Система автоматического питания электролизёра глинозёмом (апг)

       Назначение: система АПГ предназначена для дозированной подачи глинозёма в электролит электролизёра.

Необходимость в АПГ

       Экологические проблемы – выбросы вредных веществ, связанных с обработкой электролизёров и АЭ, которые резко снижаются при применении АПГ. Задача системы АПГ – поддержание заданной концентрации глинозёма в электролите. Корректировка «Уставки АПГ» производится по технологической необходимости, персоналом корпуса.

       Облегчение труда и механизация производства – АПГ позволяет отказаться от использования большого количества обрабатывающей техники.

       Применение АПГ позволяет:

· увеличить силу электрического тока (без изменения конструкции электролизёра) на 5 – 7%;

· снизить расход электроэнергии на АЭ;

· снизить перепад напряжения в катоде;

· увеличить срок службы электролизёра за счет создания настылей и гарнисажей с высокой температурой плавления и поддержания более стабильного теплового режима электролизера.

       Питание глинозёмом можно разделить на пять режимов:

1. Режим «Номинал» (питание через базовое время (уставка)) – это режим, при котором срабатывание механизмов производится в соответствии с уставкой АПГ.

2. «Недопитка» (питание выполняется через интервал больший, чем базовое время питания) – это режим, при котором количество глинозёма, подаваемого в электролит, меньше его расхода.

3. «Перепитка» (питание выполняется через интервал меньший, чем базовое время питания) – это режим при, котором количество глинозёма, подаваемого в электролит, больше его расхода.

4. «Тест» – (очень редкий режим) – режим питания меньше, чем режим «Недопитка» (после режима «Недопитка», нет изменения напряжения на электролизёре). Режим «Тест» – это режим, при котором количество глинозёма, подаваемого в электролит, значительно меньше его расхода.

5. Режим «Голодание» (питание не выполняется (отсутствие анодных эффектов в течение 2–х суток)) – это режим, при котором подача глинозёма в электролит не производится до А/Э.

       Режим «Тренинг» – это режим, при котором подача глинозёма в электролит не производится до прогноза А/Э.

Устройство систем автоматической подачи глинозёма (АПГ)

Секторное АПГ «ВАМИ»

 

Клапанное АПГ «АЛКОРУС»

 

Устройство и принцип работы систем АПГ

       Система автоматического питания электролизёра глинозёмом (АПГ) состоит из четырёх бункеров, двух шкафов пневмораспределения, блока автоматизации, четырёх пробойников и предназначена для управления концентрацией глинозёма в криолитоглинозёмном расплаве.

1. бункер АПГ;

2. пневмоцилиндр выполняет функцию давления пробойника;

3.пробойник выполняет функцию пробоя корки;

4. клапан дозатора выполняет функцию дозирования;

5. изоляционное соединение штока пробойника со штоком дозатора выполняет функцию изоляции пневмоцилиндра от пробойника;

6. распределитель выполняет функцию распределения сжатого воздуха.

 

1. Через распределитель (6) подается воздух на пневмоцилиндр (2).

2. Происходит опускание пробойника (3) за счёт давления сжатого воздуха.

3. Одновременно с опусканием пробойника открывается клапан дозатора (4) и высыпается глинозём.

4. Отводится воздух из пневмоцилиндра (2).

5. Поднимается пробойник (3).

6. Закрывается клапан дозатора (4).

 

Анодный эффект

       При снижении концентрации глинозёма в электролите ниже критической (1,5–2,0 %) возникает анодный эффект («вспышка»), во время которого напряжение на электролизёре резко возрастает из–за ухудшения смачивания анода электролитом и увеличения электрического сопротивления на границе анод–электролит. По структуре анодные эффекты делят на штатные – запланированные и нештатные – возникающие по причине неоптимальных алгоритмов управления АПГ, изменения теплового баланса. С применением систем АПГ для подачи глинозёма в электролизёр, а также при наличии программного обеспечения, позволяющего оперативно управлять анодными эффектами, снижается технологическая необходимость вывода электролизёра в состояние возникновения анодного эффекта. Основная цель в управлении анодными эффектами – снижение частоты и исключение нештатных анодных эффектов. АЭ является простым способом контроля за состоянием электролизёра.

       Причины возникновения анодного эффекта (АЭ):

· при концентрации глинозёма в электролите 1,5% и ниже, анод плохо смачивается таким электролитом;

· пузырьки анодных газов под анодом сливаются, образуя тонкую газовую пленку, которая изолирует большую часть подошвы анода от электролита и препятствует прохождению электрического тока;

· электрический ток в таких условиях проходит через газовую пленку в виде искрового и тлеющего разрядов.

       Контроль АЭ:

· лампочка, подключенная параллельно к анодной и к катодной ошиновке – ярко вспыхивает;

· срабатывает звуковая сигнализация;

· АСУТП фиксирует напряжение, длительность и другие параметры АЭ.

       АЭ бывают:

· «тусклый» АЭ напряжением до 25 В;

· «средний» АЭ напряжением 25 – 30 В;

· «ясный» АЭ напряжением 30 – 60 В;

· «яркий» АЭ напряжением более 60 В;

· «мигающий» АЭ;

· «негаснущий» АЭ.

       О нормальном состоянии электролизёра свидетельствует только «ясный» АЭ.

Полезные свойства анодного эффекта

· АЭ способствует отделению пены от электролита;

· АЭ способствует растворению осадка;

· АЭ выравнивает подошву анода;

Вредные свойства анодного эффекта

· потери алюминия – до 1 кг;

· потери фторсолей (ALF₃) – до 3 кг;

· расход электроэнергии – 150 кВт • час;

· снижение силы тока серии – от 9 до 20 кА;

· выброс фторуглеродов – до 1 кг;

· расход углерода – до 0,5 кг.

       При устранении анодного эффекта необходимо:

· как можно шире, не допуская попадания кусков под анод, пробить криолит–глинозёмную корку на протяжении не менее 2–х газосборных секций между бункерами АПГ, замешивая глинозём в электролит;

· ввести под анод (под углом ~ 45°) гасильный шест;

· после ликвидации АЭ (напряжение на электролизёре не выше 3,8 В) шест немедленно извлечь из электролизёра с целью прекращения процесса окисления металла и экономии гасильного шеста;

· пространство между газосборным колоколом и электролитом очистить от застывшего электролита, куски которого подтянуть и погрузить в расплав ближе к борту;

· отдать весь оставшийся на фланцевом листе глинозём на электролит, засыпать дополнительную порцию глинозёма и подгрести его к колоколу для герметизации подколокольного пространства.