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30 轻 金 属2011年第1期2010-06-08铝电解系列全电流开/停槽技术(上)杨涛(贵阳铝镁设计研究院,贵州贵阳550083)摘 要:介绍了电解铝系列的设计和生产特点,从理论上分析了现有条件下进行系列全电流开/停槽的困难,以及需要解决的核心问题,并据此提出技术方案、方案实施时的具体步骤和各状态下电流、电势的转移情况。
关键词:电势;电流;状态分解;电压等级;各通路电流变化中图分类号:TF821 文献标识码:B 文章编号:1002 1752(2011)01 30 3The technol ogy pri nci ple to start up and shutdown pots under full a mperage(Part A)YANG Tao(Gu i y ang A lum inium M agnesium Design and R esearch Instit u te,Guiyang550083,China)A bs tract:Th is paper i ntroduced t he design and p roduction feat u res of potli n e and t heoreti call y concl uded the diffi cu lti es for st arti ng up and s hutti ng do w n pots und er f u ll a mp erage under the existi ng cond i ti on s and t he key proble m s needed t o be s o l ved.Then,t h is paper gave t he technical proposa,l specific p ro cedures f or i m ple m enti ng t h e p roposal and the trans iti on cond iti on of cu rren t and el ectric poten tial under a ll cond iti ons.K ey words:el ectric pot en tia;l current;cond i ti on deco m position;vo l tage grade;cu rren t vari ation of respective ci rcu i ts对系列全电流开/停槽技术的迫切需求是由电解铝系列设计和生产特点所决定的。
铝电解槽不停电开停槽装置
我公司电解槽不停电开停槽装置技术指标优良，不仅动作可靠、同步性好、运行稳定，短路口无任何火花或火星，而且操作简单和安全。
本装置的应用使得各电解铝企业获得了显著的经济效益和社会效益。
该装置于2008年7月通过行业鉴定，鉴定结论达到国际领先水平。
并于2010年1月获得有色金属行业科技进步一等奖。
该装置将多样化的换流开关与液力操作机构整合为一体，已形成技术成熟的定型系列产品，涵盖了目前国内从160-600KA各种槽型。
✓适用于所有槽型；
✓已推广应用30套，应用在16个电解厂的超过30个生产系列中；✓在启/停槽期间保持全电解槽系列的全电流工作状态，减少无功电力消耗，增加在同等时间内的出铝量。
装置原理：
设备配置：
电解槽不停电短路装置
铝电解不停电开（停）槽装置主要业绩：。
赛尔开关设备技术说明1、设备说明及主要技术参数1.1设备说明铝电解槽系列不停电停开槽装置是铝电解投产启动和大修电解槽的关键技术装备，是铝电解槽技术的组成部分，是铝电解槽技术经济指标能否实现的技术因素之一。
在铝电解槽的阴、阳极之间接入开关，闭合开关使之形成与电解槽阴、阳极的并联电路，实现对电解槽电流的分流。
停槽时，闭合原处于断开状态的铝电解槽短路母线，电解槽上的电流被短路母线旁路，实现停槽；开槽时，断开原处于闭合状态的铝电解槽短路母线，电流从电流槽流过，实现开槽。
停、启槽完成后，断开并移出开关。
不停电停、启槽方法原理见图1。
成套设备配置方案示意图见图2，赛尔开关安装示意图见图3：1、阴极母线出线；2、阴极母线；3、铝电解槽；4、铝电解槽短路母线；5、开关；6（7）、连接母线；8、控制电缆；9、开关控制柜；10、阳极母线；11、槽电压表图1 铝电解系列开关分流不停电停、启槽方法原理图图2 成套设备配置方案示意图图3 赛尔开关安装示意图1.2设备主要技术参数●额定工作电压：0-10VDC●额定工作电流：400KA●对地绝缘耐压：≥1500V●额定工况下，单台开关本体压降：≤200mV●主触头使用寿命：≥1000次●灭弧触头使用寿命：≥500次●工作环境温度：-30℃– 100℃●最大连续通流时间（停、开槽）：30分钟●多台开关闭合和断开不同步时间：≤20mS●外形尺寸及形状: 满足现场安装需求●防磁性能要求能够保证400kA电流现场使用需要●设备具有良好的绝缘性能，绝缘值>2MΩ●控制系统PLC采用A-B公司产品●自动检测及保护：过压、欠压、同步保护●所有操作数据必须进行可靠保存3个月以上，以便于查询。
2、设备的基本功能和特殊功能2.1 设备的基本功能铝电解槽系列不停电停开槽装置是郑州中实赛尔科技有限公司经过多年的努力开发的铝电解系列不停电停（开）槽的专业设备，该设备可完美实现电解槽在系列不停电（全电流）状态下停、开电解槽，设备应具备防磁性能，具备良好的绝缘性能和耐高温性能，满足系列全电流现场使用需要。
《铝电解系列不停电停、开槽方法》行业标准编制说明1任务来源铝电解系列不停电停、开槽方法（以下简称该方法）是2006年研制成功的高新技术。
该技术攻克了长期以来铝电解槽单台投运（开槽）、检修（停槽）必须全系列停电的世界性技术难题。
2006年11月该方法技术及应用于该方法的装置(赛尔开关)通过了中国有色金属工业协会的科技成果鉴定，整体水平达到了世界领先水平。
该方法经过近两年的不断完善，取得了很好的应用效果，获得了一整套完整的技术资料和应用经验。
目前该方法及其装置已应用于国内外近三十余家电解铝企业，取得了巨大的节能降耗和减少有害气体排放的效果，经济效益显著，具有广泛的推广应用价值。
目前，该方法及其装置执行的标准是由郑州中实赛尔科技有限公司和河南中孚实业股份有限公司共同制定的企业标准，为了进一步规范该方法的应用和推广提供标准支持，2008年3月，郑州中实赛尔科技有限公司向全国有色金属标准化技术委员会提出了制定该方法标准的申请。
该技术包括两种方法：方法一，铝电解系列开关分流不停电停、开槽方法。
在电解槽阴、阳极之间并联开关装置，开关闭合后，在开关分流保护下，进行短路口操作，实现不停电停、开槽。
该方法由整套的设备来完成，操作方便，安全可靠，运行成本低，可应用于当前各种容量的铝电解槽型。
方法二，铝电解槽系列变电阻自熔断分流不停电停、开槽方法。
开槽时，在电解槽阴、阳极之间并联上变电阻自熔断分流装置（以下简称熔断器），断开电解槽短路母线后，熔断器流过的电流使其温度上升，电阻增大，随着热量的聚集，最终使熔断器熔断，从而实现开槽。
该方法操作简便，装置简单，使用成本较高。
起草单位情况河南中孚实业股份有限公司河南中孚实业股份有限公司成立于1993年12月，目前总资产40亿元，员工4000余人，工程技术人员800多人，其中工程师以上技术人员80多人（含教授级高工6人），为铝电合一的电解铝企业，现有装机容量87万千瓦，电解铝生产能力41万吨/年。
住房和城乡建设部公告第494号――关于发布国家标准《铝电解系列不停电停开槽设计规范》的公告
文章属性
•【制定机关】住房和城乡建设部
•【公布日期】2014.07.13
•【文号】住房和城乡建设部公告第494号
•【施行日期】2015.05.01
•【效力等级】部门规范性文件
•【时效性】失效
•【主题分类】标准定额
正文
住房和城乡建设部公告
（第494号）
关于发布国家标准《铝电解系列不停电停开槽设计规范》的公告现批准《铝电解系列不停电停开槽设计规范》为国家标准，编号为GB51010-2014，自2015年5月1日起实施。
其中，第3.0.3条为强制性条文，必须严格执行。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
住房城乡建设部
2014年7月13日。
500KA电解槽不停电开关技术要求设备名称：500KA电解槽不停电开关设备功能：电解槽在不停电状态下实现停、开单台电解槽，具备防磁性能，具备良好的绝缘性能和耐高温性能，满足系列全电流现场使用需要。
需用数量：1台套。
供应商资质：1.通过CE认证，并取得相关认证证书。
2.具有400KA以上电解槽不停电开关销售业绩5家以上。
设备运行环境自然条件:极限最高气温 150℃极限最低气温 -30℃年平均相对湿度 58﹪年平均大气压力 1kPa海拔标高： 500 m地震烈度 7 度500kA电解槽不停电停开槽设备工作环境:环境温度为120℃环境空气中含有氧化铝粉尘、碳粒粉尘、氟化氢气体、沥青烟等设备主要技术参数1.额定工作电压：0-10VDC2.额定工作电流：500KA3.对地绝缘电压：≥1500V4.额定工况下，单台分流器本体压降：≤40mv5.主触头使用寿命：≥800次6.灭弧触头使用寿命：≥200次7.工作环境温度：-30℃– 120℃8.最大连续通流时间（停、开槽）：45分钟9.6个短路口开关同步性：≤10mS10.外形尺寸及形状: 满足现场安装需求防磁性能要求能够保证500kA电流现场使用需要；11.所有操作数据必须进行可靠保存3个月以上。
12.设备的颜色以铝行业相关设备通用颜色为准。
供货范围提供整机全套500kA电解槽不停电停开槽设备。
每套包括智能控制柜、连接电缆等辅助设施。
每套500kA设备的供货明细表序名称规格型号单位数量备注号1 500kA电解槽不停电开关台 62 卡具无磁不锈钢套 63 外部连接铝（L2）套 6序名称规格型号单位数量备注号4 控制柜台 15 控制电缆16×2.5mm2根 66 电源电缆3×2.5mm2根 17 专用工具——套 18 防尘罩普通帆布个7备品备件（1）质保期（24个月或开关动作400次）内必需的备品备件（1套设备用）序号设备名称单位数量用途备注1 备用触头个 6 灭弧2 备用触头个 6 灭弧3 控制电缆根 2 控制（2）三年运行所需的备品备件（1套设备用）序号设备名称单位数量用途备注1 备用触头个9 灭弧2 备用触头个9 灭弧3 控制电缆根 6 控制其他附属材料及工具清单（两套设备用）序号专用工具名称单位数量用途及要求备注1 绝缘撬杠套16 操作短路口2 吊带件 4 吊装开关乙方按合同要求提供必要的备品备件和专用工器具，备品备件和专用工器具的价格包括在合同总价中。
