電解槽短路口和端頭地溝母線保護(hù)措施的建議(共7頁)

1、電解槽短路口(lku)和端頭匯流(huli)母線保護(hù)措施的建議(jiny)一、建議提出的背景1高溫熔體劇烈噴濺導(dǎo)致停槽電解一作業(yè)區(qū)目前共有336臺(tái)電解槽，2015年1月份以來共計(jì)停槽35臺(tái)次，多數(shù)原因?yàn)殡娊獠坌?yīng)時(shí)電壓劇烈波動(dòng)、鋁液飛濺等嚴(yán)重異常槽況無法處理而被迫停槽。2高溫熔體燒毀槽周設(shè)施情況多有發(fā)生在非漏槽停槽電解槽中，多表現(xiàn)為效應(yīng)后電壓急劇波動(dòng)，電解質(zhì)和鋁液攪動(dòng)劇烈，并伴有鋁液從電解槽劇烈噴出的現(xiàn)象。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)了解，鋁液噴濺高度可達(dá)1.5m以上，水平距離可達(dá)3m以上，嚴(yán)重時(shí)會(huì)從電解槽四周同時(shí)噴出，徹底燒毀電解槽鋁蓋板，致使人員難以靠近，效應(yīng)難以熄回，局面難以控制。個(gè)別槽甚至出現(xiàn)鋁液將操控機(jī)和

2、氣控柜及百葉窗和百葉窗下的光導(dǎo)纖維徹底燒毀的嚴(yán)重情況。3電解槽端頭匯流母線存在被高溫熔體損毀風(fēng)險(xiǎn)鋁電解槽端部匯流母線是鋁電解系列電流通過的有效路徑。當(dāng)電解槽中高溫電解質(zhì)和鋁液從電解槽端頭噴出時(shí)存在沖斷槽周母線的風(fēng)險(xiǎn)。日常生產(chǎn)期間電解質(zhì)塊、炭渣等重物或異物會(huì)掉落并覆蓋到槽周母線表面。4短路口存在安全隱患隨著鋁電解槽向著緊湊型的方向發(fā)展，短路軟母線和立柱母線之間最小距離僅有24cm，由于磁場(chǎng)的作用，帶磁性的導(dǎo)體很容易被吸附到間隙位置造成局部短路。同時(shí)，當(dāng)電解槽高溫熔體劇烈噴濺時(shí)，鋁液會(huì)附著到短路口，極易燒損短路口和絕緣插板并造成短路口短路。 二、不良后果1造成短路口(lku)短路鋁液作為(zuwi

3、)高溫熔體和良導(dǎo)體，飛濺并附著(fzhu)到短路口時(shí)，一方面會(huì)將立柱母線燒毀，另一方面會(huì)燒毀絕緣插板，從而導(dǎo)致短路口短路，嚴(yán)重威脅整個(gè)系列安全。當(dāng)導(dǎo)電物體吸附到立柱母線與短路母線之間時(shí)，這不但造成電流的額外損耗，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致短路口絕緣插板被擊穿，短路口爆炸，威脅整個(gè)系列安全。2損毀電解槽端頭匯流母線電解質(zhì)塊等重物和異物掉落并覆蓋到端頭匯流母線上時(shí)，會(huì)影響匯流母線散熱，從而降低其電導(dǎo)率，增大電耗。高溫電解質(zhì)和鋁水噴濺到電解槽兩端頭匯流母線上時(shí)，極有可能燒毀和沖斷匯流母線，造成系列停產(chǎn)，嚴(yán)重威脅系列安全生產(chǎn)。三、原因分析1爐底結(jié)殼嚴(yán)重1.1 在效應(yīng)時(shí)電解質(zhì)和鋁液劇烈攪動(dòng)，將爐底沉淀大量裹入電解質(zhì)中

4、，導(dǎo)致電解質(zhì)中雜質(zhì)含量驟增，最終形成難熄滅效應(yīng)。1.2 沉淀過多導(dǎo)致爐底不平，鋁液在流動(dòng)時(shí)會(huì)因?yàn)椴黄降臓t底而攪動(dòng)更加劇烈，引起電解槽電壓大幅擺動(dòng)，甚至導(dǎo)致短時(shí)間的陽極局部斷路、短路。1.3 沉淀(chndin)導(dǎo)致陽極偏流嚴(yán)重，磁場(chǎng)和電流分布不均(b jn)，加劇鋁液和電解質(zhì)攪動(dòng)。1.4在500kA電解槽中，電流大、磁場(chǎng)強(qiáng)是其主要特點(diǎn)，沉淀導(dǎo)致水平電流增大(zn d)，從而對(duì)鋁液產(chǎn)生更大的豎直向上的洛倫茲力分量，這是導(dǎo)致鋁液噴濺出槽外的主要原因。這也說明水平電流主要產(chǎn)生于鋁液層，磁場(chǎng)力主要作用對(duì)象為鋁液。2爐膛不規(guī)整爐膛不規(guī)整導(dǎo)致水平電流增大，尤其是在爐底陽極正投影以外電解槽側(cè)部爐幫被涮空處會(huì)

5、形成很大的水平電流，導(dǎo)致作用于鋁液的豎直向上的洛倫茲力（電磁力）分量增大。另一方面，爐膛的不規(guī)整使槽膛內(nèi)高溫熔體的流動(dòng)紊亂，加劇電壓波動(dòng)。四、建議措施1在每一個(gè)短路口加裝新型短路口保護(hù)套保護(hù)套的材質(zhì)必須絕緣、不可燃、耐高溫，能夠很好的保護(hù)短路母線和立柱母線的接縫位置，能夠避免高溫物體接觸或燒損短路口絕緣插板。且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝和拆卸方便、固定牢固、使用可靠。2在端頭匯流母線上部加裝防護(hù)蓋板該蓋板的斜坡設(shè)計(jì)能夠使掉落到蓋板上的固體(gt)和高溫熔體由于重力作用而直接滑落到地溝。蓋板能夠避免電解質(zhì)等高溫熔體將槽周母線沖毀，避免電解質(zhì)塊、炭渣(tn zh)等對(duì)槽周母線的機(jī)械沖擊和覆蓋，增強(qiáng)槽周母線散熱

6、效果，降低對(duì)槽周母線清掃的勞動(dòng)強(qiáng)度。該蓋板(i bn)安裝于電解槽端頭地坪與槽周母線之間，斜面水平投影面寬度大于母線在地坪外裸露寬度，斜面高度大于槽周母線上表面到地坪下緣高度。蓋板應(yīng)采用分段安裝形式，以便于安裝和進(jìn)行局部更換。3調(diào)整工藝技術(shù)參數(shù)，在穩(wěn)定生產(chǎn)的基礎(chǔ)上盡快處理爐底沉淀，同時(shí)形成規(guī)整爐膛，避免鋁液和電解質(zhì)劇烈攪動(dòng)。前兩項(xiàng)舉措為保護(hù)系列安全的預(yù)防措施，第三項(xiàng)為解決鋁液嚴(yán)重噴濺和較少電解槽停槽的根本方法。五、成本估算1單套短路口保護(hù)套成本每套保護(hù)套由兩個(gè)保護(hù)套組成。保護(hù)套所用基本材質(zhì)為層壓玻璃布板，外部噴涂耐高溫樹脂，層壓玻璃布板采用玻璃絲布與耐高溫膠粘接而成。該保護(hù)套絕緣、耐腐蝕、不可

7、燃，耐高溫達(dá)到1200以上，表面的耐高溫涂層具有耐高溫腐蝕性能，能夠很好的保護(hù)保護(hù)套不被高溫熔體燒損。每套短路口保護(hù)套單價(jià)2500（1500）元左右。2單套端頭匯流母線蓋板成本每四個(gè)1412mm長(zhǎng)的蓋板組成一套電解槽端頭匯流母線保護(hù)蓋板，斜面和筋板均采用耐高溫層壓玻璃布板，斜面上表面涂有耐高溫涂層，斜面與筋板之間用鉚釘和耐高溫膠連接。由于大面和小面匯流母線尺寸的不同，保護(hù)蓋板成本也不同。大面匯流母線蓋板每個(gè)800（500）元左右，小面匯流母線每個(gè)600（370）元左右。綜上所述，若短路口(lku)保護(hù)套和端頭匯流母線全部應(yīng)用，短路口(lku)保護(hù)套成本15000（9000）左右，兩個(gè)端頭匯流母

8、線蓋板(i bn)成本5600（3500）左右，單槽保護(hù)套成本20600（12500）元左右，全系列（以336臺(tái)槽計(jì)算）使用成本690（420）萬左右。六、實(shí)施方案1改進(jìn)保護(hù)套的設(shè)計(jì)1.1對(duì)保護(hù)套緊固螺栓垂直面的保護(hù)面積進(jìn)行縮減，在滿足保護(hù)螺栓的前提下減少材料使用量，增加短路口散熱，降低成本。1.2對(duì)保護(hù)套側(cè)面在水平方向上向前延長(zhǎng)，從而能夠保護(hù)到短路母線與立柱母線間隙處，從而避免高溫熔體燒損絕緣插板和金屬導(dǎo)體在間隙處將短路口局部短路。1.3對(duì)保護(hù)套側(cè)面在垂直方向向下延長(zhǎng)，從而能夠保護(hù)到短路母線軟帶與立柱母線間未被絕緣插板保護(hù)到的位置。1.4隨著保護(hù)套螺栓垂直面的材料的縮減和側(cè)面水平方向上長(zhǎng)度的

9、伸長(zhǎng)，保護(hù)套重心向內(nèi)側(cè)移動(dòng)，從而使保護(hù)套在安裝后更加穩(wěn)定，不易移位和脫落。1.5保護(hù)套所用基本材質(zhì)為復(fù)合耐高溫層壓玻璃布板，耐溫不低于260,外部覆蓋耐高溫涂層, 耐溫不小于900，能夠達(dá)到隔熱、阻燃、絕緣的目的。保護(hù)套的三維示意(shy)圖如下(rxi)：2電解槽端頭匯流(huli)母線蓋板2.1肋板和斜面主體均采用復(fù)合耐高溫層壓玻璃布板，斜面上表面覆蓋耐高溫涂層，耐溫大于900，斜面主體與肋板采用耐高溫樹脂膠粘接，并用螺釘加固； 2.2安裝于鋁電解廠房地坪以下與槽周母線以上的有限空間內(nèi)，斜面水平投影面寬度大于母線在地坪外裸露寬度，斜面主體高度大于槽周母線上表面到地坪下緣高度；2.3使用過程中采用分段安裝形式，一方面便于安裝，另一方面便于進(jìn)行局部更換。電解槽端頭匯流母線蓋板的立體圖如下：鋁業(yè)研究所洪亞旭2015年5月6日內(nèi)容總結(jié)（1）電解槽短路口和端頭匯流母線保護(hù)措施的建議一、建議提出的背景1高溫熔體劇烈噴濺導(dǎo)致停槽電解一作業(yè)區(qū)目