Taljenje in čiščenje cinka vključujeta dva procesa, odvisno od surovin: elektrolizo cinka in elektrolizo pridobivanja cinka. Usmerniška oprema je ključna komponenta v tem procesu, ki pomembno vpliva na kakovost in stroške energije proizvedenega cinka. Celoten usmerniški sistem vključuje usmerniško omarico, digitalno krmilno omarico, usmerniški transformator, hladilnik čiste vode, senzorje enosmernega toka in stikala enosmernega toka. Običajno je nameščen v zaprtih prostorih v bližini elektrolitske celice, uporablja hlajenje s čisto vodo in ima vhodne napetosti 35 kV in 10 kV.
I. Vloge
Ta serija usmerniških omar se uporablja predvsem v različnih vrstah usmerniške opreme in avtomatiziranih krmilnih sistemih za elektrolizo 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: Vrsta povezave se običajno izbere glede na tolerance enosmerne napetosti, toka in omrežnih harmonikov. Dve glavni kategoriji sta dvojna anti-zvezdasta in trifazna mostična povezava, s štirimi različnimi kombinacijami: šestpulzna in dvanajstpulzna povezava.
2. Visokozmogljivi tiristorji se uporabljajo za zmanjšanje števila vzporednih komponent, poenostavitev strukture omare, zmanjšanje izgub in lažje vzdrževanje.
3. Komponente in hitro taljive bakrene vodila uporabljajo posebej zasnovane profile kroženja vode za zadostno odvajanje toplote in daljšo življenjsko dobo komponent.
4. Komponentno stiskanje ima tipično zasnovo za uravnoteženo fiksno silo in dvojno izolacijo.
5. Za notranje vodovodne povezave se uporablja uvožena ojačana prozorna mehka plastična cev, odporna 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, z dovodno in izhodno ožičenjem, zasnovanim glede na zahteve uporabnika.
9. Ta serija usmerniških omar uporablja digitalni industrijski krmilni sistem za sprožilni nadzor, ki omogoča opremi ...
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°. Odlikuje ga močna sprožilna valovna oblika, fazna asimetrija ≤ ±0,3°, območje faznega premika 0~150° in enofazna sinhronizacija izmeničnega toka. Dosežena je visoka simetrija impulzov.
3. Upravljanje: Upravljanje s tipkami na dotik omogoča zagon, 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
IV. Tabela tehničnih parametrov elektrolitskega usmernika
Glavne specifikacije, električni parametri in dimenzije usmerniških enot za elektrolizo
Uvod v napajanje z elektrolizo cinka
Napajalniki z elektrolizo cinka so običajno nizkonapetostni, visokotokovni, konstantno nastavljivi enosmerni napajalniki.
Vzemimo za primer ustrezno usmerniško omarico: KGHS-18KA/165V:
I. Glavna oblika sistema: Dvojna anti-zvezdasta, istofazna, vzporedno-vzporedna tiristorska usmerjevalna metoda. Vsaka usmerniška enota je sestavljena iz enega transformatorja s preklopom odcepov pod obremenitvijo in ene omare tiristorskega usmernika 18KA, ki tvorita 6-fazni usmernik. Dve enoti lahko tvorita 12-pulzni sistem.
II. Metoda regulacije napetosti: Groba nastavitev avtotransformatorja pod obremenitvijo, fina nastavitev s tiristorsko fazno krmiljeno regulacijo napetosti; usmerniška enota je opremljena z ročnim in avtomatskim nastavljanjem območja stikala pod obremenitvijo. Samodejna nastavitev temelji na kotu krmiljenja v območju 5–25 stopinj (za različne pogoje uporabe lahko uporabniki sami nastavijo vrednost delovanja stikala pod obremenitvijo na krmilnem sistemu gostiteljskega računalnika in zaslonu na dotik).
III. Parametri usmernika:
Model usmerniškega transformatorja: ZHPPS-4000/10
Območje regulacije napetosti: 65 % - 105 %
Število impulzov: 6 impulzov na enoto.
Število stopenj regulacije napetosti: 9-stopenjska regulacija s preklopnikom odtokov pod obremenitvijo.
IV. Krmiljenje in zaščita usmerniške omare:
4.1 Priključki vodnega tokokroga za vodne hladilnike usmerniških elementov, roke usmerniških mostičkov in roke hitro delujočih talilnih mostičkov uporabljajo znanstvene metode povezovanja za zmanjšanje elektrokorozije. Uporabljajo se cevi iz nerjavečega jekla, vse vodne šobe pa so pritrjene z vijaki iz nerjavečega jekla, da se zagotovi delovanje brez puščanja v vročih pogojih. Prirobnični priključki se uporabljajo tam, kjer sta montaža in demontaža enostavni.
4.2 Čisto vodno hlajenje glavne usmerniške omare: Glavni razdelilnik hladilne vode je izdelan iz nerjavečega jekla. Vsaka omara ima eno dovodno in eno odvodno cev za vodo. Vsi vodni tokokrogi so povezani 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 enostavne in hitre za demontažo.
4.3 Zagotovite, da imajo komponente usmernika zadosten kontaktni tlak, da imajo usmerniške roke zadostno mehansko trdnost, ekonomično gostoto toka in dober hladilni učinek.
4.4 Zaščita glavnega tokokroga pred prenapetostjo. Potrebna je za učinkovito absorpcijo obratovalnih in atmosferskih prenapetosti ter za učinkovito absorpcijo prenapetosti zaradi udara strele, da se zagotovi varno delovanje proizvodnje.
4.5 Zaščita pred prenapetostjo komutacije tiristorskega elementa. RC komponente z ustreznimi parametri kapacitete namestite čim bližje tiristorskemu elementu in poskrbite, da bodo ožičenja čim krajša za zaščito pred absorpcijo tiristorske komutacije RC.
4.6 Zaščita tiristorskega elementa pred okvaro. Za zaščito uporabite hitrodelujoče varovalke, ki so zaporedno povezane s tiristorskim elementom. Ko pregori ena hitrodelujoča varovalka, se sproži indikator okvare ustreznega tiristorskega elementa; ko pregorita dve hitrodelujoči varovalki, se impulz blokira.
4.8 Zaščita pred preobremenitvijo in alarm za preobremenitev. Ko pride do kratkega stika v obremenitvi ali ko tok preseže 105 % nazivne vrednosti, se na PLC pošlje signal za zaščito pred preobremenitvijo in sproži se alarm. Ko tok obremenitve preseže 110 % nazivne vrednosti, sistem sproži alarm za preobremenitev in se izklopi. (Nastavitve je mogoče prilagoditi v krmilnem sistemu gostiteljskega računalnika).
4.9 Zaščita pred pregrevanjem. Termočleni spremljajo temperaturo vode v obtoku, zbrani analogni signali pa se pošiljajo v PLC. Ko temperatura izhodne hladilne vode preseže nastavljeno vrednost, PLC sproži alarm za pregrevanje. (Nastavitve je mogoče prilagoditi v krmilnem sistemu gostiteljskega računalnika).
4.10 Zaščita pred podtlakom. Na glavni dovodni cevi iz nerjavečega jekla je nameščen tlačni oddajnik, zbrani analogni signali pa se pošljejo v PLC. Ko je vhodni tlak pod 0,1 MPa ali je oskrba z vodo prekinjena, PLC odda alarmni signal za podtlak. (Nastavitve je mogoče prilagoditi v krmilnem sistemu gostiteljskega računalnika).
4.11 Sistem za spremljanje alarma okvare varovalke: Trenutno stanje delovanja vseh hitro delujočih varovalk se prek komunikacije prek naprave za zaznavanje varovalk sporoči PLC-ju. Skupni alarmni signal se prek para pasivnih kontaktov sporoči tudi PLC-ju. Stanje delovanja vseh hitro delujočih varovalk v napravi se prikaže na zaslonu na dotik in gostiteljskem računalniku. V primeru okvare je mogoče hitro najti lokacijo poškodovane hitro delujoče varovalke. Zelen zaslon označuje normalno delovanje, rdeč alarm pa označuje okvaro, kar olajša odpravljanje težav. 4.12 Zaščita pred okvaro povratne zanke. Ko je signal povratne zanke o toku odprt, sistem za stabilizacijo toka samodejno preklopi v delovanje z odprto zanko in pošlje signal okvare povratne zanke o koncu tokokroga PLC-ju.
V. 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 prilagoditi, na voljo pa so tudi vmesniki za parametre procesa elektrolize (napetost na celico, spletno spremljanje pH itd.) in zaščito povezav procesa elektrolize.
