Usmerniške enote za elektrolizo svinca so ključna oprema v procesu taljenja in rafiniranja svinca. Združljivost usmerniške opreme pomembno vpliva na kakovost elektrolitskega svinca in stroške električne energije. Celoten usmerniški sistem vključuje usmerniško omarico, digitalno krmilno omarico, usmerniški transformator, hladilnik čiste vode in senzorje enosmernega toka. Običajno je nameščen v zaprtih prostorih v bližini elektrolitske celice, uporablja hlajenje s čisto vodo in ima vhodne napetosti 35 kV, 10 kV itd.
I. Vloge
Ta serija usmerniških omar se uporablja predvsem za različne vrste usmerniške opreme in avtomatiziranih krmilnih sistemov pri elektrolizi neželeznih kovin, kot so aluminij, magnezij, mangan, cink, baker in svinec, ter kloridnih soli. Služi lahko tudi kot vir napajanja za podobne obremenitve.
II. Glavne značilnosti omarice
1. Vrsta električne povezave: Na splošno se izbere glede na tolerance enosmerne napetosti, toka in omrežnih harmonikov, pri čemer sta na voljo dve glavni kategoriji: dvojna anti-zvezda in trifazni most, ter štiri različne kombinacije šestimpulznih in dvanajstimpulznih povezav.
2. Visokozmogljivi tiristorji se uporabljajo za zmanjšanje števila vzporednih komponent, poenostavitev strukture omare, zmanjšanje izgub in lažje vzdrževanje.
3. Komponente in hitro talilne bakrene vodila so izdelana iz posebej zasnovanih profilov za kroženje vode za učinkovito odvajanje toplote in daljšo življenjsko dobo komponent.
4. Pri stiskanju komponent se uporablja tipična zasnova za uravnoteženo in fiksno porazdelitev sile z dvojno izolacijo.
5. Notranje vodovodne cevi uporabljajo uvožene ojačane prozorne mehke plastične cevi, odporne na vroče in nizke temperature ter z dolgo življenjsko dobo.
6. Pipe za radiatorje so posebej obdelane za odpornost proti koroziji.
7. Omarica je strojno obdelana s CNC obdelovalnimi stroji in ima prašno barvanje za estetsko privlačen videz.
8. Omarice so običajno na voljo v notranjih odprtih, polodprtih in zunanjih popolnoma zaprtih vrstah; načini dovoda in izvoda kablov so zasnovani glede na zahteve uporabnika.
9. Ta serija usmerniških omar uporablja digitalni industrijski krmilni sistem sprožilnega krmiljenja, ki zagotavlja, da oprema ...
III. Tehnične značilnosti
1. Regulator: Digitalni regulatorji ponujajo prilagodljive in spremenljive načine krmiljenja ter stabilne karakteristike, medtem ko analogni regulatorji zagotavljajo hiter odziv. Oba uporabljata negativno povratno zanko z enosmernim tokom, s čimer dosežeta natančnost stabilizacije toka, boljšo kot ...±0,5 %. 2. Digitalni sprožilec: Izhodi 6-fazne ali 12-fazne sprožilne impulze z dvojnim ozkim vzorcem impulzov, razmaknjenim za 60°, močno sprožilno valovno obliko, fazno asimetrijo ≤ ±0,3°, območjem faznega premika 0~150° in enofazno sinhronizacijo izmeničnega toka. Visoka simetrija impulzov.
3. Upravljanje: Upravljanje s tipkami na dotik za vklop, izklop in nastavitev toka.
4. Zaščita: Vključuje zagon brez toka, dvostopenjsko zaščito pred preobremenitvijo enosmernega toka, zaščito pred izgubo povratnega signala, zaščito pred prekoračitvijo tlaka in temperature vode, zaščito pred procesno blokado in indikacijo prekoračitve kota krmiljenja delovanja. Prav tako lahko samodejno prilagodi položaj odcepa transformatorja glede na kot krmiljenja.
5. Zaslon: LCD-zaslon prikazuje enosmerni tok, enosmerno napetost, tlak vode, temperaturo vode, temperaturo olja in kot krmiljenja.
6. Dvokanalni izdelek: Med delovanjem oba kanala služita kot vroča rezerva drug za drugega, kar omogoča vzdrževanje brez izklopa in preklapljanje brez (trenutnih) motenj.
7. Omrežna komunikacija: Podpira več komunikacijskih protokolov, vključno z Modbus, Profibus in Eathernet.
Specifikacije napetosti:
16 V 36 V 75 V 100 V 125 V 160 V 200 V 315 V 400 V 500 V 630 V 800 V 1000 V 1200 V 1400 V
Trenutne specifikacije:
300 A 750 A 1000 A 2000 A 3150 A 5000 A 6300 A 8000 A 10000 A 16000 A 20000 A 25000 A 31500 A 40000 A 50000 A
63000 A 80000 A 100000 A 120000 A 160000 A
Uvod v napajalnike za elektrolizo svinca
Napajalniki za elektrolizo svinca so običajno nizkonapetostni, visokotokovni, konstantno tok nastavljivi enosmerni napajalniki.
Vzemimo za primer ustrezno usmerniško omarico: KGHS-10KA/70V:
I. Glavna konfiguracija sistema: Dvojna zvezda, istofazna, vzporedna tiristorska usmerjevalna metoda. Vsaka usmerniška enota je sestavljena iz enega transformatorja s preklopom odcepov pod obremenitvijo in ene omare tiristorskega usmernika 10KA, ki tvorijo 6-fazno usmerjevalno napravo.
II. Metoda regulacije napetosti: Groba regulacija z avtotransformatorjem pod obremenitvijo; fina regulacija s tiristorsko fazno krmiljeno regulacijo napetosti.
III. Stanje dobave opreme (ena enota)
Št. artikla Ime opreme Model/Specifikacija Količina Opombe
1 tiristorski usmernik KHS-10KA/70V 1 enota
2 Krmilna omara KS-20 1 enota
3 enosmerni senzor C14-12KA 1 enota
4 Vodno hlajeni hladilnik zraka LSS-60B 1 enota
5 računalniških zalednih sistemov CT-1 1 komplet
IV. Parametri usmernika:
Model usmerniškega transformatorja: ZHPPS-1000/10
Območje regulacije napetosti: 65 % - 105 %
Število impulzov: 6 impulzov na enoto
Število stopenj regulacije napetosti: 9-stopenjska regulacija s preklopnikom odtokov pod obremenitvijo.
V. Krmiljenje in zaščita usmerniške omare:
5.1 Priključki vodnega tokokroga za vodne hladilnike usmerniških elementov, roke usmerniških mostičkov in roke hitro delujočih talilnih mostičkov morajo uporabljati znanstvene metode povezovanja za zmanjšanje elektrokorozije. Uporabiti je treba cevi iz nerjavečega jekla, vse vodne šobe pa morajo biti pritrjene z vijaki iz nerjavečega jekla, da se zagotovi delovanje brez puščanja v vročih pogojih. Prirobnične povezave je treba uporabiti tam, kjer je namestitev in demontaža priročna.
5.2 Čisto vodno hlajenje glavne usmerniške omare: Glavni razdelilnik hladilne vode mora biti izdelan iz nerjavečega jekla, z eno dovodno in eno odvodno cevjo na omarico. Vsi vodni tokokrogi morajo biti priključeni z gumijastimi cevmi z mrežasto ojačitvijo. Vodni tokokrogi morajo prenesti 30-minutni preizkus pri vodnem tlaku 0,4 MPa brez puščanja, cevi pa morajo biti enostavno in hitro razstavljive.
5.3 Zagotovite, da imajo usmerniški elementi zadosten kontaktni tlak, usmerniške roke zadostno mehansko trdnost, ekonomično gostoto toka in dober hladilni učinek.
5.4 Zaščita glavnega tokokroga pred prenapetostjo. Sistem mora učinkovito absorbirati obratovalne prenapetosti in atmosferske prenapetosti ter učinkovito absorbirati prenapetosti zaradi udara strele, da se zagotovi varno delovanje proizvodnje.
5.5 Zaščita pred prenapetostjo komutacije tiristorskega elementa. 5.5 Zaščita pred okvaro tiristorske komponente. Hitro delujoča varovalka, ki je zaporedno priključena na tiristorsko komponento, je nameščena najbližje tiristorskemu elementu, z ožičenjem čim krajšim, da se zagotovi zaščita tiristorja pred komutacijo.
5.6 Zaščita pred okvaro tiristorske komponente. Za zaščito se uporablja hitrodelujoča varovalka. Ko pregori ena hitrodelujoča varovalka, se ustrezni komponenti roke pošlje indikator napake; ko pregorita dve hitrodelujoči varovalki, se impulz blokira.
5.8 Zaščita pred preobremenitvijo in alarm za preobremenitev. Ko pride do kratkega stika v obremenitvi ali ko tok preseže 105 % nazivne vrednosti, se v PLC pošlje signal za zaščito pred preobremenitvijo in sproži se alarm. Ko tok obremenitve preseže 110 % nazivne vrednosti, sistem odda alarm za preobremenitev in se izklopi. (Nastavitve je mogoče prilagoditi v krmilnem sistemu gostiteljskega računalnika).
5.9 Zaščita pred pregrevanjem. Termočleni spremljajo temperaturo vode v obtoku, zbrani analogni signal pa se pošlje v PLC. Ko temperatura izhodne hladilne vode preseže nastavljeno vrednost, PLC sproži alarm za pregrevanje. (Nastavitve je mogoče prilagoditi v krmilnem sistemu gostiteljskega računalnika).
5.10 Zaščita pred podtlakom. Na glavni dovodni cevovod iz nerjavečega jekla je nameščen tlačni oddajnik. Zbrani analogni signal se pošlje v PLC. Ko je tlak dovodne vode pod 0,1 MPa ali je oskrba z vodo prekinjena, PLC odda alarmni signal za nizek tlak vode. (Nastavljeno vrednost je mogoče nastaviti v krmilnem sistemu gostiteljskega računalnika).
5.11 Sistem za spremljanje alarma za okvaro varovalke: Trenutno stanje delovanja vseh hitro delujočih varovalk se prek komunikacije prek naprave za zaznavanje varovalk sporoči PLC-ju. Skupni alarmni signal se prav tako sporoči PLC-ju prek para pasivnih kontaktov. Stanje delovanja vseh hitro delujočih varovalk v opremi se prikaže na zaslonu na dotik in gostiteljskem računalniku. V primeru okvare je mogoče hitro najti lokacijo poškodovane varovalke. Zelen zaslon označuje normalno delovanje, rdeči alarm pa okvaro, kar olajša odpravljanje težav.
5.12 Zaščita pred napako povratne zanke izven tokokroga: Ko je signal povratne zanke toka odprt, sistem za stabilizacijo toka samodejno preklopi v delovanje z odprto zanko in pošlje signal napake povratne zanke izven tokokroga v PLC.
VI. Računalniški zaledni sistem Računalniški zaledni sistem lahko v realnem času spremlja in prilagaja napetost in tok usmerniške omare. Prav tako lahko v realnem času spremlja stanje delovanja vsake hitre varovalke, delovno temperaturo vsakega tiristorja, tlak in temperaturo obtočne vode ter temperaturo transformatorskega olja. Parametre zaščite je mogoče nastaviti in kalibrirati, na voljo pa so tudi vmesniki za parametre procesa elektrolize (napetost na celico, spletno spremljanje pH itd.) in zaščito povezav procesa elektrolize.
