6萬t/a離子膜法燒堿整流裝置的運行和監控

程文紅

（煙臺恒邦化工有限公司，山東 煙臺 264000）

6萬t/a離子膜法燒堿整流裝置的運行和監控

程文紅

（煙臺恒邦化工有限公司，山東 煙臺 264000）

介紹了離子膜整流裝置的組成，正常生產時對整流裝置以及附屬設備運行情況的監控，著重講述了控制角的范圍及如何帶電校正大直流傳感器、接地繼電器因受到干擾發生誤動作帶來的危害。

整流裝置；運行監控；控制角；接地繼電器

大功率整流裝置是電解生產的關鍵設備，保證電解生產的連續性，不允許有頻繁的波動、中斷和暫停，因此，做好整流裝置的運行和監控始終是氯堿企業研究的重要課題。

1　整流裝置的組成

（1）整流變壓器

整流變壓器采用ZHSFPT-14800/35型27級有載調壓整流變壓器2臺，主變一次側均采用曲折星形移相方式聯結，低壓側均采用橋式三角形接線方式，采用同相逆并聯結構以平衡閥側引線電抗并改善功率因數。整流變壓器與整流器配套采用 “一拖二”結構，整流變壓器為橋式12脈波結構，2臺等效24脈波。網側額定交流電壓35 kV，閥側額定電壓400V，阻抗電壓7%。

（2）整流柜

整流柜采用KHSJ-15 kA/400V型三相橋式同相逆并聯結構，整流元件為KP-3000A/1600V型晶閘管，保護元件為RS8-500V/3200A型快速熔斷器，每臂采用3只元件并聯，整流柜電流和電壓儲備系數均大于3，同臂均流系數大于0.9，冷卻系統采用去離子水循環冷卻。

（3）整流控制柜

整流控制柜是整個裝置的中樞部分，整流設備的運行可靠性、穩定性、安全性以及各項運行指標主要由控制柜的控制與保護系統來決定。整流控制柜采用SFCS-6D型6脈波整流裝置，計算機雙通道全數字控制系統。主要特點有交直流反饋熱備用，雙通道熱備用、電流反饋消失保護功能、有載開關自動升/降檔功能、失同步保護、回零保護、脈沖缺相保護等。整流系統監控軟件由通用組態軟件二次開發而成，計算機操作臺放置在DCS中央控制室。

2　整流裝置的運行和監控

（1）控制角的控制范圍

整流柜控制角控制在5°～20°，只要有1臺整流柜控制角低于5°，就發升檔提示；只有2臺整流柜的控制角同時高于20°時才發降檔提示。正常運行時，由于網上電壓波動頻繁，檔位在自動調節狀態。由于檔位自動調節設有一定的延時，在升降電流的過程中，將變壓器的檔位改為手動調節，以便能夠及時調節控制角。為了提高整流效率，正常將控制角控制在10°左右；由于受網上電弧爐的影響，電壓波動較大，控制角波動范圍也較大，為了便于控制，當電弧爐開車時，將控制角控制在15°左右。

（2）純水泵采用PLC控制

整流柜的純水水壓是監控的重要參數，為了保護元件水壓異常15 s就跳閘。當運行泵出現故障時，必須保證在15 s內啟動備用泵。純水泵采用PLC控制，可靠性高。在觸摸屏或上位機上完全可以控制水泵的運行，當工作泵發生故障時，保障能立即啟動備用泵。

（3）帶電校正傳感器

可以帶電校正大直流傳感器而不影響系統的正常運行。系統投產時，根據標準傳感器校驗，電流顯示比實際少1 000 A。直接調整傳感器的數值將會導致電流大范圍波動，可以通過以下步驟將大直流傳感器調整好，而電流不會突然有大的波動。要求工藝控制DCS解除與電流有關的連鎖，將整流柜切換到交流穩流并鎖定，并自動切換到手動運行方式將傳感器的數值調整準確后，再切換到直流穩流自動運行方式。手/自動切換的目的是為了防止電流有大的波動。

（4）監控好整流柜冷卻水純水水質

運行過程中發現整流柜內透明軟管顏色變深，而且水箱有溢水現象，經化驗純水電導率升高。分析純水冷卻設備的換熱器中循環水漏到了純水中，導致純水水質下降。為了設備安全，應立即停車，修補換熱器，并沖洗整流柜內純水管路。后來經過分析向純水水箱內一邊補充純水，一邊從整流柜出水管向外置換一部分變質的純水，經過一段時間的置換后，純水電導率下降，水質基本達到要求，可以不用專門停車處理，等到計劃停車時將換熱器拆開清洗，并沖洗管路即可。在未停車處理之前，監控好純水的指標，不允許有超標現象。

循環水采用地下水，水質較差。后期經過改造，將循環水改為水質較高的純水，延長了換熱片的使用壽命，也保證了整流設備的安全運行。

（5）接地繼電器

復極式離子膜電解槽因某種原因故障接地，例如槽框漏液、墊片泄漏、意外搭鐵等，由于電槽運行的是強大的直流電流，嚴重時會燒壞電槽的單元槽框。通過接地繼電器可以及時發現這些故障，避免事故擴大，對電解槽起到安全保障作用。接地繼電器接線原理見圖1。

圖1　接地繼電器接線原理圖

選用2個接地繼電器（日本東洋計器MPV-11型，H型和L型各1個）。一個負責電解槽的正半區保護，一個負責電解槽的負半區保護。把電解槽和分壓電阻接成橋路，VR可變電阻調在中點位置，使分壓電阻兩邊電壓相等，每個單元電槽通過軟管接到總管上，總管是接地的，每根軟管內的電解液存在泄漏電流，造成電槽的中點為虛擬地，因此正常情況2個接地繼電器都顯示0。

事故狀態下，電解槽在A點接地，接地繼電器處在橋路中，當接地電壓達到+10V或-10 V時，發出報警信號。當接地電壓達到+30V或-30 V時，發出整流器跳閘信號。

圖2接地繼電器故障接地狀態

自2014年12月20日安裝4臺接地繼電器的隔離變壓器以來，電解槽的接地故障從未發生過，設備運行較好。

（6）其他技術指標的監控

監控好各個數據，不允許有超標情況出現。整流柜水溫不超過45℃，變壓器溫升不允許超過55℃，銅排溫度不允許超過60℃，水壓要求控制在0.125～0.140MPa。

3　日常巡檢

除了在主控室通過上位機監視好整流裝置的各運行參數并做好記錄外，還要求崗位操作人員每小時到現場巡檢一次，用紅外線測溫儀測量母排及各元件的溫度，檢查整流柜的各個脈沖指示燈是否正常，純水泵、油風機的電機聲音是否正常，變壓器以及高壓開關有無異常等。為了監督操作人員是否巡檢及時到位，在現場留有巡檢記錄，填寫以上巡檢內容。

4　結語

崗位操作人員認真細致地監控系統的運行，并及時匯報處理巡檢過程中遇到的情況，煙臺恒邦化工有限公司6萬t/a離子膜法燒堿整流裝置運行良好，從2009年11月16日投產至今除了因接地繼電器誤動作停車外從未因整流裝置的故障而導致生產停車。

Operation andm onitoring of rectifier devices for 60 kt/a ionexchangemembrane caustic soda production

CHENGWen-hong
（YantaiHumon ChemicalCo.，Ltd.，Yantai264000，China）

The composition of rectifier devices for ion-exchangemembranewas introduced，monitoring the rectifier devicesoperation situation during regular production and especially the controlling angle range，the method toadjust the large DC sensor in electricity and the dangersof themisoperation since theground relay interfered.

rectifier devices；operationmonitoring；controllingangle；ground relay

TM461

B

1009-1785（2015）09-0008-02

2015-06-02

程文紅（1983—），女，山東濰坊人，2005年畢業于沈陽工程學院，現于煙臺恒邦化工有限公司從事電氣儀表工作。