6万t/a离子膜法烧碱整流装置的运行和监控

程文红

（烟台恒邦化工有限公司，山东 烟台 264000）

6万t/a离子膜法烧碱整流装置的运行和监控

程文红

（烟台恒邦化工有限公司，山东 烟台 264000）

介绍了离子膜整流装置的组成，正常生产时对整流装置以及附属设备运行情况的监控，着重讲述了控制角的范围及如何带电校正大直流传感器、接地继电器因受到干扰发生误动作带来的危害。

整流装置；运行监控；控制角；接地继电器

大功率整流装置是电解生产的关键设备，保证电解生产的连续性，不允许有频繁的波动、中断和暂停，因此，做好整流装置的运行和监控始终是氯碱企业研究的重要课题。

1　整流装置的组成

（1）整流变压器

整流变压器采用ZHSFPT-14800/35型27级有载调压整流变压器2台，主变一次侧均采用曲折星形移相方式联结，低压侧均采用桥式三角形接线方式，采用同相逆并联结构以平衡阀侧引线电抗并改善功率因数。整流变压器与整流器配套采用 “一拖二”结构，整流变压器为桥式12脉波结构，2台等效24脉波。网侧额定交流电压35 kV，阀侧额定电压400V，阻抗电压7%。

（2）整流柜

整流柜采用KHSJ-15 kA/400V型三相桥式同相逆并联结构，整流元件为KP-3000A/1600V型晶闸管，保护元件为RS8-500V/3200A型快速熔断器，每臂采用3只元件并联，整流柜电流和电压储备系数均大于3，同臂均流系数大于0.9，冷却系统采用去离子水循环冷却。

（3）整流控制柜

整流控制柜是整个装置的中枢部分，整流设备的运行可靠性、稳定性、安全性以及各项运行指标主要由控制柜的控制与保护系统来决定。整流控制柜采用SFCS-6D型6脉波整流装置，计算机双通道全数字控制系统。主要特点有交直流反馈热备用，双通道热备用、电流反馈消失保护功能、有载开关自动升/降档功能、失同步保护、回零保护、脉冲缺相保护等。整流系统监控软件由通用组态软件二次开发而成，计算机操作台放置在DCS中央控制室。

2　整流装置的运行和监控

（1）控制角的控制范围

整流柜控制角控制在5°～20°，只要有1台整流柜控制角低于5°，就发升档提示；只有2台整流柜的控制角同时高于20°时才发降档提示。正常运行时，由于网上电压波动频繁，档位在自动调节状态。由于档位自动调节设有一定的延时，在升降电流的过程中，将变压器的档位改为手动调节，以便能够及时调节控制角。为了提高整流效率，正常将控制角控制在10°左右；由于受网上电弧炉的影响，电压波动较大，控制角波动范围也较大，为了便于控制，当电弧炉开车时，将控制角控制在15°左右。

（2）纯水泵采用PLC控制

整流柜的纯水水压是监控的重要参数，为了保护元件水压异常15 s就跳闸。当运行泵出现故障时，必须保证在15 s内启动备用泵。纯水泵采用PLC控制，可靠性高。在触摸屏或上位机上完全可以控制水泵的运行，当工作泵发生故障时，保障能立即启动备用泵。

（3）带电校正传感器

可以带电校正大直流传感器而不影响系统的正常运行。系统投产时，根据标准传感器校验，电流显示比实际少1 000 A。直接调整传感器的数值将会导致电流大范围波动，可以通过以下步骤将大直流传感器调整好，而电流不会突然有大的波动。要求工艺控制DCS解除与电流有关的连锁，将整流柜切换到交流稳流并锁定，并自动切换到手动运行方式将传感器的数值调整准确后，再切换到直流稳流自动运行方式。手/自动切换的目的是为了防止电流有大的波动。

（4）监控好整流柜冷却水纯水水质

运行过程中发现整流柜内透明软管颜色变深，而且水箱有溢水现象，经化验纯水电导率升高。分析纯水冷却设备的换热器中循环水漏到了纯水中，导致纯水水质下降。为了设备安全，应立即停车，修补换热器，并冲洗整流柜内纯水管路。后来经过分析向纯水水箱内一边补充纯水，一边从整流柜出水管向外置换一部分变质的纯水，经过一段时间的置换后，纯水电导率下降，水质基本达到要求，可以不用专门停车处理，等到计划停车时将换热器拆开清洗，并冲洗管路即可。在未停车处理之前，监控好纯水的指标，不允许有超标现象。

循环水采用地下水，水质较差。后期经过改造，将循环水改为水质较高的纯水，延长了换热片的使用寿命，也保证了整流设备的安全运行。

（5）接地继电器

复极式离子膜电解槽因某种原因故障接地，例如槽框漏液、垫片泄漏、意外搭铁等，由于电槽运行的是强大的直流电流，严重时会烧坏电槽的单元槽框。通过接地继电器可以及时发现这些故障，避免事故扩大，对电解槽起到安全保障作用。接地继电器接线原理见图1。

图1　接地继电器接线原理图

选用2个接地继电器（日本东洋计器MPV-11型，H型和L型各1个）。一个负责电解槽的正半区保护，一个负责电解槽的负半区保护。把电解槽和分压电阻接成桥路，VR可变电阻调在中点位置，使分压电阻两边电压相等，每个单元电槽通过软管接到总管上，总管是接地的，每根软管内的电解液存在泄漏电流，造成电槽的中点为虚拟地，因此正常情况2个接地继电器都显示0。

事故状态下，电解槽在A点接地，接地继电器处在桥路中，当接地电压达到+10V或-10 V时，发出报警信号。当接地电压达到+30V或-30 V时，发出整流器跳闸信号。

图2接地继电器故障接地状态

自2014年12月20日安装4台接地继电器的隔离变压器以来，电解槽的接地故障从未发生过，设备运行较好。

（6）其他技术指标的监控

监控好各个数据，不允许有超标情况出现。整流柜水温不超过45℃，变压器温升不允许超过55℃，铜排温度不允许超过60℃，水压要求控制在0.125～0.140MPa。

3　日常巡检

除了在主控室通过上位机监视好整流装置的各运行参数并做好记录外，还要求岗位操作人员每小时到现场巡检一次，用红外线测温仪测量母排及各元件的温度，检查整流柜的各个脉冲指示灯是否正常，纯水泵、油风机的电机声音是否正常，变压器以及高压开关有无异常等。为了监督操作人员是否巡检及时到位，在现场留有巡检记录，填写以上巡检内容。

4　结语

岗位操作人员认真细致地监控系统的运行，并及时汇报处理巡检过程中遇到的情况，烟台恒邦化工有限公司6万t/a离子膜法烧碱整流装置运行良好，从2009年11月16日投产至今除了因接地继电器误动作停车外从未因整流装置的故障而导致生产停车。

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

程文红（1983—），女，山东潍坊人，2005年毕业于沈阳工程学院，现于烟台恒邦化工有限公司从事电气仪表工作。