电解槽一般常出现问题
铝电解槽故障诊断方法综述
铝电解槽故障诊断方法综述铝电解槽是铝产业的核心设备之一，其主要功能是通过电解法将铝矾土中的铝从氧化态还原成金属铝，从而实现铝的生产。
但是，由于铝电解槽长时间运行、受到化学腐蚀、机械摩擦等影响，可能导致其出现各种故障，影响生产效率和质量。
因此，在铝电解槽的日常维护和管理工作中，故障诊断显得非常重要。
本文将对铝电解槽常见故障及其诊断方法进行综述。
一、阳极碳棒磨损故障阳极碳棒是铝电解槽的一个重要组成部分，它主要用于传递电流和氧化反应。
由于阳极碳棒长期受到化学腐蚀和机械摩擦的影响，容易造成磨损，导致电解槽效率下降。
通过观察阳极碳棒表面的套管状层是否磨损、颜色是否一致，以及阳极碳棒的外观形状等，可以初步诊断阳极碳棒磨损故障。
此外，还可以通过测量阳极碳棒电位和电流密度等参数，进一步判断阳极碳棒的磨损情况。
二、阴极板脱落故障阴极板是铝电解槽的另一个关键部件，它的主要作用是接收反应产生的铝金属，并将其转移到融化池中。
由于阴极板长期接触电解液和铝金属，容易出现腐蚀和脱落问题，从而影响铝电解槽的稳定运行。
通过观察阴极板表面是否有明显的脱落或磨损部分，或者阴极板周围的氧化铝数量是否正常，可以初步诊断阴极板脱落故障。
此外，还可以通过电压和电流密度等参数的测量，进一步判断阴极板是否存在损坏情况。
三、电解液污染故障铝电解槽的电解液是电解过程中的重要组成部分，其质量直接影响铝的产量和质量。
由于电解液长时间使用，容易受到杂质的影响，出现水分过多、电解液浓度不均匀、杂质过多等问题，从而影响电解槽的正常运行。
通过化验电解液样品，可以检测出其中是否存在各种杂质，并判断电解液是否需要更换。
综上所述，铝电解槽故障的诊断需要综合考虑多个因素，包括设备构造、工艺参数、化学物质等方面的影响。
对于铝电解槽故障的诊断，过程中需要严格按照安全操作规程进行操作，避免对设备和操作人员造成意外伤害。
同时，及时维护和管理铝电解槽设备，采用科学规范的运维和管理措施，能够有效提高铝电解槽的生产效率和产量，并保证铝的质量稳定。
电解槽异常现象及处理
17
电槽着火
故障原因
超精盐水浓度低 精盐水流量小 进槽盐水管堵
供电不稳 流量控制计或流量指示计出现故障
碱液循环量不足 稀释用水量过大
管路有水 用氢气，氯气部门压力不稳
槽温过低 进槽盐水，Ba，TOC等含量高
阳极涂层表面屏蔽 进曹纯水中铁含量高，阳极涂层表面屏蔽
电极活性涂层使用寿命终结 离子膜性能恶化，膜电阻高 盐水浓度过低，或盐水中杂质离子超标
槽断电效果，严重更换新膜 停车清除杂物
定期清除阳极液中的外来杂质
停车检查单元槽
停车检查单元槽
降电流，疏通堵塞管道
切阀门至氢气排空桶后充入氮气将电流缓慢降 至3KA将电流给零， 用灭火器灭火
序号 1
故障现象 阳极液精盐水浓度低
2
碱液浓度低
3
氢气，氯气压力不稳
4
槽电压过高
5
氯中含氧高
6
烧碱中氯化物含量过高
7
电解液泄露
8
单元槽氯气中含氢气高
9
阴极液中碱液浓度高
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阴极电位高
11
阳极电位高
12
阴极液中碱液浓度低
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盐水进料管线堵塞
14 单元槽底部排液孔有液体流出
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电槽外部有火花放电
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电解氯气总管压力逐渐升高
阳极涂层性能恶化 膜出现针孔
膜使用寿命降低，电流效率低 管道漏气，水封失水 电流密度低 电槽温度高 阳极液精盐水浓度低 阴极液碱液浓度高 纯水中氯化物含量高 膜机械损伤或出现针孔 紧固拉杆的扭矩不足 垫片性能恶化 沿垫片出现撕裂
膜出现针孔或撕裂 氢气压力高
纯水流量低 烧碱循环泵出现故障
仪表故障 在阀门，流量计，进料管，混合器和滤网处有堵塞
浅谈铝电解槽的破损及维修
浅谈铝电解槽的破损及维修【摘要】在电解铝生产实践过程中由于电解槽侧部散热不良、槽炉帮形成不好等一系列问题，使得电解槽侧部破损，从而降低电解槽的使用寿命。
本文对电解槽的破损原因进行了归纳分析，并提出了电解槽破损的检查与维修方法。
【关键词】铝电解槽；阴极内衬；破损；维护1、铝电解槽常见破损形式及原因通常所说的电解槽的破损是指其阴极内衬的破损，铝电解槽的阴极内衬使用期不到1年，称为早期破损。
槽内铝液中的铁含量连续增加，一般情况下，是槽底部阴极钢棒受铝液侵蚀熔化所致，往往是阴极炭块破损的征兆。
当铝液中的铁含量连续超过1%时，表示阴极炭块已发生严重破损。
电解槽阴极内衬破损可归纳为如下几种形式：1.1阴极炭块及保温绝热结构的变异阴极内衬的变异主要有：阴极炭块发生变形—膨胀、隆起、裂开或有冲蚀坑穴；炭块之间的炭糊接缝发生裂纹，其中侵渍着碳化铝、电解质和铝；炭块中的钢棒弯曲变形，一部分被铝熔解侵蚀，形成亮晶晶的铝铁合金；炭块下而的耐火砖层局部变质，向上隆起，呈凸棱镜状；侧部炭块受到侵蚀，其中渗透着铝和电解质，体积膨胀；槽壳变形，侧壁向外鼓出，四角上抬，底部呈船形。
阴极内衬的变异，一般是从焙烧启动期开始。
由于水分和挥发成分自下而上冒出，并由于炭缝体积收缩，填充在炭块之间的“炭糊”便与炭块分离，形成裂纹。
加入电解质开始电解之后，组织也开始酥松，给电解质和铝液的侵入创造了条件。
侵入炭块和炭缝中的铝液，继续向下渗透，直到炭块下而并淤积在那里。
NaF成分是阴极界而上的表而活性物质，它首先入侵，故在炭块下而发现柱状结晶的氟化钠。
侵入炭块下的电解质和钠还同耐火砖层发生化学作用，使其变质而体积胀大。
一旦铝侵入阴极钢棒区，则铁被熔解。
由于钠、电解质和铝先后侵入阴极内衬中，引起炭块和耐火层体积膨胀，于是炭块向上隆起。
在电解槽启动后6个月内，隆起高度不超过2cm，以后则逐渐增大，在36个月内达到10cm，以后趋于稳定。
当炭块隆起增大时，会引起电流偏流和电压降增大，铝的纯度降低，槽膛有效深度减小，造成电解槽操作困难，甚至停槽。
电解槽破损分析
电解槽破损形式及原因一、电解槽破损形式电解槽破损主要是由阴极内衬破损和侧部炭块破损组成，其破损形式有阴极炭块隆起断裂、阴极冲蚀坑和侧部氧化脱落。
1、阴极炭块隆起断裂阴极炭块在生产一段时间后，上抬隆起，整个阴极面呈中间高，四周低的情况，致使阴极钢棒弯曲变形，槽沿钢板向外伸展。
炉底隆起长时间会出现阴极炭块断裂，铝液顺裂缝渗入底部，熔化阴极钢棒，造成漏炉。
图5-19给岀了炉底隆起造成阴极断裂的示意图。
根据阴极钢棒的组装形式不同，炉底隆起程度不同，特别是通方钢组装（见图5-20），钢棒承担应力较大，炉底隆起后阴极钢棒顺势弯曲，造成阴极炭块和钢棒脱离，甚至阴极炭块内部层脱。
随着近年来的发展，阴极组装钢棒都改成了短钢棒组装，对阴极寿命会起到一定的作用。
炉底隆起断裂的原因主要是热膨胀和钠对碳阴极的渗透引起的体积膨胀，这种膨胀力远大于从室温至I000℃的膨胀力，钠直接在阴极内衬下产生反应的结晶张力将导致槽壳的变形及阴极炭块上移。
2、阴极冲蚀坑这是预焙槽上的一种特殊破损形式。
由于磁场推动铝液冲涮的作用，在槽底形成冲蚀坑穴，冲蚀坑穴大部分出现进电端，这是因为立柱母线和槽底母线磁场作用铝液流速增加，消磨阴极造成。
冲蚀坑表面磨得很光滑，覆盖有一层白色氧化铝固体。
当坑穴逐渐向下穿透炭块时，铝液熔化阴极钢棒，从而造成漏炉。
有两种形式的坑穴，一种是面积较大的，存在形式基本对应每个立柱母线都会有此现象，坑穴深度约为10cm以上。
随着坑穴深度的增加，铝液冲刷阴极炭块逐渐变薄，一旦突破阴极炭块，阴极钢棒熔化。
另一种是局部小冲蚀坑，或者称为冲蚀洞，呈不规则的圆形，是阴极炭块质量问题形成的铝液通道，这种冲蚀洞破坏性比较大，会造成多组阴极钢棒熔化，引发漏炉事故。
3、侧部破损侧部在以前是采用纯炭块砌筑的。
现在是碳氮化硅块或者碳-氮化硅组合块砌筑。
电解槽运行过程中，侧部因受空气氧化、化学腐蚀、边部开口捞渣作业的破坏，致使侧部物质氧化消耗或物理破坏脱落落入槽内，图5-23为侧部破损前后对比。
电解槽破损原因及破损槽运行措施
电解槽破损原因及破损槽运行措施引起电解槽早期破损的因素主要四方面，一是设计原因，二是内衬材料质量，三是筑炉质量，四是焙烧启动及后期管理质量。
按引起电解槽破损原因分，设计原因的占10%，材料质量占20%，筑炉质量占20%，焙烧启动及后期管理质量占50%，提高槽寿命，必须从这四方面入手，控制好每个环节。
一、设计对电解槽寿命的影响设计合理，弹性槽壳可缓冲内衬材料膨胀产生的应力，同时限制其自由膨胀。
内衬材料能吸收焙烧启动期间阴极膨胀产生的部分应力，避免阴极扎固碳缝起层、断裂。
二、内衬材料质量对电解槽寿命的影响阴极碳块质量差，焙烧启动期间阴极碳块容易折断或隆起。
糊料质量不合格，会出现起层，剥落，产生裂缝。
防渗料不合格，电解质或铝液向下渗透时形不成阻断层，造成早期破损。
保温砖保温性能不好，致使炉底温度高，电解质等温凝固线上移至碳块中，造成对碳块的破坏。
因此确保内衬材质量是提高槽寿命关键因素之一。
三、筑炉质量对电解槽寿命的影响碳块、糊料、钢棒等温度控制不好，没有严格按筑炉工艺施工，会使碳块压接压降差别很大，电流会向压降低的阴极集中，导致阴极钢棒温度高，膨胀加剧，很容易折断阴极碳块。
筑炉时带入水分过多，人造伸腿扎固质量差，都会在焙烧期间会形成很多的通道，电解质会沿通道向下渗透。
筑炉时内衬材料表面不水平，焙烧启动期间阴极各部分承受应力会不一样，很容易破坏阴极内衬，导致早期破损。
四、焙烧启动质量对槽寿命的影响焙烧期间，阳极电流分布不均会引起阴极表面温度有较大的差距，如果调整不及时，会形成恶性循环，导电多阳极导电越来越多，对应的阴极导电必然多，产生阴极局部温度过高，阴极碳块易产生裂缝，产生铝液通道。
启动期间，如果温度过高，渗透到阴极裂缝中的电解质不会凝固，利用电解质弥补阴极缺陷的可能性减小，导致阴极破损的可能性增加。
五、破损槽的维护措施1、确认破损的位置通过测量阴极电流分布，记录导电多的方钢位置，通过测量阴极钢棒温度，记录温度高于300度的方钢位置，通过测量炉底钢板温度，记录温度高于100度的区域，然后用铁钩检查阴极方钢温度高对应阴极区域、炉底温度高区域。
电解槽破损原因分析
本文针对我国大型铝电解槽寿命低于国外寿命的情况，从设计和生产工艺方面对造成电解槽破损的原因进行了分析，并在总结几年来提高槽寿命的措施和经验基础上，提出延长槽寿命的几点想法。
据报道，国外200KA以上大型预焙铝电解槽的平均寿命在5年（1800天）以上，法国彼施涅公司的180KA电解槽寿命达6-8年（2190-2920天），远远高于我国电解槽1500天的设计指标。
本文结合多年的生产实际对电解槽寿命问题进行探讨。
电解槽破损原因分析1.侧部破损电解槽侧部破损主要是由于侧部不易形成保护侧部炭块的炉帮，使熔融的电解质随着电解的进行渐渐地渗透于炭块中，而电解质中的钠离子又很容易与碳发生反应生产碳-钠中间化合物，引起侧部炭块疏松、分层，这就更加剧了侧部炭块被氧化和侵蚀的速度。
据资料报道，这种侵蚀速度使炭块每天约腐蚀掉1毫米，使得侧部炭块容易受到侵蚀磨损，引起槽壳局部过热，严重时槽壳会被烧红，甚至发生漏槽事故，导致停槽，缩短电解槽寿命。
据调查统计，影响电解槽侧部炉帮不易形成的原因主要是：（1）电解槽槽壳及槽壳与地面的空间设计不尽合理。
有关研究表明，电解槽侧部散热能力在槽壳温度基本恒定的情况下，决定于周围环境温度和空气流动情况。
虽然电解槽设计采用侧部散热型，即侧部只有一层碳化硅砖的结构，目的是保证在电解槽四周形成自然炉帮。
然而，我国绝大多数200KA、300KA电解槽槽壳仍采用了传统带二翼板的结构，并且槽壳与地面的距离较短，不利于散热通风，严重影响侧部炉帮的形成。
这样不仅缩短了电解槽的寿命，而且还增加了不必要的大修费用。
（2）使用的氧化铝原料质量不均匀及打料系统缺陷，造成效应受控率低。
各厂使用的氧化铝产地和体积密度均不同，导致电解槽实际接受的氧化铝料量不均匀，造成电解槽炉底沉淀多，或是电解槽打料系统故障等原因，阳极效应受控率较低，效应系数高，导致槽温在短时间内骤然上升30℃-40℃，实践表明，槽温升高越多，恢复到正常生产温度所需时间越长。
电解槽风险点分析
1.当发现阳极出口泄露时，现场人员会根据情况戴好防护器材协调检修人员进行紧固，若紧固没有效果，会通知主控做电槽停车处理，停电，循环，置换、隔离后，再对漏点彻底拆开处理。
2.电解厂房内每台电槽都配有氯气报警仪，通过DCS装置引入主控室，一旦氯气泄漏，主控会报警。主控人员就会通知现场人员戴好防护器材，根据泄漏情况，作出相应停车或全部停车的处理措施。
4.为防止厂房内氢气聚集，厂房配有排风扇和氢气报警仪，一旦出现报警，主控人员会通知现场进行试漏，找出漏点，协调检修进行处理。
2、电槽氢气管线阀门垫片松动或腐蚀造成氢气泄露。
安装或停车检查时对氢气管线阀门垫片特别注意，防止紧固漏及时发现氢气漏点。
3、氢气管线泄漏造成厂房内氢气聚集
厂房内安装有氢气报警仪，主控人员密切监视报警参数，发现异常立即通知现场人员进行泄漏确认并作出处理
4、电槽操作不正确，造成中央断路器打火
电槽操作顺序严格按工艺流程执行，现场和主控人民相互协调，同时有班长做好操作监督，确保操作正确
泄露中毒
1、电槽阳极出口螺母垫片腐蚀造成氯气泄漏
2.当电槽氢气泄露已经出现明火造成火灾时，主控人员可以立即通过停车联锁将此电槽电流降到零，再通知现场人员将此电槽隔离。隔离后用灭火器把火灭掉，再对漏点进行处理。
3.现场人员每天对电槽都要进行氢气试漏，发现漏点会立即处理，同时所有电槽主控室都有监控录像，24小时在线监测，一旦出现火灾主控人员会立即发现，通知现场查看情况后，会根据情况作出单槽停车或全部停车的决定。把火灾隐患消灭在萌芽状态。
电解槽风险点分析
危险源
产生的后果
原因分析
防范措施
处理措施
电解槽
着火爆炸
QDQ_2型电解水制氢机电解槽常见故障排除
© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 文章编号:100624354(2000)0320018201QDQ 2型电解水制氢机电解槽常见故障排除成军生(延安市气象局,陕西 延安 716000) 中图分类号:TQ 15111+5 文献标识码:B 电解槽是电解制氢设备的心脏,是H 2和O 2产生的地方,掌握电解槽各项性能指标及必要的故障排除方法,是制氢员实现安全制氢的根本保证。
故障现象一:电解槽个别小室电压在定时监测过程发现增高,且有时超过310V 。
排除方法:须停机、卸压,打开电解槽正极端压板下排污阀门,排出带有杂物的电解液。
用蒸馏水或氮气冲洗电解槽。
再向槽内补充过滤沉淀后的或新配制的电解液。
开机继续监测小室电压,如果不能达到要求,可将小室电压超过310V 的相邻极框短接,使其内不再产生气体,这样处理后,一般均能排除故障。
故障现象二:绝缘密封垫处漏碱或漏气。
排除方法:先将漏碱处用蒸馏水清洗干净,吹干,再将拉紧螺栓螺母适当拧紧(用力要均匀),开机,用肥皂水作气泡检测,如果没有气泡产生则故障排除。
故障现象三:电解槽总电压过高,整流器电流调不到额定值。
排除方法:在电解液浓度正常,整流器完好情况下,如果槽体温度大于80℃,电压超过16V ,电流小于150A 时,须停机更换电解槽中电解液,更换后电解液不能再用,配制新的电解液加入电解槽。
故障现象四:电解槽正极板地脚冒烟、打火。
排除方法:立即切断电源,取下绝缘管及绝缘垫板,清除其上杂物,用清水冲洗干净,吹干。
如发现烧焦迹象,须换新后安装使用。
故障现象五:制氢过程中,发现气体纯度越来越低。
排除方法:当碱液循环正常,控制压差正常情况下,这种故障是由于槽内石棉隔膜布破损,这时,立即停机,否则会发生危险。
更换石棉隔膜布,重新组装。
总之,严格执行操作规程,正确使用电解槽,是其经久耐用的根本。
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电解槽一般常出现以下问题：
1、涂层脱落。
2、单槽电压出现波动打开后发现阳极极网下陷，严重时极网与加强筋的焊接处断裂。
3、某一电解槽连续多次维修，直到单槽位置调整后才能运行，且与所修单槽相邻的单元开车时出现槽电压升高现象。
4、当单槽电压出现升高时打开后发现膜下部呈规则状起泡。
5、槽电压突然升高打开后膜边部出现撕裂现象。
6、有时槽电压升高打开后膜与极片都没有问题。
7、膜针孔现象有几种现象导致？
8、什么原因导致电槽爆炸？
9、集液管变形后流量变化对槽电压有什么影响？
10、膜被污染是什么原因？
11、单元槽电压上涨的原因？
1：①开停车时极化电流送反；②电槽长时间无电流循环，原电池反应损坏电极③安装极网时划伤开车后腐蚀②膜漏后氢氧根到阳极生成氧气腐蚀阳极涂层，氯气到阴极腐蚀阴极涂层
2：气相压差过高压坏极网
3：不能正常运行？描述下啊，是槽电压不正常吗？还是出液不正常？调整后相邻单元槽升高很明显吗？还有啥具体现象？
4：①多高？工艺指标正常吗？膜下部的话能导致产生气泡的指标有阴极液流量小或槽内阴极循环不畅、进槽碱浓度高，阳极流量小、相对电流密度大、进槽盐水浓度低或循环不畅等都会造成浓度不均而造成水泡，另外还有酸度大，阴阳极温差大，正压差过大，槽温过高
②如果指标没问题，可能是粘结剂涂抹过多，流到极网面上，附着在离子膜上使电流效率下降，发生盐泡和针孔，并使槽电压上升
③如果阳极垫片比阴极垫片更突出于电解槽内的话，突出部位也容易产生盐泡和针孔
5膜撕裂：①膜本身的问题，没检查好、膜试漏没做好②阴极有毛刺对膜产生机械损伤③垫片粘接不牢，压力增大时垫片被挤压会连带所装的膜拉伸使膜受伤，严重时会使靠近边框处撕裂④阳极垫片太靠里，产生水泡、针孔甚至撕裂⑤经常发生电解液浓度和稳定的突变
6槽电压升高：①如果是整个电槽子的单元槽都偏高，一般是操作因素的影响，需要检查是否过电流、阴阳极循环流量、盐水杂质、电解液浓度温度PH、电槽压力压差②如果是单个单元槽升高，一般是膜泄露或者极板损伤，如果膜和极板都没有问题就不知道了，检查下单元槽进出软管电解液情况，
7膜针孔：参照4和5，膜起泡、针孔、撕裂的原因都差不多，就是严重等级的问题
8：电解槽爆炸一般都是由氯气和氢气混合造成的，比如没控制好压力压差过大等原因造成离子膜机械损伤严重使CL2和H2大量混合引起爆炸；电流超出最大负荷时产生大量气体槽内压力过大，造成槽喷裂；氢气泄漏
+打火造成氢气燃烧爆炸
10：金属含量高，钙镁超标，酸中含有杂质，铁超标。
这要保证盐水，碱，及酸，的质量
11：参照问题6。