口)距离较近，致使电解加料过程中的氧化铝粉状物料散失量较大，即容易被负压风被吸走，致使铝电解槽氧化铝不能够全部加入到电解槽内，致使电解槽内的氧化铝浓度的均衡性受到破坏。而且粉尘易沉积在三角烟罩的底部，形成粉尘积聚层，造成三角烟道的断面缩小，致使排烟除尘效率降低。

为克服传统铝电解槽三角烟罩排烟除尘装置的上述缺陷，在近几年的大型铝电解槽的的设计中，逐步采用上水平双烟道设计，如说明书附图(13)所示，该种上水平烟道的结构特征是，在铝电解槽的水平烟罩板上，开设4到6个大矩形口(16)后作为负压引风口，并在其上部支撑工字梁的侧部设置若干个上烟道引风管，与设置在工字梁上端水平翼板侧部的水平烟道进行连接，形成两道对称设计的上水平排烟除尘烟道，简称“上水平双烟道”。

该种上水平烟道的设计，虽然克服了三角烟道占用电解槽内部空间过大和氧化铝粉散失量过多的缺陷，具有利于电解换级操作氧化铝加料稳定的优点，但也存在着以下缺点：一是烟道构件装置的长度增加，其构造成本；二是铝电解槽烟道的散热面积加大，提高了电解车间温度，恶化了生产工艺环境。三是，构造在铝电解槽上部横梁翼板处的水平烟道，在较长的区间内无法设烟尘积料排出孔，易造烟道堵塞影响铝电解槽的排烟除尘效果。四是，由于烟道金属结构与上部横梁金属结构结构为一体化构造，增加了上部横梁的长度方向热应力，易造成相关构造的破损变形。

技术实现要素：
为了克服现有的铝电解槽排烟除尘结构设计，即“下水平三角烟道”和“上水平双烟道”结构所产生的上述缺陷，本发明设计了一种新型的铝电解槽水平烟道结构。

一种新型的铝电解槽水平烟道结构，由水平烟罩板、侧部立板和水平烟道底板构造而成，其特征是：该水平烟道的断面为矩形结构或梯形结构，其上部为电解槽上部桁架结构底部的水平烟罩板(1)，底部为水平底板(2)，两侧为侧立板(3)；该水平烟道沿铝电解槽长度方向进行设置，在水平底板(2)上，设置有烟气吸入孔(4)，在水平烟罩板(1)和水平底板(2)之间设置有导向连接管套(5)。

依据上述技术方案：设置在水平底板(2)上的烟气吸入孔(4)的水平投影为矩形、或圆形，或间缝式构造，该烟气吸入孔(4)不仅有烟气粉尘的吸入功能，同时又具有将沉积在烟道底部的粉尘物料，向电解槽内进行排泄的功能；即在电解生产过程中，堆积在水平下底板间隔孔缝之间的粉尘物料，在达到一定高度时，能够通过该间隔孔缝，自动脱落泄流返回到铝电解槽内，以防止烟道堵塞，保证其畅通。这样，不仅可以减少电解槽向槽外烟气净化系装置统，进行排放处理烟尘物质的总量，提高烟气净化装置的作业效率，而且减少电解槽内氧化铝料粉的排出量，有利于电解槽内氧化铝浓度物料平衡的稳定性提高。

依据上述技术方案：设置在水平烟罩板(1)和水平底板(2)之间导向连接管套(5)既可作为铝电解槽打壳下料系统的导向装置，亦可以作为上部水平烟罩板(1)和水平底板(2)之间的紧固支撑连接构件；其导向连管套的断面，依据铝电解槽打壳下料装置导向管的形成而定，其水平投影即可为矩形，亦可为圆形。

依据上述技术方案：当设置在水平底板(2)上的烟气吸入孔(4)为矩形缝时，在其烟气吸入孔一侧的边缝处，设置有挡灰遮板(6)，该挡灰遮板(6)其挡灰遮板(6)与水平底板(2)为倾斜夹角设计，在铝电解槽水平烟道的内部设置挡灰遮板，不仅可以减少铝电解槽排烟除尘系统对粉尘颗粒物料的吸入量，而且还有利于排烟除尘负压系统气流的分布。

依据上述技术方案：在水平烟道的水平底板(2)的烟气吸入孔(4)处，设置有风门调节板(7)，以便根据铝电解槽内的烟气粉尘量的分布状况，调节烟道负压风量的分布。

依据上述技术方案：在铝电解槽的水平烟道内，设置有吹灰管道(8)，该吹灰管道(8)与电解槽外部的高压空气管道实施构造连接，当水平烟道内产生凝结沉积灰时，可开启风管阀门(9)，利用高压空气进行吹灰处理，将沉积在水平烟道内的粉尘灰料吹出水平烟道，以保证水平烟道的畅通。

依据上述技术方案：在水平烟道端侧的上部，设置有外接引风管道(10)，该外接引风管道(10)的下端口与水平烟道上部的水平烟罩板进行贯通连接。

依据上述技术方案：在烟道的上部的水平烟罩板上，设置有用保温隔热材料构建的保温隔热层(11)；该保温隔热层(11)不仅具有减少水平烟道上部热散失的功能，而且还具有提高槽内温度的保温功能。在矩形烟道的上部设置保温隔热层的目的，一是减少铝电解槽结构的热散失，降低电解厂房内的环境温度，改善电解工人的作业工况。二是提高电解槽内的工况温度，减少槽内阳极炭块上部覆盖料保温层的厚度，提高电解槽的整体保温效果。

本发明所述的一种铝电解槽水平烟道结构，其结构创新设计有以下优点：

本发明所设计铝电解槽烟道结构，与现有的铝电解槽排烟除尘烟道结构相比，既“下水平三角烟道”和“上水平双烟道”结构相比，具有以下区别技术特征和优点：

由于在水平烟道的水平底板上，设置有烟气吸入孔(4)，可使得热载荷状态下的微粉尘烟气，能够以最短的输送距离，和最小的流体阻力，进入到烟气净化系统中去。与现有的铝电解槽排烟除尘装置设计相比，具有流程短、阻力小、排烟除尘效率高的特点。

由于该水平烟道结构，是设置在铝电解槽内部水平烟罩板(1)的下端，与现通用与“上水双平烟道”结构设计相比，不仅可以扩展铝电解槽上部结构的检修安装空间，有利于铝电解槽打壳下料装置的配置检修；而且还可以降低电解高温烟气和铝电解上部结构接触的面积，减少热应力对上部金属结构所带来的负面影响；而且还可以缩短管道的长度和减少其拐角设置，降低管道风阻，提高排烟除尘效率。

与现通用“下水平三角烟道”结构相比，其水平烟道的底部为水平底板设设计，这样，不仅可以扩展铝电解槽内部换极作业的高度空间，利于更换阳极作业，而且可将铝电解槽打壳下料装置的氧化铝导向下料口火眼，设置在远离水平烟道烟气吸入孔(4)的位置，以减少电解槽内可熔解粉尘物质，即氧化铝粉，进入负压风吸入孔及排烟除尘系统的排出量，以提高铝电解槽加料系统的稳定性，和减少铝电解槽排烟除尘系统的工作负荷。

由于该水平烟道的烟气吸入孔(4)，是设置在下水平底板(2)上，这样就可以在水平底板(2)与烟气吸入孔(4)构造结合处，设置上风门调节盖板(7)。这样，不仅可以根据铝电解槽内的烟气粉尘分布的状况，用调节烟气吸入孔断面大小的方法，控制调节水平烟道内的负压风吸入量的大小，进行合理均衡的分布设置，以利于铝电解槽工艺技术状况的调整。

将水平烟道的设置，由电解槽外上部，改为设在电解槽内部，并在水平烟罩板(1)的上部添加构造上保温隔热层(11)，这样不仅可以减少铝电解槽的热散失，提高铝电解槽内的温度，而且以利于铝电解槽的热平衡。

本发明水平烟道的烟气吸入孔(4)，由原设计构造在三角形烟罩结构的侧立板上，改为设置在水平下底板(2)上；这样不仅可以缩短烟气排放的流程，提高烟道的排烟除尘的集气效率，而且可使得水平烟道具有自动清理沉积粉尘疏通烟道的功能；既可让沉积在烟道底部的粉尘物料，通过设置在水平板上间烟气吸入孔，自动泄落返流到电解槽内，参加电化学反应的功能。实现烟道烟气以排放电解烟气为主，减少粉尘物料吸入排放的功能。

综上所述：在铝电解槽上，采用本发明所述的水平烟道结构设计，与现有通用的铝电解槽烟道结构装置相比，不仅具结构简单，连接强度高，安装制作方便、利于铝电解槽打壳下料机构配置，构造成本低的优点；而且还具有排烟除尘效率高、整体结构散热少，操作空间大等优点。

附图说明：本发明所述的一种铝电解槽水平烟道结构，其技术方案和特征，通过说明书附图和实施例的表述，则更加清晰。

图1：为本发明实施例一种铝电解槽水平烟道结构的主视图。

图2：为图1的a-a向的截面图。

图3：为图1的俯视图。

图4：为图1的b-b向的截面图。

图5：为本发明一种铝电解槽水平烟道结构的其烟道断面面为梯形截面图

图6：为本发明一种铝电解槽水平烟道结构的主视断面图

图7：为图6a-a向的截面图。

图8：为本发明一种铝电解槽水平烟道结构水平底板(2)烟气吸入孔(4)为条缝状，且边部带有挡灰遮板(6)的局部断面视图，

图9：为图8的俯视图。

图10：为本发明一种铝电解槽水平烟道结构水平底板(2)烟气吸入孔(4)为圆形状，且带有风门调节盖板(7)的局部断面视图。

图11：为图10的俯视图。

图12：为现通用铝电解槽“下水平三角烟道”断面结构的示意图。

图13：为现通用铝电解槽“上水平双烟道”断面结构的示意图。

其图中所示：1水平烟罩板、2水平底板、3侧立板、4烟气吸入孔、5导向连接管套、6挡灰遮板、7风门调节盖板、8吹灰管道、9风管阀门、10外接引风管道、11保温隔热层、12上部结构横梁、13铝导杆穿插凹形开口、14上部双烟道、15三角烟道、16大矩形口。

具体实施方式：。本发明一种铝电解槽水平烟道结构的具体实施方式和结构特征，通过实施例的表述则更加清晰。

实施例1：如图1、图2、图3、图4所示，本发明一种铝电解槽水平烟道结构，主要由水平烟罩板(1)、侧立板(3)、水平底板(2)构造而成。其断面形状为矩形，该水平烟道沿铝电解槽长度方向设置，在水平烟道上部的水平烟罩板(1)和水平底板(2)之间设置有用于铝电解槽打壳下料装置通过的导向连通管(5)；该水平烟道结构的制作工序是：

(一)用一块整体水平钢板，作为水平烟道上部的水平烟罩板(1)，其水平烟罩板(1)板的边沿上，设置有铝导杆穿插凹形开口(13)；其中间对应位置，设置有用于打壳下料装置导向连通管套(5)安装穿过连接孔，以便用于导向连通管套(5)的安装。

(二)其水平烟道的水平底板(2)，用一块整体构造的水平钢板构造，在水平下底板(2)上，设置有烟气吸入孔(4)，以便用于铝电解槽内的烟气粉尘的吸入排放；并在水平底板(2)的对应位置构造用于打壳下料装置导向连通管(5)安装所用的穿过连接孔，以便用于导向连通管套(5)的安装。

构造设置在水平底板(2)上烟气吸入孔(4)的水平投影，可以设计成矩形条缝状、或圆孔型状、或带有圆角的矩形，其水平底板(2)上的烟气吸入孔(4)，在水平下底板上可采用平行布置，或垂直交叉布置。

水平下底板(2)的边沿，在制作时，可以构造成一定的水平倾斜角度，类似百叶窗型，以便减少负压风气流的阻力。

当水平下底板(2)上设置的烟气吸入孔(4)为矩形条缝状时，在水平底板(2)上构造时，可在矩形条缝状的边沿设置上挡灰遮板(6)，该挡灰遮板(6)其挡灰遮板(6)与水平底板(2)为倾斜夹角设计如图8图9所示。

(三)用两块长条板，制作成水平烟道侧部的侧立板(3)，其两个侧立板(3)的上部与烟道上端的水平烟罩板(1)进行构造连接。其两个侧部立板(3)的下部与水平底板(2)进行构造连接，在铝电解槽内形成一个，沿铝电解槽长度方向设置设置，其断面为矩形的水平烟道。

在水平烟道的侧立板(3)上，可以设置有烟气吸入孔(4)，设置在烟道侧立板(3)上的烟气吸入孔(4)，与原设计的三角型烟道上的烟气吸入孔(4)一样，只具备对烟气粉尘的吸入功能，不具备对烟道内沉积粉尘物料进行泄流排放功能。而设置在水平底板(2)上的烟气吸入孔(4)，不仅具有对烟气粉尘的吸入功能。而且具有对烟道内沉积粉尘物料进行泄流排放功能。

在构造水平烟道水平底板(2)上的圆形或矩形烟气吸入孔(4)时，可以在烟气吸入孔(4)处设置上风门调节盖板(7)，以用于调节烟气吸入孔(4)的开启面积的大小，并以此来调节整个水平烟道的负压风吸入量的大小，以及负压风在整个电解槽内的分布。

如图10图11所示，本实施例所述的在构造在水平烟道水平底板(2)烟气吸入孔(4)处的风门调节盖板(7)，由，水平插板和两个水平滑道构造而成，其水平滑道安装在水平底板(2)烟气吸入孔(4)的底部，将水平插板插入到水平滑道和水平底板(2)之间的缝隙处，使其能够左右移动即可。

(四)、将制备好的铝电解槽打壳下料装置导向连通管套(5)，安装在水平烟罩板(1)和水平底板(2)之间的连接孔内，其水平底板(2)及水平烟罩板(1)和导向连通管套(5)之间，实施焊接连接或采用螺栓法兰连接。该导向连通管套(5)不仅具有导向作用，而且对于烟道水平烟罩板(1)和水平底板(2)而言，还具有支撑定位连接的作用。

为了提升铝电解槽内的温度，减少铝电解槽的热散失，在铝电解槽水平烟道安装完毕后，可在其烟道上部的水平烟罩板(1)的上部，安装上一层保温隔热层(9)；该保温隔热层(9)材料可选泽定型保温材料，也可选择散状保温隔热材料进行设置构造。

如图5所示，本发明的一种铝电解槽水平烟道结构，由水平烟罩板(1)、侧立板(3)、水平底板(2)构造而成。其水平烟道的断面形状为梯形。其基本结构和制造工艺与矩形水平烟道的构造基本相同。

本发明一种铝电解槽水平烟道结构与铝电解槽结构进行配置设计原则：

1、一种铝电解槽水平烟道结构的水平烟罩板(1)，即为铝电解槽上部桁架结构底部的水平烟罩板，该水平烟罩板(1)两侧部设置有铝导杆穿插凹形开口(13)。其上部与铝电解槽的上部结构横梁(12)实施构造连接。

2、一种铝电解槽水平烟道结构的水平底板(2)的宽度，应小于铝电解槽两个对顶阳极钢爪之间的宽度距离；以便防止在进行换极作业时，阳极钢爪的顶部与水平烟道发生碰撞干涉。

3、一种铝电解槽水平烟道结构的底部，应当高于铝电解槽换极作业时，其阳极炭块底部的高度，以便防止在进行换极作业时，其阳极炭块的肩顶部，与水平烟道的底部发生碰撞干涉。

4、一种铝电解槽水平烟道结构，在其侧立板(3)上可以开设烟气吸入孔(4)。