摘要：通過分析電解槽系統(tǒng)直流負(fù)載特性，介紹可控硅整流系統(tǒng)續(xù)流及斜降功能對整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和安全穩(wěn)定性方面所起的良好作用。
關(guān)鍵詞：可控硅；整流系統(tǒng)；續(xù)流操作
1 問題的提出
PGCA鋁廠電解I系列整流系統(tǒng)由5×56kA，1150VDC整流器組成，該設(shè)備投產(chǎn)多年以來，生產(chǎn)運(yùn)行一直比較穩(wěn)定。但在機(jī)組控制電源丟失的情況下，由于觸發(fā)脈沖及整流元件參數(shù)的分散性，會造成整流器橋臂元件過載、發(fā)熱；如果快熔本身的遮斷容量不足，且有可能存在的未被發(fā)現(xiàn)的致命故障，就會引起爆炸，事故嚴(yán)重者將導(dǎo)致可控硅被擊穿或外部瓷桶破裂，交、直流母線有被短路電流燒傷的可能。
2 解決問題的方法
整流設(shè)備全系統(tǒng)故障包括：緊急跳閘、逆流繼電器動作、直流回路開路、電網(wǎng)側(cè)電壓低保護(hù)、電力系統(tǒng)低頻保護(hù)、機(jī)組同步電壓低保護(hù)等。在整流器觸發(fā)回路出現(xiàn)故障而停止觸發(fā)后，由于電解槽系列的特殊負(fù)荷特性，直流回路仍然存在大量未被釋放的能量。這些能量必須通過人為的方法讓其沿著特定的回路逐漸地釋放，而不能讓它自由沖擊。
我們知道，電解槽系列是一個相當(dāng)于無窮大電感的、帶一定反電動勢E的特殊負(fù)荷，其等值電感L>>電解槽系列的等值電阻R，電解槽系列的時間常數(shù)τ=R/ωL。一般的電解槽系列的L、R可以測定，時間常數(shù)τ約在0.5～1s之間，即電解槽系列的能量完全釋放約需0.5～1s。
基于以上認(rèn)識，可以提出以下兩種解決辦法。
⑴斜降法。該法主要針對單臺機(jī)組出現(xiàn)故障跳閘而設(shè)計。其目的是為了在故障跳閘狀態(tài)下確保機(jī)組零電流分閘，而不損壞機(jī)組元件。該法主要針對的故障有：降壓變壓器主油箱油的高溫（≥105℃）和高壓力以及重瓦斯，有載開關(guān)的高壓力和重瓦斯，整流變壓器的重瓦斯和高壓力及高油溫（≥105℃），純水系統(tǒng)的去離子水高溫和冷卻水低流量（≤420L/Min）及膨脹桶低液位，整流器同一橋臂兩個快速熔斷器熔斷或橋臂溫度太高，PSR系統(tǒng)故障跳閘和本機(jī)組同步電壓低跳閘等。當(dāng)出現(xiàn)上述故障時，故障機(jī)組PSR將發(fā)出斜降指令，使得本機(jī)組電流由運(yùn)行值平穩(wěn)下降為零。
⑵續(xù)流法。這是PGAC采取的應(yīng)對措施中最重要的一個辦法。該辦法是為了解決系統(tǒng)公共故障而設(shè)計的。它主要針對的故障有：直流母線開路，機(jī)組逆流保護(hù)繼電器動作，緊急故障跳閘，整流系統(tǒng)高壓側(cè)掉電（U≤設(shè)定值），電力系統(tǒng)低頻保護(hù)（f≤設(shè)定值）等。一旦出現(xiàn)上述任一故障，整流系統(tǒng)將進(jìn)行續(xù)流操作，如出現(xiàn)公共跳閘信號時，公共跳閘及續(xù)流啟動回路將自動給每臺機(jī)組發(fā)出跳閘指令及續(xù)流啟動信號，從而雙筒葉濾機(jī)設(shè)計中進(jìn)行了改進(jìn)，具體方案如下。⑴減少接觸面積，提高濾筒與濾頭的密封效果。
將濾頭與濾筒的接觸由面接觸改為環(huán)接觸，減少了接觸面積，增強(qiáng)了承受壓強(qiáng)的能力（見圖2）。
在此方案的基礎(chǔ)上, 通過計算對改進(jìn)后的密封形式與先前密封形式所承受壓強(qiáng)的能力作了進(jìn)一步的比較。計算結(jié)果表明，改進(jìn)后的密封形式所承受的壓強(qiáng)大于改進(jìn)前的密封形式所承受的壓強(qiáng)。
⑵ 采用新的惰輪形式。 針對圓柱面惰輪的不可靠性，把惰輪的形式改為鏈輪式。鏈輪式惰輪不僅對鏈條有支撐作用，而且有限位作用（見圖3） 。鏈條正常情況下僅在合理的范圍內(nèi)移動，不會出現(xiàn)鏈條脫離鏈輪的情況，從而保證了傳動裝置的正常運(yùn)行。
⑶ 壓力表、安全閥的管路與筒體間接接觸。在筒體增設(shè)一筒狀裝置，將壓力表、安全閥的管路安裝在筒狀裝置上，同時采用隔膜式壓力表（見圖4） 。
⑷ 增設(shè)密封圈，加強(qiáng)濾片與出液管的可靠性。
在濾片與出液管之間增設(shè)一錐形密封圈，不僅使濾片與出液管的連接方便， 增強(qiáng)了濾片與出液管的一體性，而且密封效果佳（見圖 5）
3 結(jié)論
⑴我廠385m2葉濾機(jī)采用減少濾頭與濾筒的接觸面積的形式，效果良好，75平方米雙筒葉濾機(jī)與385m2葉濾機(jī)工作狀況相近，功效優(yōu)于42，50平方米雙筒葉濾機(jī)。
⑵鏈輪式惰輪在第二氧化鋁廠實際生產(chǎn)中應(yīng)用，功能優(yōu)于圓柱面惰輪，使用效果反映良好。
⑶2001年我為河南一用戶生產(chǎn)的50平方米雙筒葉濾機(jī)，出液管與濾片之間出現(xiàn)漏料現(xiàn)象，后在出液管與濾片之間增設(shè)錐形密封圈，反映良好。
⑷壓力表、安全閥的管路設(shè)計方案是在現(xiàn)場調(diào)查的基礎(chǔ)上形成的，經(jīng)評審，安全附件能正常工作。同時在實際生產(chǎn)中使用效果良好。
⑸按照以上方案設(shè)計制造，投入生產(chǎn)的4臺75平方米雙筒葉濾機(jī)達(dá)到了用戶的要求。不僅增加了我廠產(chǎn)品的種類，而且已為我廠創(chuàng)造了32萬元經(jīng)濟(jì)效益。
