電解整流裝置的運行及維護

黎建新，楚湘葵

(1. 中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530029； 2.中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司 大新錳礦分公司，廣西 大新 532315)

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科技

電解整流裝置的運行及維護

黎建新1，楚湘葵2

(1. 中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530029； 2.中信大錳礦業(yè)有限責(zé)任公司 大新錳礦分公司，廣西 大新 532315)

電解整流裝置在電解金屬錳的生產(chǎn)過程中起著非常重要的作用，由于設(shè)備操作中使用不當和維修不妥造成設(shè)備故障率升高，從而影響電解產(chǎn)品質(zhì)量，增加電耗成本。介紹了整流裝置在運行過程中的檢測方法和要求，以及實際維修技巧等。

整流裝置；使用；監(jiān)測；狀態(tài)維修

在電解二氧化錳、電解金屬錳等大型電解行業(yè)，都離不開其關(guān)健設(shè)備——電解整流裝置。該設(shè)備為電解持續(xù)輸出穩(wěn)定的大功率直流電源。其設(shè)備運行的可靠性，對產(chǎn)品質(zhì)量、電耗成本等影響巨大。在實際運行當中，由于使用不當，或監(jiān)測不到以及維修問題，故障率升高而導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量下降，電耗成本增加。本文針對電解整流裝置如何正確使用、定期檢測和狀態(tài)維修進行分析介紹。使電解整流裝置設(shè)備發(fā)揮最佳功效，同時保障電解產(chǎn)品質(zhì)量，降低消耗成本，延長整流裝置的使用壽命。為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟利益。

1 整流裝置運行與檢修的差異

由于整流裝置設(shè)備制作方法上不盡相同，進口設(shè)備和國產(chǎn)設(shè)備的制作技術(shù)狀況也有所區(qū)別。國產(chǎn)設(shè)備廠家也因各自廠家技術(shù)與管理水平的差異，加工設(shè)備、加工精度、選材等標準不一，所以整流裝置投入運營后的初始狀態(tài)是有差別的。而現(xiàn)實中維護檢修具有一定的盲目性和強制性。由于定期檢修是單純以時間為基礎(chǔ)的，它既不考慮設(shè)備的初始狀態(tài)的千差萬別，也不考慮設(shè)備在不同條件下運行狀態(tài)的千變?nèi)f化。因而往往造成設(shè)備的“過度維修”，這不僅浪費了大量的人力和物力，也使供電的可靠性受到影響。其次，外部使用環(huán)境將產(chǎn)生新的故障隱患。整流裝置使用環(huán)境不一樣，環(huán)境對整流裝置的運行狀況產(chǎn)生不同的影響，一是溫度、濕度、污染、日照等，較大影響設(shè)備的使用狀況。二是副水的取用不當，如含腐蝕性液體、泥沙等，對整流裝置的運行帶來潛在的影響。在“過度維修”過程中，由于維修者技術(shù)不佳、工藝不良、頻繁的拆裝就容易造成新的隱患，如絕緣損傷、密封損傷、漏水等等。

再者，耐壓試驗可能對絕緣產(chǎn)生損傷。由于在維修中要對設(shè)備進行耐壓試驗，耐壓時施加的試驗電壓遠高于額定電壓，這有可能在定期維修過程中對絕緣造成不可逆的損傷，不僅會縮短絕緣壽命，而且可能引起事故。結(jié)合以上情況，狀態(tài)維修已引起國內(nèi)電力人員的普遍關(guān)注，即“當修即修，不做無為的維修”。

2 正確使用方法

由于整流裝置的初始狀況和現(xiàn)場的運行狀況有很大差異，怎樣找到他們的共性？怎樣結(jié)合現(xiàn)場實際來滿足生產(chǎn)需要呢？要把使用不當?shù)那闆r進行有效的消減，首先設(shè)備要有過壓、欠壓、過流、缺相和失控等多種保護功能，并有聲光報警。對過壓、欠壓信號的處理是通過檢測判別后，再經(jīng)延時電路處理，只有達到一定要求的過壓和欠壓信號才能產(chǎn)生脈沖封鎖信號，并進行聲光報警，并使設(shè)備停止工作。對于過流、缺相和失控的處理是只要產(chǎn)生了響應(yīng)的故障就產(chǎn)生脈沖封鎖信號，并報警，設(shè)備停止工作[1]。所以，正確使用整流裝置上做到必要的預(yù)防，主要從幾方面考慮。

2.1故障信號檢測電路的核實

一般故障發(fā)生都有顯示反應(yīng)，但必須保證保護系統(tǒng)是否可靠。應(yīng)檢查整流裝置內(nèi)外連線的整齊，無松動或脫落現(xiàn)象，檢查各繼電器的整定值是否正確，燈、音響報警是否正常。故障檢測內(nèi)容及判斷方法如下。

1) 元件故障檢測：可由快速熔斷器指出指示標志，指示元件故障位置，快速熔斷器上觸點動作，同時指示燈指示，報警器報警。

2) 水壓降低及停水指示：整流器正常工作時冷卻水壓應(yīng)0.15 MPa左右，當進水壓力小于0.03 MPa時，電接點水壓表觸點動作，聲、光報警，停水跳閘。

3) 出水溫度過高：整流器元件的溫升通常不能超過45℃，快速熔斷器溫升不能超過70℃。當出水溫度高于允許值時，溫度控制器動作，聲、光報警。

4) 聲、光報警：元件母線溫度超過60℃時發(fā)生。

5) 主回路缺相或欠壓，整流電流過載：整流電流一般整定值為額定電流的1.1倍。大于1.1倍時，電流、電壓繼電器動作，啟動相應(yīng)的中間繼電器，聲、光報警。

6) 整流變壓器、純水冷卻器及油水冷卻器故障：其信號來自各自的保護系統(tǒng)，當出現(xiàn)故障時，啟動相應(yīng)的繼電器，聲、光報警。并保護跳閘。

7) 接地線：檢查有無腐蝕、松脫狀況，接地連接處有無生銹情況，引起接地電阻增大。如有需重新連接地網(wǎng)，在有強烈腐蝕的情況時，應(yīng)采用鍍鋅處理，對于有連接的地方除有螺栓連接外，還需焊接。

8) 接線檢查：由于現(xiàn)場環(huán)境千差萬別，有的地方銅排出現(xiàn)銅綠腐蝕現(xiàn)象，因此對連接處進行表面處理，降低表面粗糙度及導(dǎo)體純度。而二次回路的許多電纜也會出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，應(yīng)檢查焊接處有無脫焊狀況，外引端子處有無松脫現(xiàn)象等。

2.2水路及管道故障檢查

1) 水路管道：檢查管道是否有扭折、彎堵或脫落現(xiàn)象。

2) 用水要求：選用合格的去離子水，進口水溫在5～35℃之間；硬度為德國度6～8；pH值6～8；水壓不小于0.05 MPa，不大于0.2 MPa；水量在進出口循環(huán)水溫差不超過5℃選擇。

3) 水壓試驗：加0.4 MPa壓力，各處應(yīng)無滲漏現(xiàn)象。通水壓時，管內(nèi)不能殘留空氣，否則應(yīng)加壓排出。

4) 整流器副水：建議選用有獨立的，無腐蝕性、無泥沙的專用循環(huán)水源，且常溫。

3 整流裝置的監(jiān)測

對整流裝置進行有效監(jiān)測，能為整流設(shè)備的故障診斷提供比較全面的維修依據(jù)。正因為整流裝置的初始狀況和現(xiàn)場的運行狀況的差異，如采用定期維修，要么維修過剩，要么維修不足，費用增加。只有通過對設(shè)備運行狀態(tài)進行監(jiān)測，以確保設(shè)備安全、穩(wěn)定運行。狀態(tài)監(jiān)測是指通過各種測量、檢測和分析方法，結(jié)合系統(tǒng)運行的歷史和現(xiàn)狀，對設(shè)備的運行狀態(tài)進行評估，并對設(shè)備顯示和記錄，對異常情況進行處理，并為設(shè)備的故障分析診斷、性能評估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，及時消除可能影響整流裝置運行的因素。所以，實時狀態(tài)監(jiān)控有助于保證系統(tǒng)安全運行，及時發(fā)現(xiàn)故障，從而迅速排除以降低維護費用[2]，可達到如下的好處。

能及時維修出現(xiàn)故障或潛在故障，達到設(shè)備原有的可靠性的作用，減少設(shè)備的故障隱患和故障率；提高設(shè)備的可用性，而提高供電可靠性是企業(yè)非常重要的基本考核指標。電氣故障使設(shè)備停運的主要原因，往往占全部停運時間的60%以上；減少設(shè)備運行管理成本，因電氣設(shè)備的大修費用是企業(yè)管理中主要的支出費用，必須以經(jīng)濟效益為中心來指導(dǎo)維修策略的分析選擇。

整流裝置其監(jiān)測主要有幾個方面。

1) 保護繼電器：各保護繼電器在不同負荷下的運行情況，顯示、指示正常。

2) 晶閘管：均流度在不同負荷下均流系數(shù)不低于0.80以下?？捎脺y量各支路快熔兩端毫伏電壓降的方法來測量均流，將個別電流差值大的元件更換或?qū)Q位置，再進行重測，直至合格。

3) 水路管道：每組水支路的進水、出水管溫度用測溫儀或手感流速進行對比，分析有無堵塞發(fā)熱點。

4) 溫度測量：對快熔、元件、匯流排的溫度測量記錄，并作跟蹤對比。

4 整流裝置的狀態(tài)維修

整流裝置在工作運行時受到的電、熱、機械、環(huán)境各不相同，出現(xiàn)缺陷的原因呈現(xiàn)的損耗規(guī)律不會相同，如密封橡膠墊呈現(xiàn)自然老化的規(guī)律，整流裝置投運后在不同負載和不同季節(jié)、不同溫度，仍然會出現(xiàn)這樣和那樣的故障，如通過平常的監(jiān)測和檢查，很容易找到故障點，從而縮短檢修時間，提高設(shè)備的運轉(zhuǎn)率。狀態(tài)維修是改變周期計劃維修觀念，“以預(yù)防為主”的設(shè)備維修方針總是得不到充分的體現(xiàn)。所以，必須從源頭上解決實際存在的問題，為維修人員創(chuàng)造條件，運用正確的理論進行指導(dǎo)和約束，把維修人員的力氣使用在“刀刃”上，樹立“以預(yù)防為主”的維修方針，提高設(shè)備管理水平[3]。下面介紹整流裝置狀態(tài)維修應(yīng)注意的幾個問題。

大電流刀開關(guān)合上后應(yīng)將控制電源斷開，嚴禁在整流柜工作時分斷大電流刀開關(guān)；使用有載分接開關(guān)調(diào)檔升壓或降壓前，應(yīng)先將電流調(diào)下至目前電流值60%，方可調(diào)節(jié)有載分接開關(guān)，有載開關(guān)調(diào)整完畢后，再將電流值調(diào)至需要值；設(shè)備出現(xiàn)故障，響鈴報警時，不要驚慌失措，應(yīng)立即將電流降到零位，并觀察面板上各指示燈，記下故障現(xiàn)象，然后才能停止按鈕，并依次進行報警音響解除，跳閘音響解除，故障復(fù)位。并根據(jù)相關(guān)故障現(xiàn)象，進行檢修；整流變壓器維修時，應(yīng)先斷開高壓開關(guān)，拉開隔離閘刀，合上接地閘刀，再裝好接地線，并在高壓開關(guān)控制柜掛上“有人工作，禁止合閘”的警示牌。整流變壓器的常見故障及處理方法與電力變壓器相同。維修后應(yīng)先清理現(xiàn)場用具、工具，清除雜物，然后將變壓器高低壓端頭及電纜終端擦拭干凈，并將變壓器外殼清洗至見設(shè)備本色，最后要徹底檢查一遍變壓器，做好開車準備。

整流裝置檢修時，應(yīng)先斷開控制柜電源，再斷開整流變壓器電源。檢修主要內(nèi)容如下。

1) 連接可靠性：橋臂和快熔、整流元件應(yīng)可靠連接，如有更換元件更要注意接觸面的平整和導(dǎo)電性，用扭力扳手加固元件。

2) 水路維修：各水管連接處應(yīng)無漏水現(xiàn)象，循環(huán)水路應(yīng)保持通暢。若主柜內(nèi)水溫表急劇升高，則表明循環(huán)水路有堵塞現(xiàn)象，或是副水泵水路有問題。更換水嘴時最好找出水路的管線，用兩壓鉗分別在更換損壞器件的水管兩端，做到能快速更換，也能達到節(jié)省加水的目的。維修后應(yīng)清理好現(xiàn)場，設(shè)備擦拭干凈，做好開車準備。

3) 控制柜檢修：整流裝置控制柜檢修時，應(yīng)先斷開控制柜電源，然后再由電氣專業(yè)人員對內(nèi)部元器件進行相關(guān)檢修維護。

5 結(jié) 語

整流裝置安全正常的運行，要結(jié)合實際情況，制定正確的整流裝置操作規(guī)程，采取行之有效的跟蹤監(jiān)測手段，有針對性的進行狀態(tài)維修。才能使整流裝置設(shè)備運轉(zhuǎn)率發(fā)揮到最大作用，為生產(chǎn)工作打下堅實的基礎(chǔ)。

[1] 甘增俊. 低電壓大電流直流電源性能改進研究[D]. 南昌: 南昌大學(xué), 2007.

[2] 張瑩. 大功率電解電源及其監(jiān)控系統(tǒng)研究與設(shè)計[D]. 長沙: 中南大學(xué), 2008.

[3] 王增勇. 如何做好設(shè)備狀態(tài)維修[C]// 全國棉紡織科技信息中心: “太行紡機杯”2011中國紗線質(zhì)量暨新產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)論壇集. 浙江， 2012: 451-452.

OperationandMaintainofElectrolyticRectifyingDevices

LI Jianxin1, CHU Xiangkui2

(1.CITICDamengMiningIndustriesLimited,Nanning,Guangxi530029,China; 2.CITICDamengMiningIndustriesLimited,DaxinManganeseMineBranch,Daxin,Guangxi532315,China)

In the electrolysis process of Electrolytic Manganese Metal field, the electrolytic rectifying devices plays a very important role in the process of production. The misuse and the wrong repair of these devices may cause a higher failure rate, which may badly influence the quality of electrolytic product to increase power cost as well. In terms of the proper use of the rectifying devices, we know the monitoring methods, including the requirements in operation process, the practical repair techniques and other related issues.

Rectifying devices; Operation; Monitor; Repair status

2016-07-18

楚湘葵(1963-)，男，湖南湘潭人，電氣管理技師，研究方向：電解二氧化錳電氣化設(shè)備管理，手機：15994405263，E-mail：cxk@citicdameng.com.

TM461

：Bdoi：10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2016.04.035