【導(dǎo)讀】進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對鈦的需求量一。換句話說，用鈦量的多少,往往成為衡量一個國家發(fā)達(dá)程度的標(biāo)志。目前，世界只有美國、日本、獨聯(lián)體和中國具有完整的鈦工業(yè)體系。鈦及其鈦合金，具有良好的抗腐蝕，好的高低溫性能，大的比強(qiáng)度，無磁性，超導(dǎo)特性等優(yōu)良性質(zhì)，使鈦在航天、航海、海洋、建材、化工、醫(yī)藥等行業(yè)中，是一種不可替代的金屬。有許多優(yōu)異性能，所以很快應(yīng)用于航空航天、化工、軍工和核電等多個領(lǐng)域。其發(fā)展雖因戰(zhàn)爭、冷戰(zhàn)、經(jīng)。濟(jì)危機(jī)等多次大起大落，但其發(fā)展速度仍然較快。目前世界上生產(chǎn)海綿鈦的國家有五個，總生產(chǎn)能力約為146kt。的三個國家產(chǎn)能最大，約為80kt，中國的產(chǎn)能最小，僅有11kt。量約占世界鈦材加工總量的70%，其次是獨聯(lián)體。2021年海綿鈦的需用量下降了34%，加工材下降了30%。復(fù)，約占4成是面向中國的化工、電力部門。鋼鐵行業(yè)的海綿鈦需求量還將繼續(xù)增長。由于世界性經(jīng)濟(jì)增長和航空產(chǎn)業(yè)恢復(fù)，

　　

【正文】 積為 872 m3/ 氣進(jìn)入氯壓機(jī)前增加硫酸噴淋洗滌。（見 氯壓機(jī)）。 需要的過濾面積： 872 mF ?? （取 250） 選用過濾面積 250m2的布袋過濾器，安裝 2 臺， 1開 1備。 鎂緩沖爐 金屬鎂緩沖爐用于電解槽產(chǎn)出的液體鎂。全年電解粗鎂量為 10000t/a，緩沖爐內(nèi)裝鹽熔體 1012t，液體鎂 810t，加熱功率 300kW，日產(chǎn)能 50t/d。一次出鎂 6t，可滿足 5t 鈦還原蒸餾爐的一次用鎂量，鈦還原蒸餾車間，一般情況下 1天 3 臺還原爐加料 (即加鎂 )，也有可能 1 天 5 臺還原爐加料， 1臺爐 1次加鎂約6t。 每天需要的鎂量 : 一般情況： 6179。 3=18 t/d 特殊情況： 6179。 5=30 t/d 緩沖爐日產(chǎn)鎂 50t/d，安裝 1臺就可滿足要求。 坩堝精煉爐用于熔化精煉補(bǔ)充的固體鎂錠，配制精煉熔劑和緩沖爐熔鹽，緩沖爐大修時精煉電解槽產(chǎn)出的液體鎂。坩堝精煉爐電阻絲加熱，功率 220kW，坩堝容量 ，有效容積 85%。固體鎂錠精煉 1 爐次時間為 6h，液體鎂精煉 1 爐次時間 2h，配制熔劑 (或熔鹽 )1 爐次時間為 6h。 坩堝爐的裝配有項目方自行安排解決。 35 采用鑄造鋁母線，母線截面為 200179。 700mm，母線電流密度取為。 母線片數(shù)： 020 11 00 00 ??? 片 取為 2片，則實際電流密度： 2/2700200 110000 mmA??? 當(dāng)系列電流為 165KA 時，電流密度則為： 2/ 165000 mmA??? 陰陽極母線上下排列配置，陽極母線在上，陰極母線在下方。 主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 電流強(qiáng)度： 110kA 槽電壓： (10～ 12V) 噸粗鎂直流電耗： 11111～ 12444kW178。 h/tMg 回收氯氣濃度： 95% 單槽年產(chǎn)能： 919 t/a 槽壽命： 24個月 年產(chǎn)金屬鎂： 10000 t 年產(chǎn) Cl2： 28000～ 29000 t 單耗見表 23 36 表 23 噸鎂單耗 序號 項 目 單 位 指 標(biāo) 年 量 1 鎂產(chǎn)能 噸 /槽 /日均 ≥6,000 2 氯氣 (100%Cl2計 ) 噸 /噸鎂 ≥17,000 3 電解槽運(yùn)行數(shù)量開 /備 臺 11/1 11/365天 4 電流效率 % ≥80 5 直流電耗 ,000～ 11,200 7 綜合電耗 ,800～ 12,300 8 槽壽命 月 ≥24 9 液鎂純度 wt % ≥ 10 回收的氯氣濃度 v% ≥95 11 渣生成量 公斤 /噸鎂 ≤8 12 電解升華物 公斤 /噸鎂 ≤3 13 氯化鎂消耗 噸 /噸鎂 ≤ 14 氯化鈉 公斤 /噸鎂 ≤3 15 氟化鈣 公斤 /噸鎂 ≤1 16 氯化鈣 公 斤 /噸鎂 ≤3 17 石墨電極 * 公斤 /噸鎂 ≤ 18 硫酸 噸 /噸鎂 ≤ 19 補(bǔ)充新鮮水 噸 /噸鎂 ≤ MgO： 10%～ 20% 3 電氣及控制部分 設(shè)計原則 中信錦州鐵合金股份有限公司規(guī)劃年產(chǎn) 10kt/a 海綿鈦。本次初步供配電設(shè)計是為滿足年產(chǎn) 10kt/a海綿鈦生產(chǎn)配套的年產(chǎn) 10kt/a電解鎂系統(tǒng)生產(chǎn)用電的需求。 37 電解鎂供配電設(shè)計力求系統(tǒng)簡潔可靠、配置合理、控制水平高及設(shè)備先進(jìn)。 供配電設(shè)計嚴(yán)格遵循國家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，引進(jìn)的電氣設(shè)備須滿足國際 IEC 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，且不能與我國標(biāo)準(zhǔn)相沖突。 本設(shè)計采用的國家標(biāo)準(zhǔn)如下 : ? 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范 (GB5005295)。 ? 35～ 110kV 變電所設(shè)計規(guī)范 (GB5005992)。 ? 3～ 110kV 高壓配電裝置設(shè)計規(guī)范（ GB5006092)； ? 10kV 及以下變電所設(shè)計規(guī)范（ GB5005394)。 ? 低壓配電設(shè)計規(guī)范（ GB5005495） 。 ? 電力裝置的繼電保護(hù)和自動裝置設(shè)計規(guī)范 (GB5006292)。 ? 電力裝置的電測儀表裝置設(shè)計規(guī)范（ GBJ390)。 ? 工業(yè)企業(yè)照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（ GB5003492)。 ? 建筑物防雷 設(shè)計規(guī)范（ GB5005794)。 ? 爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范 (GB5005892)。 ? 工業(yè)電視系統(tǒng)工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（ GBJ11587） 。 ? 電力工程電纜設(shè)計規(guī)范 (GB5021794)。 ? 并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范 (GB5022795)。 ? 電子計算機(jī)機(jī)房設(shè)計規(guī)范（ GB85017493） ? 有色金屬冶煉廠電力設(shè)計規(guī)范（ YS500292）。 環(huán)境條件 電氣設(shè)計依據(jù)下列廠區(qū)環(huán)境條件進(jìn)行 38 ? 歷年平均溫度 ℃ ? 極端最高溫度 ℃ ? 極端最低溫度 ℃ ? 夏季室外濕球計算溫度 ℃ ? 最大凍土深度 1100mm ? 采暖天數(shù) (小于 5℃ ) 142 天 ? 地震烈度 VI 度 ? 海拔高度 32～ 54m ? 土壤電阻率 待測確定 設(shè)計界區(qū) 本次設(shè)計為滿足 10kt/a 海綿鈦生產(chǎn)配套的年產(chǎn) 10kt/a 電解鎂系統(tǒng) (電解車間、精制車間、氯壓機(jī)室等車間 )及相關(guān)倉庫和輔助配套設(shè)施的供配電、照明及控制設(shè)計。 本次設(shè)計規(guī)劃在廠區(qū)新建一座 1l0kV/66kV/ 變電所。 電力負(fù)荷 負(fù)荷特征 中信錦州鐵合金股份有限公司規(guī)劃年產(chǎn) 10kt/a海綿鈦項目需建設(shè)二回 110kV進(jìn)線，用電負(fù)荷主要鈦、鎂生產(chǎn)系統(tǒng)，以及公共用電系統(tǒng)。年產(chǎn) 11kt/a 電解鎂系統(tǒng)中鎂電解車間、氯壓機(jī)、各種真空泵、公用循環(huán)水系統(tǒng)、空壓站等均按 一類負(fù)荷供電，其它用電負(fù)荷為二類負(fù)荷。一類負(fù)荷約占總負(fù)荷的 80%，新建變電站需建設(shè)兩合總降變壓器，無論哪一臺檢修，另一臺都能保證對一級負(fù)荷供電的要 39 求。 負(fù)荷計算 本設(shè)計負(fù)荷計算的依據(jù)為工藝及相關(guān)輔助專業(yè)提供的用電設(shè)備資料進(jìn)行計算。全廠平均計算負(fù)荷功率因數(shù)約為 ，鎂電解整流功率因數(shù)約 ，鎂電解生產(chǎn)系統(tǒng)各工段的負(fù)荷計算見表 31，表 32（按 12 臺電解槽、 1臺氯化鎂中轉(zhuǎn)爐、 1 臺電解鎂中轉(zhuǎn)爐考慮） 。 表 31 電解工段配電室負(fù)荷表 編號 所屬區(qū)域 所屬配電室 設(shè)備名稱 數(shù)量 單機(jī)功率 /KW 總功率 /KW 使用狀態(tài) 用電要求 1 電解 電解配電室 天車 2 66～ 75 132～ 150 常開 2 熱交換器風(fēng)機(jī) 12 20～ 25 240～ 300 常開 3 水環(huán)式真空泵 2 15 30 一用一備 4 烤槽器接線箱 6 注釋（ 1） 5 軸流風(fēng)機(jī) 10 5～ 50～ 75 6 儀表電源 2 常開 7 照明 40 常開 8 氯壓機(jī)室 硫酸洗滌循環(huán)泵 2 15 一開一備 9 廢酸排酸泵 3 3 9 間歇 10 濃 硫酸泵 1 3 3 間歇 11 氯氣壓縮機(jī) 5 185 925 常開 (開二備三 ) 一類 12 氯壓機(jī)室電葫蘆 1 4+ 間歇 13 儀表電源 1 常開 14 軸流風(fēng)機(jī) 6 5～ 30～ 45 常開 15 檢修電源箱 6 125A 開關(guān) 16 照明 15 常開 40 表 32 精煉工段配電室負(fù)荷表 編號 所屬區(qū)域 所屬配電室 設(shè)備名稱 數(shù)量 單機(jī)功率/KW 總功率/KW 使用狀態(tài) 用電要求 1 事故處理 精煉配電室 堿泵 2 11 間歇，一開一備 2 次氯酸鈉泵 3 交叉間歇 3 氯氣管道檢 泵 2 40 80 間歇，一開一備 4 循環(huán)水加壓泵 1 間歇 5 廢酸排酸泵 1 3 3 間歇 6 檢修電源箱 1 125A 開關(guān) 7 軸流風(fēng)機(jī) 8 5～ 40～ 60 常開 8 照明 10 常開 9 精煉 有載調(diào)壓變 1 630 630 常開 鎂中轉(zhuǎn)爐用 10 坩堝精煉爐 4 280 1120 兩臺交替常開 11 坩堝清洗機(jī) 1 間歇 12 水環(huán)式真空泵 2 15 30 一用一備 13 檢修電源箱 2 125A 開關(guān) 14 照明 40 15 儀表電源 2 16 化料槽變壓器 2 150 300 常開 17 烘房 1 150 150 常開 注釋（ 1）：烤槽器接線箱電壓 380V，開關(guān)額定電流 400A,位于電解車間 + 米平臺，使用狀態(tài)經(jīng)常為一用五備，偶爾兩用四備，可以考慮將其與電解檢修電源箱合并，從其 400A總開關(guān)上引出 125A檢修電源旁路接線端子，如果不將 其與電解檢修電源箱合并，則電解部分還要考慮增加 6個 125A檢修電源箱。 （ 2）：換氣扇需預(yù)留配電能力，但最終是否安裝，視車間運(yùn)行環(huán)境而定。 總降壓變電所及整流所 新建總降壓變電所采用雙回路進(jìn)線，位置應(yīng)靠近負(fù)荷中心鎂電解車間，總降 41 壓變電站按戶內(nèi)式設(shè)計，這樣既可減少占地面積，便于檢修。由于鈦廠的生產(chǎn)環(huán)境較差，空氣中含有腐蝕性氣體，對生產(chǎn)設(shè)備有一定的危害，總降壓變電站采用戶內(nèi)式設(shè)計，可以起到一定防腐作用。 電解鎂所需的氯化鎂來自鈦冶煉車間，根據(jù)工藝提資，單臺多極鎂電解槽槽電壓為 , 電流為 95kA～ 165kA。為滿足年產(chǎn) 10kt/a 海綿鈦生產(chǎn)配套的電解鎂系統(tǒng)，需建設(shè)安裝 12 臺多極鎂電解槽，全系列直流電壓為 ，考慮到損耗壓降等因素 , 全系列直流電壓可能達(dá)到為 180V，系列正常直流電流為 120kA左右，生產(chǎn)過程中系列電流可能達(dá)到的在 95kA～ 165kA 之間調(diào)整。 整流機(jī)組主要參數(shù)為： 整流機(jī)組額定直流電壓： Udn=200V， 單整流機(jī)組電流 。 Idn=2179。 24kA， 單臺整流機(jī)組容量約 11000kVA，接線為三相橋式同相逆并聯(lián)，單機(jī)組 12相，二極管整流。 整流變調(diào)壓 范圍 10～ 200VDC，采用等級差 35 級有載自耦調(diào)壓，機(jī)組數(shù)按N+l 原則選 4 機(jī)組形成等效 48相整流，以抑制諧潑； 自動穩(wěn)流系統(tǒng)采用飽和電抗器 +控制系統(tǒng)組成，穩(wěn)流精度控制在 5%以內(nèi)。 鎂電解生產(chǎn)系統(tǒng)開關(guān)站及變壓器選擇原則 以免維護(hù)，少維護(hù)及無油化為原則選擇配電柜和變壓器 。 10KV 配電柜采用 KYN28 型中置式開關(guān)柜； 動力變壓器及電解槽加熱用的單相變壓器均選用干式變壓器； 低壓開關(guān)柜采用抽屜柜； 42 母線形式采用單母線分段，每個低壓配電室采用二路進(jìn)線一個母聯(lián)斷路器間隔的斷路器為分段單母線接線，以提 高供電可靠性。 調(diào)壓整流變壓器 ? 共 4臺，單機(jī)組 12脈波、 4機(jī)組總脈波 48，同相逆并聯(lián)橋式接線； ? 調(diào)壓整流變壓器共 3 個鐵芯； ? 調(diào)壓整流變壓器型號； ZHSFPT11000/66。 ? 調(diào)變采用自耦接線方式，一次輸入電壓為 66kV ? 容量約 11000kVA， ? 66kV 采用架空進(jìn)線，線路設(shè)置避雷器； ? 調(diào)壓范圍 10～ 110VDC，為確保調(diào)壓開關(guān)的可靠性，建議選擇德國 MR公司有載分接開關(guān)， 66kV 連續(xù) 35 級（即 17級）等級差調(diào)壓 。也可選用上海華明生產(chǎn)的有載分接開關(guān)， 66