电解槽槽电压监测系统M2 技术方案
电解槽系列母线对地电压检测保护系统安全
第４１卷第４期２０１９年８月甘㊀肃㊀冶㊀金ＧＡＮＳＵ㊀ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹＶｏｌ.４１Ｎｏ.４Ａｕｇ.ꎬ２０１９文章编号:１６７２￣４４６１(２０１９)０４￣００３３￣０３电解槽系列母线对地电压检测保护系统安全郭德瑞(甘肃华鹭铝业有限公司ꎬ甘肃㊀白银㊀７３０９００)摘㊀要:通过对铝电解系列接电漏电不同现象分析ꎬ通过实际生产中检测对地电压操作ꎬ对一点接的和多点接地现象分析ꎬ提出预防和防治措施ꎮ关键词:电解槽漏电ꎻ电压检测ꎻ一点接地ꎻ多点接地中图分类号:ＴＦ３５１㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:ＡＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃＣｅｌｌＳｅｒｉｅｓＢｕｓＶｏｌｔａｇｅ￣ｔｏ￣ｅａｒｔｈＤｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＧＵＯＤｅ￣ｒｕｉ(ＧａｎｓｕＨｕａｌｕＡｌｕｍｉｎｕｍＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏ.Ｌｔｄ.ꎬＢａｉｙｉｎ７３０９００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｈｅｎｏｍｅｎａｏｆｃｕｒｒｅｎｔｌｅａｋａｇｅｉｎａｌｕｍｉｎｕｍｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓｓｙｓｔｅｍꎬｔｈｅｖｏｌｔａｇｅ－ｔｏ￣ｅａｒｔｈｉｎａｃｔｕａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｓｄｅｔｅｃｔｅｄꎬａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｔｏｏｎｅ￣ｐｏｉｎｔｇｒｏｕｎｄｉｎｇｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎａｎｄｍｕｌｔｉｐｌｅ￣ｐｏｉｎｔｇｒｏｕｎｄｉｎｇｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔꎬａｎｄｔｈｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ.ＫｅｙＷｏｒｄｓ:ｌｅａｋａｇｅｖｏｌｔａｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃｃｅｌｌꎻｏｎｅ￣ｐｏｉｎｔｇｒｏｕｎｄｉｎｇꎻｍｕｌｔｉｐｌｅ￣ｐｏｉｎｔｇｒｏｕｎｄｉｎｇ１㊀引言铝电解槽是电解铝生产的关键设备ꎬ其供电方式是一种特殊的不允许接地直流供电系统ꎬ其强大的电流(连城铝业电解槽最大电流已达６００ｋＡ)是通过系列母线和电解槽构成回路ꎮ因此ꎬ电解槽供电的可靠性和安全性是保证电解正常生产的必要条件和日常维护工作的重点之一ꎬ也是保证铝电解生产连续平稳和提高电流效率的一个重要因素ꎮ近年来铝电解槽产能不断的增加ꎬ系列母线的长度也在不断增加ꎬ这样对整个系列的对地绝缘检测显得尤为重要ꎬ每台槽压降按４Ｖ计算(实际中为了保持槽温槽电压往往比４Ｖ还要高)ꎬ系列两端的对地电压将非常地高ꎬ如果铝电解槽及系列母线的支撑等处绝缘不好ꎬ会导致电解槽某一部位电压突高ꎬ不但增加电解槽电能损耗ꎬ而且会对电解生产人员及系列安全构成重大威胁ꎬ影响电解槽的正常生产ꎮ２㊀问题提出华鹭铝业２１０ｋＡ系列分别建于２００２年㊁２０１１年ꎬ两次投建共计２７２台电解槽ꎬ全部串联成一个系列ꎬ在正常情况下ꎬ整流机组㊁系列母线和铝电解槽等部位绝缘良好时(不考虑效应等异常电压ꎬ如图１)ꎬ系列进电侧母线对地电压约为－５４４Ｖ左右ꎬ出电侧对地电压约为５４４Ｖ左右ꎬ对称中间点母线对地电压约为零伏ꎬ如果个别电解槽进行启动作业或处于效应过程ꎬ中点母线电压会产生小幅波动ꎮ但在实际生产中ꎬ由于系列绝缘存在人为或强磁等原因造成对地绝缘破坏ꎬ时有发生ꎬ稍不注意就会发生母线对地打火㊁放炮㊁弧光伤人现象ꎬ甚至造成系列紧急停电ꎬ一直干扰电解安全平稳生产ꎮ该公司特别是在２０１１年后７万ｔ１２２台槽投运后ꎬ类似事故不断出现ꎮ所以能够提早发现系列母线对地电压变化ꎬ及时分析㊁判断电压异常ꎬ指导电解车间处理相关电解槽对地绝缘ꎬ防止母线对地打火发生ꎬ显得尤为重要ꎮ３㊀接地现象引起电解槽系列母线接地情况比较复杂ꎬ原因也比较多ꎬ如母线与电解槽支撑处绝缘破坏㊁槽壳与地面裸露钢筋碰触㊁电解槽打壳下料等风管内积水㊁下料管绝缘管损坏㊁排烟管绝缘损坏㊁漏料凝固的铝带㊁槽压线破损等都能使系列同大地接通ꎬ造成电解槽系列母线接地ꎮ但接地表现的形式主要有以下几点:图１㊀系列对地电压分布㊀㊀⑴整个系列母线和电解槽只有一处接地ꎬ其接地后系列母线供电系统与大地并不会形成回路ꎬ故也就不能形成电流ꎮ表现上不容易被发现ꎬ但越接近两端的电解槽ꎬ由于电压叠加ꎬ对地电压将会变高ꎬ若系列中出现上一台或两台电解槽效应时ꎬ对地电压将会成倍增加ꎬ此时ꎬ若有另外一点发生电解槽接地现象ꎬ将会出现接弧㊁放炮㊁电击现象ꎮ⑵两点接地或多点接地ꎮ在实际生产中ꎬ由于系列绝缘下降ꎬ系列母线及电解槽的接地点一般会出现多个接地点并存ꎬ这种稳定的接地ꎬ不会发生象瞬间接触的放电现象ꎬ其损坏形式主要有两点ꎬ第一ꎬ可以造成电流通过旁路流走ꎬ致使部分电解槽流经的电流减少ꎬ引起电流效率下降ꎮ第二ꎬ接地点不容易被发现ꎬ一旦再次增加接地点ꎬ就会发生对地放电㊁接弧等现象ꎬ若出现系列效应叠加ꎬ对地间隙比较小的部位ꎬ也能出现放电㊁接弧现象ꎬ但事后ꎬ接地点却不易查找ꎮ４㊀问题分析要提早发现接地点ꎬ最好的办法就是能够及时发现电解槽对地点电压的变化ꎬ一旦出现电压变化ꎬ在剔出效应及启动电压原因后ꎬ电解车间可依据电压变化ꎬ找出接地点及时将隐患排除ꎮ如本例ꎬ可在３３７＃㊁４３７＃槽母线处各装一台电压测量仪表ꎬ时时检测该处母线对地电压变化ꎬ因供电整流系统对称输出电压ꎬ两个电压表显示的数值在一定范围内相差不大ꎬ显示出各自对零位的实际电压值ꎬ如果出现零位漂移ꎬ两块表的显示值发生很大的变化ꎮ下面就不同接地方式进行分析:一点接地ꎬ如图２ꎬ若在４７５号槽处接地ꎬ两块电压表将显示电压１＃为(４７５－４３７)ˑ４＝１５２Ｖꎬ２＃为６４０Ｖꎬ３０１号槽电压为７８８Ｖꎬ４０１号槽对地电压为３００Ｖꎬ反过来ꎬ若１＃电压表显示数据为２００Ｖꎬ则２＃电压表将显示为(７９２－２００)＝５９２Ｖꎬ接地点槽号应为４８７(４３７＋２００/图２㊀一点接地４３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀甘㊀肃㊀冶㊀金㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４１卷４)号槽ꎮ实际生产中因槽电压的不平均ꎬ大小会有出入ꎬ但大数是确定的ꎮ二点以上接地分析ꎬ如图３ꎬ两点接地ꎬ系列母线及电解槽零点的位置是由各个接地点共同作用的结果ꎬ接地槽之间通过大地将形成回路ꎬ产生电流ꎬ对地零位点将发生飘移ꎬ通过两块电压表测算出的接地点(按一点接地点计算出的零位接地点)将不能准确定出接地点(Ｍ㊁Ｎ㊁Ｑ)位置ꎬ如图３所示ꎮ图３㊀多点接地５㊀防治措施通过以上分析ꎬ对电解铝母线系统ꎬ通过安装电压检测驱动表后ꎬ要特别重视一点接地现象ꎬ一旦出现要及时处理ꎬ防止出现两点或多点接地ꎬ对于第一类接地(单点)问题ꎬ其漏电电流一般不会超过１２Ａꎬ并且通过电压能够及时发现接地点ꎮ对于第二类接地(指电解槽之间通过地坪钢筋管网㊁天车等金属物形成回路)问题ꎬ其危害性非常大ꎮ在实际中ꎬ经常会发生这类电解槽槽壳等与地坪 打火 现象ꎬ由于电解槽容量非常大ꎬ其构成的回路相当于供电系统主路短路现象ꎬ其电流非常大ꎬ但时间很短ꎬ对人身和设备的危害较大ꎬ故在实际工作中ꎬ利用电压表检测数据ꎬ应加强巡视㊁及时处理隐患以预防这类事故发生ꎮ另外ꎬ在电解槽大修期间ꎬ应对吊出的槽壳四周地坪进行全面检查㊁清除裸露的钢筋头ꎬ并对部分地坪修补和绝缘处理ꎻ详细检查槽壳支撑上部的绝缘块ꎬ对于绝缘不好㊁变色的绝缘块必须更换ꎮ在实际生产中ꎬ只要充分了解电解槽漏电的原因和现象机理ꎬ加强防止措施ꎬ发现问题和隐患ꎬ及时处理ꎬ就一定能够解决电解槽对地放电㊁打火现象ꎬ确保铝电解槽供电系统平稳㊁安全㊁可靠运行ꎮ参考文献:[１]㊀王㊀捷.电解铝生产工艺与设备[Ｍ].北京:冶金工业出版社ꎬ２００６.[２]㊀邱竹贤.预焙槽炼铝[Ｍ].北京:冶金工业出版社ꎬ２００５.[３]㊀陈贻伍ꎬ张永注ꎬ王春和.有色金属冶炼设备[Ｍ].北京:冶金工业出版社ꎬ１９９４.[４]㊀霍庆发.电解铝工业技术与装备[Ｍ].沈阳:辽海出版社ꎬ２００２.收稿日期:２０１９￣０１￣１０５３第４期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀郭德瑞:电解槽系列母线对地电压检测保护系统安全㊀㊀㊀㊀㊀。
水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统和电压采集方法
水电解制氢设备电解槽小室电压监测系统和电压采集方法随着氢能源的不断发展，水电解制氢设备在能源转型中扮演着重要的角色。
而电解槽作为水电解制氢设备的核心部件之一，其电压变化对整个设备的效率和稳定性起着至关重要的作用。
因此，设计一套可靠、精确的电解槽小室电压监测系统和电压采集方法是十分关键的。
一、电解槽小室电压监测系统电解槽小室电压监测系统主要由传感器、数据采集与处理部分和显示部分组成。
1.传感器传感器是电解槽小室电压监测系统的核心部件，其作用是将电解槽小室内的电压变化转换为电信号，供数据采集与处理部分进行处理。
常用的电解槽小室电压传感器有电容式、电阻式和电压变送器等。
电解槽小室电压传感器应具备以下特点：高可靠性、高精度、长寿命、防腐蚀和易于安装等。
此外，对于高温高压的电解槽小室环境，传感器还应具备耐高温、耐高压等特点。
2.数据采集与处理部分数据采集与处理部分主要负责对传感器采集到的电信号进行处理和转换，使其能够被显示部分正确读取。
数据采集与处理部分一般由模数转换器、检测电路和微处理器等组成。
模数转换器一般采用高精度的ADC芯片，能够将传感器输出的模拟信号转换为数字信号，以确保数据的准确性。
检测电路负责对传感器的输出信号进行放大、滤波和校正等处理，以确保电压监测系统的稳定性和精确性。
微处理器则负责对数据进行处理，如数据的存储、计算和输出等。
3.显示部分显示部分主要用于将电压监测系统采集到的数据进行显示和传输。
一般采用显示屏或者监控摄像头等设备进行显示，并通过通信接口将数据传输至上位机或远程监控系统。
电解槽小室电压的采集方法主要有直接采集法和间接采集法两种。
1.直接采集法直接采集法是指将测量仪器直接连接到电解槽小室两端，通过测量电位差来计算得出电解槽小室的电压。
直接采集法的优点是简单易操作、直观，可以实时监测电解槽小室的电压变化。
缺点是需要专用的测量仪器，且对于高温高压环境的电解槽，需要考虑测量仪器的适用性和安全性。
电解槽电压自动在线监测系统的研究
一
般在 ｌ 一 ５ Ｖ之 内 。
。
现场 车 问 内都 不 同程度 上有 酸雾 ， 人员 每过 一至
断短路 、 凉板 ， 导致生产质量控制 困难 、 单位 电耗增 两 小 时 需 进 入 电解 槽 槽 面 上 检查 阴 阳极 导 电母 排 。 加、 人 员 现场 操作 劳动强 度 大 ， 实 际 生产 能 耗普 遍 高 通过 目测 、 弯腰触摸 、 洒水等方式 ， 判断极 间是否发生
电解时 电解 质 的理 论 电解 电压 与 实 际 电解 电压 地与厂区局域网无缝连接 。在网络 内的任何一 台计 之 比目 ｐ 为 电压 效 率 。后 者 即是 电解 槽 的槽 电压 。槽 算 机 均 可 快捷 地 访 问 系 统 ， 通 过 操 作 系 统 自带 的 Ｉ Ｅ 电压 是 理 论 电解 电压 、 超 电压 和输 电导 体 电压 损 失 浏览器 即可查看 、 调取 电压和温度数据和报警信息 ，
１ ０ ２
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ６ ２ ０ ６ ￣ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ６ ５ — １ １ ３ ６ ／ ｔ ｇ ． ２ ０ １ ５ ． Ｏ １ ． ０ ３ ２
新 疆 有 色 金 属
第１ 期
电解槽电压 自动在线监测系统的研究
满江勇
（ 鸟鲁木 齐合兴同 创ｌ 环保设备有限公 司 乌鲁木齐 ８ ３ ０ ０ １ １ ） ｌ
的使用功能 ， 使其成为办公 、 商业 、 娱乐 、 餐饮等服务 形式考虑 ， 如柱截面是矩形可不用加固 ， 如果柱截面 则 节 点 范 围及 以 下 部 分 应 加 固 成矩 形 截 性建筑 ， 可使废弃的建筑产生新 的使用价值 ， 为国家 是 工 字 型 ，
电解槽低电压和低效应工作方案(报送稿)
兰州铝业股份有限公司降低电解槽电压和效应系数、缩短效应时间工作实施方案根据中铝公司和我公司节能降耗工作要求，进一步提高我公司电解系列的技术经济指标，降低电解槽电耗，是当前公司生产管理的一项重要工作，而目前开展降低电解槽电压和效应系数的试验具有重要意义。
电解槽工作电压的降低不是单纯地降低极距，而是通过提高电解质的导电率、阴阳极导电性和降低各部分接触压降和降低阳极效应系数和缩短效应时间来实现的，所以这是一个全公司各个工序都应提高自己工作质量的综合工程：包括阳极的质量、导杆修复质量、钢爪修复质量、磷生铁浇铸质量、焊接质量、大修筑炉质量、阴极块的质量、阴极块和阴极棒的连接质量、氧化铝的下料量、氧化铝的质量、打击头的修复、阳极换极质量、导杆与母线的压接质量、供风质量等。
一、成立公司领导小组1、由电解二厂、生产运行部、质量监督部、机修厂、炭素厂和技术中心共同组建。
任务是：计划、实施、现场测试和现场执行。
在电解二厂建立现场测试组。
2、领导小组组长：肖伟峰副组长：杜立中组员：范爱民、郭兰江、肇玉卿、刘连会、杨保仲、马永国、陆惠国、崔亚东、李兴虎、魏世湖、杨青、李美、谷文明、张扬等工程技术人员及相关部门、分厂的操作人员二、降低阳极效应系数工作的实施依据与生产过程管理1、阳极效应发生的主要原因：氧化铝供给不足（下料量偏低）；电解质溶解氧化铝能力偏差（温度低、过热度低、电解质成分不合适）；电解质传质能力不足（电解质发粘）。
2、发生阳极效应产生的不良影响：发生阳极效应时排放大量温室气体；造成电解槽温度和电解质成分的波动；降低电流效率；增加能耗和氟盐消耗。
3、当前国内阳极效应系数高的主要原因：工艺上人为等待效应；氧化铝输送及下料故障或不准确；控制模型不适应；氧化铝质量不稳定；阳极质量问题；工艺条件问题；限电或供电不足。
4、在条件许可的情况下，选用易于溶解的砂状氧化铝，并且尽量稳定控制－325目的氧化铝在一定范围内，同时提高阳极质量，对于促进氧化铝与熔盐电解质的反应效率有很大帮助，减少了阳极效应产生的几率。
电解槽实施方案
电解槽安全的应急预案
制定应急预案
针对可能发生的紧急情况，制定 相应的应急预案，包括事故报告 、应急处置、人员撤离等方面的
内容。
配备应急设施
配备相应的应急设施和器材，如消 防器材、急救箱等，确保在紧急情 况下能够及时使用。
定期演练
定期组织应急演练，提高员工应对 紧急情况的能力和意识。
电解槽安全的培训和教育
优化生产工艺流程
通过对生产工艺流程的优化，提高生产效率和产品质量，降低生产成 本。
电解槽安全方案
05
电解槽安全的风险和控制
风险
包括设备故障、操作失误、意外伤害 等因素，可能导致生产中断、设备损 坏或人员伤亡等后果。
控制
加强设备维护和检修，定期进行安全 检查和隐患排查，严格执行操作规程 ，加强员工安全培训和教育。
交货期。
财力资源
03
制定预算，控制成本，确保资金使用的合理性和有效
性。
电解槽实施预算
07
电解槽实施的直接成本预算
电解槽购置费用
根据电解槽的型号、规格和品 牌，计算电解槽的购置费用。
电解槽安装费用
包括安装工程的人工费、材料 费和机械使用费。
电解槽运输费用
根据电解槽的重量和体积，以 及运输距离，计算运输费用。
电解槽实施方案
-12-06
目录
• 项目背景与目的 • 电解槽技术方案 • 电解槽设备方案 • 电解槽工艺方案 • 电解槽安全方案 • 电解槽实施计划 • 电解槽实施预算
项目背景与目的
01
项目背景介绍
介绍项目的由来和背 景，包括历史和现状 ；
说明项目实施的前景 和意义。
分析项目实施的需求 和必要性；
THANKS.
一种快速测量电解槽电压的装置的制作方法
一种快速测量电解槽电压的装置的制作方法随着工业化进程的不断发展，氧化铝、氯碱、炼钢等大型工业的发展对电力和电解槽的要求也日益提高。
其中，电解槽的电压是关键参数之一，需要稳定的维持在指定水平之上。
为了实现对电解槽的精准控制，需要对电解槽的电压进行快速、准确的检测和测量。
本文将介绍一种利用并联解耦技术实现的快速测量电解槽电压的装置制作方法。
装置原理该装置基于并联解耦技术，通过并联解耦网络中的电容元件分离出交流成分，使得检测电路只测量到直流信号。
同时，由于并联解耦网络中电容元件的导电性能优异，其反应速度和抗干扰能力优于其他方案，故该技术在电解槽电压检测方面有较好的应用前景。
具体来说，装置通过测量并分离电解槽的直流信号和交流信号，实现了电解槽电压的快速测量。
电解槽电压的直流信号是电解槽的电位差，通过普通的信号放大器就可以测量得到；而交流信号则是由电力系统和电解槽自身的交流干扰引起的高频噪声。
该装置通过并联解耦技术，将高频噪声分离出来，使得检测电路只测量到直流信号，从而实现了对电解槽电压的准确测量。
装置制作材料准备在制作该装置之前需要准备以下材料：•并联解耦电容元件•信号放大器•双路运算放大器•稳压器•PCB板•电源线、信号线等材料制作步骤步骤一：制作电路原理图首先需要根据装置的原理自己画出相应的电路原理图，具体如下图所示。
___C1___ ________Z_in| | VLIN | |--->| |------- -------| |-----> Vout | | | | | |----|_Z_OPA_4_|--R2---Z3--C3--Z4--|_Z_OPA_3_|- |R4|ground步骤二： PCB布板在制作原理图之后，需要将电路布局到PCB板上。
将原理图转化成实际的PCB布局需要一定的经验和技能，对于初学者而言，可以通过在线电路设计软件进行自动布局。
步骤三：焊接元件处理好PCB布局之后，需要将电路原件焊接到PCB板上。
一种电解槽在线槽电压监控系统[实用新型专利]
![一种电解槽在线槽电压监控系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/649add1404a1b0717ed5dd64.png)
专利名称：一种电解槽在线槽电压监控系统专利类型：实用新型专利
发明人：周奇,侯凌峰,霍健,金太英,赵旭
申请号：CN201820066324.9
申请日：20180116
公开号：CN208949425U
公开日：
20190607
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型提供一种电解槽在线槽电压监控系统，所述的电解槽数量为多个，所述的电压监控系统由多个电压隔离变送器、多路数据采集单元、通讯网络和后台计算机组成，电压隔离变送器输入端连接各电解槽的电解电源的直流供电端，输出端连接多路数据采集单元，多路数据采集单元将采集到的多个电解槽的电压信号通过通讯网络发送至后台计算机。
用在线检测电解槽的槽电压方式及时发现电解槽的异常，提醒处理故障，从而避免浪费电能和原材料。
申请人：北京荣科恒阳整流技术有限公司
地址：100084 北京市海淀区农大南路1号硅谷亮城8号楼
国籍：CN
代理机构：鞍山嘉讯科技专利事务所(普通合伙)
代理人：张群
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200kA预焙铝电解槽低电压控制技术浅析
中图分类号 ： Ｔ Ｆ ８ ２ １
近年来 ， 我 国 的 电 解 铝 产 业 迅 猛 发 展 ，２ ０ １ １
年中国的电解铝 产量达 到 １ ８ ０ ６万 ｔ ， 较上 年 同 比
增长 ｌ １ ． ５ ３ ％ … ，２ ０ １ ２年 一 季 度 电解 铝 产 量 ４ ５ ９ 万 ｔ ， 增长 １ ２ ． １ ％， 加快 １ ０ ． ５个 百 分 点 ， 但 铝 市
第２ ９卷 第 ２期 ２ ０ １ ３年ｓ ｕ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ
Ｉ ｚ ． ２ ９ Ｎ ｏ ． ２
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ ｌ ３
２ ０ ０ ｋ Ａ预焙 铝 电解 槽 低 电压 控 制 技 术 浅 析
４ ｌ
能够降低的电压降采取对应措施 ， 再对控制 系统进
行升级 ， 最后随着槽电压的逐步降低 ， 对工艺技术条
５ ） 采取有效措施减小能够控制各结点的压降。
４低 电 压 生 产 控 制 技 术 的 具 体 实 施 墨 鬈军 篓 压 降 到 一 定 程 度 后 ’ 使
从技术路线和技术方案可以看 出， 先对各部分 ２ ０ ０ ｋ Ａ系列调整优化后电解工艺技术条件见表 ２ 。
的空间； 导杆压降、 炉底压降和效应分摊 电压较高 ，
有一定 的降电压 的潜力和空间， 极 问压降的降低空 间最大。综上分析 ， 该公司 ２ ０ ０ ｋ Ａ系列 的实施低 电
压控制技术 的方案为：
第２ 期
浓度 控 制技术 ；
张立擘 ： ２ ０ ０ ｋ Ａ预焙铝电解槽低电压控制技术浅析
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电解槽槽电压监测系统
M2VS 技术方案
2010 年4 月
上海芮晨机电设备有限公司 电话：18616090377
上海芮晨机电设备有限公司
一、项目简介
烧碱，化学名氢氧化钠，又名火碱、苛性钠，是重要的基础化工原料之一， 广泛应用于轻工、化工、纺织、印染、医药、冶金、石油和军工等行业，在国民 经济中占有重要地位。 一、 离子交换膜法制烧碱 目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。这一技术在 20 世纪 50 年代开始研究，80 年代开始工业化生产。 离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜 棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。右图表示的是一个 单元槽的示意图。电解槽的阳极用金属钛网制成，为了延长电极使用寿命和 提高电解效率，钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成， 上面涂有镍涂层；阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。阳离子交换 膜有一种特殊的性质，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过， 也就是说只允许 Na+通过，而 Cl-、OH-和气体则不能通过。这样既能防止阴 极产生的 H2 和阳极产生的 Cl2 相混合而引起爆炸，又能避免 Cl2 和 NaOH 溶液作用生成 NaClO 而影响烧碱的质量。 离子交换膜法电解制碱的主要生产流程可以简单表示如下图所示：
用户名称 四川乐山福华 农药科技有限 公司 四川新津烧碱 厂 新疆乌鲁木齐 中泰化工 湖北宜昌兴发 化工 河南神马氯碱 北京化工机械 厂 甘肃金川化工 一期 河南焦作 昊华宇航氯碱 厂 内蒙亿利化学 烧碱 四川泸州鑫福 化工 蓝星（北京） 化 工机械有限公 司 内蒙古瑞达泰 丰化工有限责 任公司
签约日期
上海芮晨机电设备有限公司
二、M-SYSTEM产品在烧碱行业的应用
1. M2VS-0A-M 在电解槽电压监测方面的应用 日本 M-SYSTEM 的 M2VS-0A-M 隔离器在烧碱项目的电解槽槽电压监 测方面有广泛的应用。因为氯碱行业电解槽槽电压监测的行业特殊性，对隔 离器的要求相对也比较高。 例如： 隔离器的零漂应尽可能的小； 稳定性要好； 重复性要好。这样才能直观的反映出每个电解槽的运行状态和可用性状态。 若隔离器的指标达不到预期要求将会直接影响到生产过程，造成不必要的停 车。以下是 M2VS 直流电压信号隔离器在现场应用的照片。
上海芮晨机电设备有限公司 二、 对控制设备的要求 在离子膜制碱工艺中有较多的联锁控制，如在整流、压力、液位、温 度、流量、PH、REDOX、泵、风机、调节阀、ON/OFF 阀之间有许多复杂 的安全联锁。这里举例介绍紧急停整流联锁和氢气切断阀紧急开关联锁。 1． 紧急停整流和整流停的联锁 紧急停整流和整流停的联锁在离子膜制碱生产中很重要，它同时与多种 工艺状况相关联。且工艺有时需根据实际工况切除某些自动联锁或修改某些 联锁参数，为了操作方便直观，在 CRT 上设置了联锁图。 2． 系统要有较强的 PLC 的程控功能 二套装置中有盐水一次精制、二次精制，电槽电压监控等 5 个较大规模 的控制程序及较复杂的安全连锁程序。为了统一监控和操作，同时为了降低 系统成本，故要求全部功能在一套 DCS 中实现。 3． 抗强磁场干扰能力 由于现场条件的限制， 控制室环境比较恶劣，有二个近距离的 1.25 万和 1.58 万安的大直流电，还有一个离开约 5m 的 5.7 万安大直流电流（隔膜槽） 的强磁场干扰，故对控制系统的抗强磁场干扰能力、安全稳定性、可靠性、 实时控制精度等要求高。 4． 抗强共模电压干扰 电槽单元电压对于保护昂贵的离子膜是一个很关键的参数，需采集每个单元 电压并参加报警、连锁。本项目共有 6 台电解槽，每台电解槽均由 115 个单元槽 组成，正常时每个单元电压约为 3.25V，这样电槽单元电压测量信号的共模输入 电压最高可达 450V 以上。按照惯例，每个电压信号要配置一个隔离器以隔离共 模干扰信号，若信号直接接入 DCS，信号极易受到干扰，而且对 DCS 板卡是一 个极大的考验。本方案采用三点一检测的方式，即达到了监测的目的，又大大地 节约了成本。
2） 、系统结构图
上海芮晨机电设备有限公司
备注：由于每个电解槽最终串联起来共膜电压很大，可达直流450VDC.这样对产品要求比较 严格，柜内主要产品信号隔离转换器为日本M-SYSTEM原装进口产品，可抗击耐压直流700V、 瞬间电压2000V/分钟。 目前国内所使用的电解槽日本氯工程、日本旭化成、英国伊洛斯、北化机的槽子所配 的槽电压产品均为日本M-SYSTEM产品！ 柜内接线端子以做10%余量考虑。
上海芮晨机电设备有限公司
近三年离子膜电解槽 销售业绩 附录一： 附录一：近三年离子膜电解槽 近三年离子膜电解槽销售业绩
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 合同标的具体 名称及内容 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统若干套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 合同履行情 况 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 已供货未运 营 正常并已投 入运营 已供货未运 营 用户联系 人及电话
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上海芮晨机电设备有限公司 3. 结构图和系统配置 1）.系统配置 本项目采用三点一检测的方式。现场的每个槽电压信号（115 * 6）进熔断 柜，通过熔断柜内接线端子可以方便的测量任意两点间电压。待测槽电压信号 230 点经过熔断器后， 进入隔离柜内 M2VS 转换为 4-20MA 标准信号， 直接送到 DCS.
09 年 2 月 08 年 5 月 06 年 10 月 09 年 4 月 08 年 2 月 07 年-09 年 08 年 11 月 07 月 08 年 12 月
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上海芮晨机电设备有限公司 2. M2VS-0A-M 的功能与特长
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超小型插入式构造的变换器 将直流信号转换成标准过程信号 隔离强度: 输入－输出－电源－地面间 AC 2000 V 1分钟 标准精度: ±0.1 % 温度系数: ±0.015 %／℃ 响应时间: 25 ms 以下 绝缘电阻: 输入－输出－电源间 可进行高密度安装 CE 标准 UL 认证 100 M 以上／DC 500 V