電解槽短路口和端頭地溝母線保護措施的建議(共7頁)

1、電解槽短路口(lku)和端頭匯流(huli)母線保護措施的建議(jiny)一、建議提出的背景1高溫熔體劇烈噴濺導致停槽電解一作業(yè)區(qū)目前共有336臺電解槽，2015年1月份以來共計停槽35臺次，多數(shù)原因為電解槽效應時電壓劇烈波動、鋁液飛濺等嚴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)為效應后電壓急劇波動，電解質(zhì)和鋁液攪動劇烈，并伴有鋁液從電解槽劇烈噴出的現(xiàn)象。據(jù)現(xiàn)場了解，鋁液噴濺高度可達1.5m以上，水平距離可達3m以上，嚴重時會從電解槽四周同時噴出，徹底燒毀電解槽鋁蓋板，致使人員難以靠近，效應難以熄回，局面難以控制。個別槽甚至出現(xiàn)鋁液將操控機和

2、氣控柜及百葉窗和百葉窗下的光導纖維徹底燒毀的嚴重情況。3電解槽端頭匯流母線存在被高溫熔體損毀風險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。當電解槽中高溫電解質(zhì)和鋁液從電解槽端頭噴出時存在沖斷槽周母線的風險。日常生產(chǎn)期間電解質(zhì)塊、炭渣等重物或異物會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，由于磁場的作用，帶磁性的導體很容易被吸附到間隙位置造成局部短路。同時，當電解槽高溫熔體劇烈噴濺時，鋁液會附著到短路口，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、)高溫熔體和良導體，飛濺并附著(fzhu)到短路口時，一方面會將立柱母線燒毀，另一方面會燒毀絕緣插板，從而導致短路口短路，嚴重威脅整個系列安全。當導電物體吸附到立柱母線與短路母線之間時，這不但造成電流的額外損耗，嚴重時將導致短路口絕緣插板被擊穿，短路口爆炸，威脅整個系列安全。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，會影響匯流母線散熱，從而降低其電導率，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，極有可能燒毀和沖斷匯流母線，造成系列停產(chǎn)，嚴重威脅系列安全生產(chǎn)。三、原因分析1爐底結(jié)殼嚴重1.1 在效應時電解質(zhì)和鋁液劇烈攪動，將爐底沉淀大量裹入電解質(zhì)中

4、，導致電解質(zhì)中雜質(zhì)含量驟增，最終形成難熄滅效應。1.2 沉淀過多導致爐底不平，鋁液在流動時會因為不平的爐底而攪動更加劇烈，引起電解槽電壓大幅擺動，甚至導致短時間的陽極局部斷路、短路。1.3 沉淀(chndin)導致陽極偏流嚴重，磁場和電流分布不均(b jn)，加劇鋁液和電解質(zhì)攪動。1.4在500kA電解槽中，電流大、磁場強是其主要特點，沉淀導致水平電流增大(zn d)，從而對鋁液產(chǎn)生更大的豎直向上的洛倫茲力分量，這是導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，磁場力主要作用對象為鋁液。2爐膛不規(guī)整爐膛不規(guī)整導致水平電流增大，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

5、形成很大的水平電流，導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)高溫熔體的流動紊亂，加劇電壓波動。四、建議措施1在每一個短路口加裝新型短路口保護套保護套的材質(zhì)必須絕緣、不可燃、耐高溫，能夠很好的保護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蓋板該蓋板的斜坡設(shè)計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)等對槽周母線的機械沖擊和覆蓋，增強槽周母線散熱

6、效果，降低對槽周母線清掃的勞動強度。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。蓋板應采用分段安裝形式，以便于安裝和進行局部更換。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，同時形成規(guī)整爐膛，避免鋁液和電解質(zhì)劇烈攪動。前兩項舉措為保護系列安全的預防措施，第三項為解決鋁液嚴重噴濺和較少電解槽停槽的根本方法。五、成本估算1單套短路口保護套成本每套保護套由兩個保護套組成。保護套所用基本材質(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。該保護套絕緣、耐腐蝕、不可

7、燃，耐高溫達到1200以上，表面的耐高溫涂層具有耐高溫腐蝕性能，能夠很好的保護保護套不被高溫熔體燒損。每套短路口保護套單價2500（1500）元左右。2單套端頭匯流母線蓋板成本每四個1412mm長的蓋板組成一套電解槽端頭匯流母線保護蓋板，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，保護蓋板成本也不同。大面匯流母線蓋板每個800（500）元左右，小面匯流母線每個600（370）元左右。綜上所述，若短路口(lku)保護套和端頭匯流母線全部應用，短路口(lku)保護套成本15000（9000）左右，兩個端頭匯流母

8、線蓋板(i bn)成本5600（3500）左右，單槽保護套成本20600（12500）元左右，全系列（以336臺槽計算）使用成本690（420）萬左右。六、實施方案1改進保護套的設(shè)計1.1對保護套緊固螺栓垂直面的保護面積進行縮減，在滿足保護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對保護套側(cè)面在水平方向上向前延長，從而能夠保護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體在間隙處將短路口局部短路。1.3對保護套側(cè)面在垂直方向向下延長，從而能夠保護到短路母線軟帶與立柱母線間未被絕緣插板保護到的位置。1.4隨著保護套螺栓垂直面的材料的縮減和側(cè)面水平方向上長度的

9、伸長，保護套重心向內(nèi)側(cè)移動，從而使保護套在安裝后更加穩(wěn)定，不易移位和脫落。1.5保護套所用基本材質(zhì)為復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，能夠達到隔熱、阻燃、絕緣的目的。保護套的三維示意(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措施的建議一、建議提出的背景1高溫熔體劇烈噴濺導致停槽電解一作業(yè)區(qū)目