Elektrolüüsitehaste elektriseadmed ja automaatika
Kõik elektrolüüsivannides olevad elektroodid on tavaliselt ühendatud paralleelselt, nii et elektrolüüsi vool koosneb üksikute elektroodipaaride voolude summast: vastupidi, vannis on pinge võrdne elektroodipaaride pingega. . Elektrolüüsivannid on omakorda ühendatud järjestikku, nii et paigaldise kogupinge ulatub sadadesse voltidesse. Erandiks on filterpressi põhimõttel tehtud vee lagundamispaigaldised, kus kõik elektroodid on ühendatud järjestikku.
Kuna elektrolüüsitud seadmete voolud ja taimede suurused on suured, on voolujuhtmesüsteem üsna hargnenud, suure kontaktide arvuga.
Joonisel fig. 1 on näidatud alumiiniumist elektrolüüsivanni siiniskeem. Nagu näete, on see väga keeruline, pakkudes kahesuunalist toiteallikat võimsate siinipakettide ja paindlike soojuspaisumise kompensaatorite kasutamise kaudu.Lisaks, kui remondi ajal on vaja vannid lahti ühendada, on ette nähtud džemprid, mis ühendavad kahe külgneva vanni katoodpaketid, eemaldades seeläbi ühe neist.
Riis. 1. Alumiiniumist elektrolüüsivanni siinid ühe pideva anoodi ja külgvoolu toitega: 1 — anoodi tõusutoru, 2 — anoodsiin, 3 — kompensatsioonisiin, 4 — painduvad anoodsiinid, 5 — tihvti siini kontakt, 6 — katoodsiiniga varras, 7 — painduv katoodsiin, 8 — pakettkatoodsiin.
Rööbaste materjalina kasutatakse alumiiniumi ja vaske, harvem rauda. Majandusvoolutihedus juures elektrolüüs alumiiniumsiinide puhul on 0,3 — 0,4, vasest siinide puhul 1,0 — 1,3, teras- ja malmist siinide puhul 0,15 — 0,2 A / mm2.
Rehvide ristlõiget kontrollitakse pingekadude (mitte rohkem kui 3%), kuumenemise (maksimaalne temperatuur 70 ° C ümbritseva õhu temperatuuril 25 ° C) ja mehaanilise tugevuse suhtes. Fikseeritud kontaktühendused tehakse survega (rehvid surutakse kahe valatud terasplaadi vahele, pingutatakse poltidega) või keevitatakse. Pistiku kontaktid on poltidega kinnitatud. Kiil- või ekstsentrikklambrid on usaldusväärsemad ja mugavamad.
Suurema võimsuse tõttu saavad elektrolüüsijaamad tavaliselt toite kõrgepingevõrgust ning toitepinge ja jaama pinge sobitamiseks kasutatakse spetsiaalseid alandustrafosid, varustades muundusseadmeid, et muuta kolmefaasiline vahelduvvool alalisvooluks. .
Sujuva pingeregulatsiooniga pooljuhtalaldeid kasutatakse suure võimsusega elektrolüüsijaamade toiteks, kuna nende kasutegur on kõrge (98 — 99%), töökindlamad ja vastupidavamad, kergemini hooldatavad, pidevalt töövalmis, vaiksed ja ei tekita toksilisi heitmeid.
Võimsate elektrolüüsiseadmete loomisel tuleb pooljuhtventiilid lisada paralleelselt ja mõnikord järjestikku, mis põhjustab raskusi nende omaduste teatud hajumise tõttu. Voolujaotuse võrdsustamiseks paralleelühenduses olevate ventiilide ja järjestikku ühendatud pinge vahel kasutatakse spetsiaalseid vooluahela lahendusi.
Kuna pooljuhtklapid ei talu olulisi voolu- ja pingeülekoormusi, kasutatakse spetsiaalseid kaitseseadmeid, mis tõrke korral klapid lühistavad ja pinge või töövoolu ohtliku tõusu korral välja lülitavad.
Alaldatud pinge reguleerimine pooljuhtdioodidega seadmetes on võimalik ainult vahelduvvoolu poolel. Selleks kasutatakse peamise alandava trafo pingeastmete ümberlülitamist või spetsiaalset kaugsammulülitiga juhttrafot. Pinge sujuvaks reguleerimiseks on alaldisilla mõlemas õlas küllastusreaktor.
Klapipaigutus toimub tavaliselt kappides, mis on toodetud vooludele 13 000 ja 25 000 A ning alaldatud pingele 300 — 465 V. Elektrolüüsijaamu toidavad alajaamad on komplekteeritud kappide kaupa. Alaldikappide jahutus võib olla õhk või vesi.
Konverteri üksuste automaatset reguleerimist saab teha kolmel viisil: konstantse pinge jaoks, konstantse võimsuse jaoks, konstantse voolu jaoks.
Alalispinge reguleerimine tagab ka pideva voolu protsesside jaoks, kus anoodiefektid puuduvad. Alumiiniumi elektrolüüsitehaste jaoks ei ole selline süsteem rahuldav, sest anoodiefektide ilmnemisel väheneb vannide seeria vool ja vannide tootlikkus, eriti mitme vanni samaaegse anoodefekti korral. Sel juhul võib vannide seeria tootlikkus mitte ainult langeda 20–30%, vaid ka elektrolüüsivannide termiline töörežiim on häiritud.
Pideva võimsuse reguleerimise korral hoiab viimast pideva regulaatoriga; ülaltoodud juhul jadavool langeb, kuid vähem kui eelmisel juhul, kuna regulaator suurendab pinget. Selle regulatsiooniga ei toimu energiatarbimise muutusi, mis on elektrisüsteemi jaoks soovitavad, kuid eeldavad pingevaru muundamisalajaamas.
Alalisvoolu reguleerimine on protsessinõuete täitmise seisukohalt parim. Sellise reguleerimise korral aga pingelanguse korral toitevõrgus või anoodiefekti ilmnemisel regulaator suurendab toitepinget ja energiakulu suureneb. Seetõttu vajab see juhtimissüsteem konverteri alajaamas nii pinge- kui ka võimsusreserve (tavaliselt 7-10%).
Hiljuti on alustatud tööd parameetriliste vooluallikate kasutamisega elektrolüüsijaamade toiteks, mille puhul tekib anoodiefekt, mis stabiliseerib automaatselt vahelduvvoolu sõltumata selle takistuse muutustest.
Tavaliselt paigaldatakse elektrolüüsivannid piki hoone korpuse telge kahes või neljas reas ning elektrialajaam ühendatakse vanni korpusega läbi bussikanalite või kaldteede kaudu. Korpuse sees asuvad siinid siinikanalites mõlemal pool lahtreid.
Ioonide liikumise skeem vase elektrolüüsi ajal Elektrolüüt - vasksulfaadi lahus valatakse anumasse ja sellesse lastakse kaks vaskplaati (elektroodi). Artiklites käsitletakse elektrolüüsi käigus toimuvaid protsesse Mis on elektrolüüs ja Elektrolüüs - arvutusnäited.