I. Pregled primjene u industriji
Proizvodne linije za elektrolizu aluminija oslanjaju se na velike, konstantne istosmjerne struje za smanjenje glinice. Kao glavna komponenta ispravljačke jedinice,ispravljački transformatorpretvara visoko{0}}izmjeničnu struju u nisko-napon, visoku-struju potrebnu za elektrolitičke ćelije. Ovi transformatori rade kontinuirano pri punom opterećenju-24 sata dnevno,-cijelu godinu-uz značajna harmonijska opterećenja i velike toplinske gubitke. Rješavanje teških radnih uvjeta radionica za elektrolizu-koje karakteriziraju visoke temperature, velika prašina, visok sadržaj harmonika i trajna teška opterećenja-Henan Xintailongposebno je razvio ispravljačke transformatore-velike snage za elektrolizu aluminija. Ove jedinice u potpunosti su u skladu s JB/T 8636, IEC 61378 i industrijskim standardima dizajna, osiguravajući stabilne performanse za vodove istosmjerne elektrolize koji rade na razini od sto-kiloampera.
II. Osnovne radne značajke ispravljačkih transformatora za elektrolizu aluminija
1. Kontinuirani rad pod punim-opterećenjem
Proces elektrolize ne može se prekinuti; oprema radi pod punim opterećenjem svih 8.760 sati u godini, s prekidima rada ograničenim na kratke godišnje remonte. Sustav daje konstantan, masivan istosmjerni-naponski izlaz bez značajnih intervala odmora, uzrokujući kontinuirano stvaranje topline u namotima i jezgri, što zahtijeva stroge granice porasta temperature.
2. Uvjeti ultra-visoke struje/niskog napona s dominantnim gubicima bakra
Uz napone-na sekundarnoj strani od samo nekoliko stotina volti i istosmjerne izlaze u rasponu od 10 kA do 400 kA, nisko{3}}naponski namoti koriste bakrenu foliju ili šuplje vodom-hlađene bakrene cijevi. Visoke gustoće struje unutar namota čine gubitak bakra primarnim izvorom topline.
3. Visoki harmonijski sadržaj i više-fazni-pulsni pomak
Industrijske-standardne konfiguracije koriste više-impulsno ispravljanje (12, 24 ili 48 impulsa); unatoč optimizaciji, dodatni harmonički gubici i dalje postoje. Jednostavnije 6-impulsne jedinice pate od ozbiljnih harmonijskih izobličenja, povećavajući ukupne gubitke opreme za 20%–35% i namećući značajno veće toplinsko naprezanje u usporedbi s ispravljačkim transformatorima opće namjene.
4. Cikličke fluktuacije procesa i kratkoročna-preopterećenja od prenapona
Kratkotrajna -preopterećenja od 1,1 do 1,25 puta od nazivne struje (u trajanju od 1 do 4 sata) javljaju se tijekom operacija izmjene anode i rezanja aluminija; udarne struje mogu doseći 1,75 puta veću nazivnu vrijednost tijekom trenutnih kvarova kratkog-spoja, zahtijevajući da oprema izdrži dugo-cikluse preopterećenja.
5. Teški uvjeti rada radionice
Temperature okoline u postrojenju za elektrolizu kreću se od 40 do 50 stupnjeva tijekom cijele godine-; zrak je ispunjen prašinom aluminijevog oksida i korozivnim plinovima fluorida. Ograničena ventilacija olakšava nakupljanje prašine koja može blokirati kanale za odvođenje topline, povećavajući tako rizik od pretjeranog porasta temperature.
6. Zahtjev za dugo-podesivom regulacijom napona
Kako elektrolitičke ćelije stare i padovi napona na sabirnicama fluktuiraju, ispravljački transformator mora biti opremljen-mehanizmom za regulaciju napona pod opterećenjem koji ima mogućnost širokog-raspona, bezstupanjske prilagodbe sekundarnog izlaznog napona za održavanje konstantne istosmjerne struje za elektrolitičke ćelije.
III. Obvezni tehnički zahtjevi za ispravljačke transformatore za elektrolizu aluminija
(I) Tehničke specifikacije za izolaciju i porast temperature
| Izolacijska struktura | Vrsta hlađenja | Standardni nazivni porast temperature (K) | Porast temperature dizajna elektrolize aluminija (K) | Maks. temperatura vruće{0}}točke |
|---|---|---|---|---|
| Toplinski poboljšani uljni{0}}papir klase A | OFAF prisilno hlađenje zrakom | 65 | Manje ili jednako 55 | 105 stupnjeva |
| Vodeno{0}}hlađeni namot šuplje bakrene cijevi | OFWF hlađenje vode-uljem | 65 | Manje ili jednako 38 | 95 stupnjeva |
| Suha lijevana smola klase H (mala pilot ćelija) | AF prisilno hlađenje zrakom | 100 | Manje od ili jednako 70 | 180 stupnjeva |
Ograničenja porasta temperature:
1. Za 24-pulsne jedinice i više:Granice porasta temperature smanjene su za 5–10K; za male 6-pulsne ispitne elektrolitičke ćelije, ograničenja su smanjena za 15–20K.
2. Ako okolina biljke stalno prelazi 45 stupnjeva:Granice porasta projektirane temperature dodatno su smanjene za 5K, a sustav za odvođenje topline mora se prisilno povećati.
3. Ispravljački transformatori za aluminijsku elektrolizu Henan Xintailong uključuju sigurnosnu granicu od 18–25K u tvorničkim testovima porasta temperature kako bi se prilagodili kontinuiranim toplinskim opterećenjima-tijekom cijele godine.
(II) Obavezni tehnički zahtjevi za sustav hlađenja
1. Standardni OFAF (prisilna cirkulacija ulja, hlađenje zrakom):Standardno za jedinice-elektrolize velike snage; ima dvostruke-redundantne ventilatore za hlađenje koji omogućuju dugotrajan-rad pri 70% nazivnog opterećenja čak i ako jedan ventilator otkaže; brzina ventilatora se automatski prilagođava na temelju temperature namotaja.
2. OFWF (uljno-vodeno hlađenje) za jedinice ultra-velikog kapaciteta:Vodeno hlađenje putem šupljih bakrenih cijevi u nisko-naponskim namotima izravno uklanja toplinu generiranu visokim-strujnim gubicima bakra, održavajući porast temperature namota unutar 40 K; pogodan za ultra-velike vodove elektrolize preko 300kA.
3. ONAN (ulje-samohlađene-strukture) su zabranjene; prirodna disipacija topline ne može ispuniti zahtjeve za rad pod punim-opterećenjem tijekom cijele godine.
(III) Tehnički zahtjevi za harmonike i namota-promjene faza
1. Veliki vodovi za elektrolizu preko 100kA:Moraju koristiti fazno{0}}ispravljačke transformatore s 24 impulsa ili više; THDi Manje od ili jednako 5% za suzbijanje harmoničkih gubitaka i onečišćenja mreže.
2. Namoti koriste fazni{2}}pomak sekundarne strukture više-namota od 30 stupnjeva za poništavanje harmonika niskog-reda (5., 7., 11. i 13.).
3. Konstrukcija jezgre koristi visoko{1}}silicijske čelične ploče s niskim-gubicima s gustoćom magnetskog toka smanjenom za 10% kako bi se kompenzirali dodatni gubici željeza uzrokovani harmonicima.
4. Xintailong nudi prilagodljive namotaje s više-faznim-pomicanjem; kada više ispravljačkih jedinica radi paralelno, postiže se međusobno poništavanje harmonika, čime se smanjuju investicije potrebne za kompenzaciju jalove snage na lokaciji postrojenja.
(IV) Tehnički uvjeti za strukturu regulacije napona
Svi industrijski elektrolitski aluminijski ispravljački transformatori opremljeni su-izmjenjivačima napona (OLTC) s rasponom regulacije napona od ±15% ili većim i finim-koračnim podešavanjem kako bi se zadovoljile potrebe regulacije napona tijekom životnog ciklusa elektrolitičke ćelije; krug regulacije napona neovisno je oklopljen kako bi se spriječilo da magnetska polja visoke{3}}struje ometaju stabilan rad sklopke.
(V) Tehnički uvjeti za zaštitu, otpornost na koroziju i strukturu
1. Kućište i spremnik za ulje koriste zadebljane čelične ploče s dvo-slojnim (unutarnjim i vanjskim) anti{2}}korozijskim epoksidnim premazima za otpornost na koroziju izazvanu kiselim fluoridnim plinovima;
2. Kanali za rashladni zrak opremljeni su odvojivim filtrima za prašinu kako bi se olakšalo povremeno uklanjanje prašine od glinice i spriječilo začepljenje kanala i nakupljanje topline;
3. Jezgra i namoti su kruto stegnuti i ojačani kao jedna cjelina kako bi se potisnule elektromagnetske vibracije uzrokovane visokim strujama i spriječilo labavljenje namota koje bi moglo dovesti do lokaliziranih vrućih točaka;
4. Visoko{1}} i nisko{2}}naponske izolacije imaju poboljšano brtvljenje kako bi se spriječilo prodiranje korozivnih plinova u izolacijski sloj i ubrzavanje starenja.
(VI) Tehnički uvjeti za mjerenje temperature i inteligentni nadzor
1. PT100 senzorski elementi za temperaturu ugrađeni su na više točaka-uključujući visoko-naponske namote, nisko-naponske bakrene folije/vodom-bakrene cijevi s hlađenjem i gornju uljnu zonu-za pružanje 24-satnog online praćenja porasta temperature u stvarnom vremenu;
2. Alarm previsoke temperature i logika okidanja visoke-temperature su konfigurirani:upozorenja se izdaju kada temperature namota prijeđu projektirana ograničenja, dok se automatsko smanjenje opterećenja i zaštita od isključivanja pokreću ako temperature vrućih-točaka prijeđu kritične granice;
3. Podržana je daljinska komunikacija, što omogućuje integraciju s DCS-om (Distribuirani sustav upravljanja) elektrolitičke radionice za objedinjeno praćenje radnog statusa cijele serije ispravljačke opreme.
(VII) Tehnički zahtjevi za sposobnost podnošenja-kratkog spoja
Oprema mora izdržati kratkotrajan-udar-kratkog spoja od 1,75 puta veće od nazivne struje; mehanička čvrstoća namota i toplinska stabilnost izolacije moraju biti u skladu sa standardima ispitivanja kratkog-spoja GB 1094, osiguravajući da nakon kratkog-spoja ne dođe do deformacije namota ili oštećenja izolacije.
IV. Ekskluzivne tehničke prednostiHenan XintailongTransformatori ispravljača za elektrolizu aluminija
1. Ekstra-velika redundantnost porasta temperature: Dizajniran za kontinuirani rad s velikim-opterećenjima tijekom cijele godine, sigurnosna margina za porast temperature premašuje industrijske standarde za 8–10K, učinkovito sprječavajući pregrijavanje i starenje tijekom dugotrajnog-rada;
2. Prilagođeni vodo{1}}nisko{2}}naponski namoti hlađeni bakrenom folijom: jedinice ultra-visoke-struje koriste šuplje vodom-bakrene cijevi hlađene niskonaponske-namote, značajno smanjujući gubitke bakra i porast radne temperature;
3. Redundantni sustav hlađenja: ima dvostruke neovisne krugove hlađenja; kvar u jednom krugu ne utječe na rad osnovne jedinice, osiguravajući neprekinutu proizvodnju na liniji elektrolize;
4. Integrirana struktura -otporna na koroziju i -prašinu: prilagođena za korozivna, prašnjava okruženja radionica za elektrolizu, čime se produžuju intervali održavanja opreme;
5. Sveobuhvatna više{1}}pulsna fazno-rješenja za pomicanje: Nudi-prekidnu opskrbu 24/48-impulsnih faznih ispravljačkih transformatora za smanjenje harmoničkih gubitaka i ukupne potrošnje energije postrojenja;
6. Potpuno certificirano: dostupan je CE certifikat, pogodan za izvoz u inozemne projekte elektrolitičkog taljenja aluminija.
V. Zabrane dizajna i odabira
1. Strogo zabranjeno za velike-linije za proizvodnju elektrolitičkog aluminija: jednostavni 6-pulsni ispravljački transformatori; uzrokuju prekomjerne harmoničke gubitke i kronične poremećaje porasta temperature, drastično skraćujući životni vijek opreme;
2. Zabranjeno za seriju elektrolize koja prelazi 200kA: samo{2}}ili standardni zrakom{3}}hlađeni suhi-ispravljački transformatori; njihov kapacitet rasipanja topline je nedovoljan za rukovanje toplinom koju stvaraju tako visoke struje;
3. Nemojte primjenjivati standarde dizajna za opće kemijske ili galvanizirane ispravljačke transformatore; oni ne uzimaju u obzir radne uvjete kontinuiranog, punog-opterećenja elektrolize aluminija, što rezultira neadekvatnim granicama porasta temperature;
4. Kapacitet hlađenja ne smije se smanjivati za radionice elektrolize sa slabom ventilacijom ili visokim temperaturama okoline; time riskirate gašenje zbog pregrijavanja tijekom ljeta;
U-uljni-uronjeni transformatori opće namjene bez premaza protiv-korozije i-prašine strogo su zabranjeni za izravnu upotrebu u radionicama za elektrolizu; kisela prašina može brzo nagrizati izolaciju i metalne strukture.
