способ питания током серии электролизеров

Формула изобретения

Способ питания током серии электролизеров, соединенных шинами, включающий подвод тока к электролизной серии от преобразовательной подстанции, содержащей ряд параллельно соединенных между собой выпрямителей, отличающийся тем, что один из выпрямителей подключают непосредственно перед одним или несколькими электролизерами, на которых необходимо повысить силу тока от ее первоначальной величины, и устанавливают напряжение, необходимое для упомянутого повышения силы тока, при этом одновременно повышают напряжение на остальных выпрямителях для обеспечения неизменного значения первоначальной величины силы тока в электролизной серии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электрометаллургии и может быть использовано при производстве алюминия в сериях последовательно включенных электролизеров.

На заводах по производству алюминия электролизеры размещают в корпусах и соединяют между собой последовательно в электролизную серию, питающуюся постоянным электрическим током (50000-200000 А) от одного общего источника тока (преобразовательной подстанции). Серию обычно питает током группа из нескольких параллельно соединенных преобразовательных агрегатов (выпрямителей). Число агрегатов в группе определяется той силой тока, которую нужно иметь на серии. Поскольку электролизеры серии соединены последовательно, сила тока на каждом из них одинакова. В серии могут выделяться так называемые корпуса - группы электролизеров с одинаковым их числом. Обычно в серии выделяют два корпуса.

При модернизации электролизеров Содерберга с увеличением площади анодов, с вводом в эксплуатацию электролизеров с обожженными анодами возникает необходимость повысить силу тока на один электролизер или группу электролизеров в одной технологической линии корпуса.

Известен способ питания током нескольких серий алюминиевых электролизеров, включающий подачу тока к каждой серии от автономной преобразовательной подстанции, в котором дополнительную подпитку электрическим током электролизеров одной серии осуществляют путем подвода к ним электрического тока от преобразовательной подстанции, питающей электролизеры другой серии (через дополнительный шинопровод), при этом на последней подстанции соответственно повышают напряжение (описание к авт. свид. 514918, МПК С 25 С 3/16, опубл. 25.05.76. БИ 19).

Известный способ не позволяет регулировать величину тока подпитки и, следовательно, не дает возможность повысить силу тока на требуемую величину. Кроме того, на экономичности способа отрицательно сказываются излишние затраты на шинопровод, а также большие трудозатраты, связанные с регулированием напряжения на преобразовательной подстанции.

Известен способ питания серии электролизеров, соединенных шинами, включающий подачу тока к электролизной серии от преобразовательной подстанции, содержащей ряд параллельно соединенных между собой выпрямителей, в котором для дополнительной подпитки электрическим током одного или нескольких электролизеров в серии, подачу тока к ним осуществляют от дополнительного подпиточного агрегата, который подключают параллельно к тем электролизерам, на которых необходимо повысить силу тока (установка описана в авторском свидетельстве СССР 514918, колонка 1, с. 8-19).

К недостаткам известного способа следует отнести его низкую экономичность, связанную с большими капитальными затратами, необходимыми для строительства специальной преобразовательной подстанции, а также с дополнительными потерями электроэнергии на преобразование и излишними эксплуатационными расходами на обслуживание.

Заявляемое изобретение направлено на разработку простого и экономичного способа питания током серии электролизеров, обеспечивающего возможность повышения силы тока на требуемую величину на одном или нескольких отдельных электролизерах серии.

Отмеченный выше технический результат достигается способом питания током серии электролизеров, соединенных шинами, включающем подвод тока к электролизной серии от преобразовательной подстанции, содержащей ряд параллельно соединенных между собой выпрямителей, в котором один из выпрямителей подключают непосредственно перед одним или несколькими электролизерами, на которых необходимо повысить силу тока от ее первоначальной величины, и устанавливают напряжение, необходимое для упомянутого повышения силы тока, при этом одновременно повышают напряжение на остальных выпрямителях для обеспечения неизменного значения первоначальной величины силы тока в электролизной серии.

Сущность заявляемого изобретения состоит в следующем.

Проведенные исследования показали, что подпитку отдельных электролизеров или групп электролизеров можно осуществить, подключив один из выпрямителей преобразовательной подстанции непосредственно перед данными электролизерами и установив на нем напряжение, обеспечивающее требуемую величину тока подпитки, при одновременном повышении напряжения на остальных выпрямителях для обеспечения неизменного значения первоначальной величины силы тока в электролизной серии. Эксперименты подтвердили, что разработанный способ позволяет, во-первых, обеспечить повышение силы тока на конкретном электролизере (группе электролизеров) на заданную величину и, во-вторых, существенно снизить как эксплуатационные, так и энергозатраты на реализацию способа.

Способ может быть пояснен чертежом, на котором изображены электролизеры (1. ..-1_n-k...-1_n), размещенные соответственно в первом (2) и втором (3) корпусах и объединенные в электролизную серию. Подача электрического тока к серии осуществляется от преобразовательной подстанции (4), содержащей параллельно соединенные между собой выпрямительные агрегаты (5).

Способ осуществляют следующим образом.

Для повышения силы тока на электролизерах, размещенных во втором корпусе, положительный полюс одного из выпрямителей, например (5а), подключают перед указанными электролизерами (в точке А). На указанном выпрямителе (5а) с помощью трансформатора (не показан) устанавливают напряжение, обеспечивающее заданный ток подпитки. Одновременно на преобразовательной подстанции (4) также повышают напряжение на всех выпрямителях, чтобы обеспечить неизменное значение первоначальной величины силы тока в электролизной серии.

При необходимости повышения силы тока на нескольких электролизерах, размещенных в корпусе, например на электролизерах 1_n-k-1_n, положительный полюс выбранного выпрямителя (5а) подключают в точке Б, то есть непосредственно перед указанными электролизерами.

Ниже приведен пример, подтверждающий возможность осуществления заявляемого изобретения с получением указанного выше технического результата.

Пример.

Заявляемый способ был использован на Кандалакшском алюминиевом заводе при повышении силы тока на 3 кА на электролизерах, размещенных во втором корпусе электролизной серии, схема электроснабжения которой приведена на чертеже.

Подача электрического тока к серии осуществлялась от кремниево-преобразовательной подстанции (КПП), содержащей десять параллельно соединенных между собой выпрямительных агрегатов. Сила тока в серии составляла 75 кА.

Для повышения силы тока на 3 кА на электролизерах (1-1_n), на КПП был выделен отдельный выпрямительный агрегат. В распределительном устройстве постоянного тока 800 в (РУ-800) КПП разъединители постоянного тока выделенного агрегата на "минусе" оставили включенными на систему шин РУ-800, а разъединители на "плюсе" отсоединили от системы шин РУ-800. От разъединителей "плюс" агрегата до узла А на межкорпусном шинном мосту у второго корпуса был проложен подпиточный шинопровод из алюминиевой шины сечением 250х29 мм на стальной эстакаде высотой 7 м. Напряжение серии составляет 740 В, напряжение на втором корпусе составляет 370 В. Таким образом, подпиточный агрегат должен подать на второй корпус, с учетом потерь в элементах схемы, ток силой 3 кА при напряжении 370 В. Для этого на первичной стороне 10КВ подпиточного агрегатного трансформатора ТДНП-25000/10 переключатель диапазонов (переключение без нагрузки) установлен на 2-ой диапазон, а переключатель под нагрузкой РПН на 4-7 ступень с таким расчетом, чтобы напряжение на выпрямителе обеспечивало подпиточный ток 3 кА. Напряжение на остальных выпрямителях регулируют аналогичным образом, чтобы обеспечить неизменную величину силы тока (75 кА) в электролизной серии.

Таким образом, заявляемое изобретение успешно решает задачу создания простого и экономичного способа питания током серии электролизеров, позволяющего с минимальными затратами осуществить работу необходимого числа электролизеров серии на повышенной силе тока.