【正文】 0/160雙反星形帶平衡電抗器160125000~160KHS12500/200200125000~200KHS16000/125125160000~125KHS16000/200200160000~200KHS18000/300300180000~300KHS12000/300同相并聯(lián)三相全控橋300120000~300200032001000整流柜2000800600控制柜KHS12000/600600120000~600KHS12000/800800120000~800KHS14000/320320140000~320KHS16000/600600160000~600KHS20000/250雙反星同相逆并聯(lián)帶平衡電抗器250200000~250KHS25000/100100250000~100KHS25000/125125250000~125KHS25000/200200250000~200KHS25000/250250250000~250KHS25000/320320250000~320KHS31500/6363315000~63KHS31500/8484315000~84KHS31500/100100315000~100KHS31500/125125315000~125KHS31500/160160315000~160KHS31500/200200315000~200KHS31500/250250315000~250KHS31500/320320315000~320注：*在目前技術(shù)水平的條件下，若電流問題能很好處理，橋式電路較帶電抗器有明顯優(yōu)勢。本設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果：電流強(qiáng)度為：12000A；生產(chǎn)槽為1302個(gè)，；脫銅槽2個(gè)，每個(gè)槽電壓為2V；導(dǎo)線、母線、則總電壓為：根據(jù)上述列表和計(jì)算結(jié)果，故選用整流器。槽邊導(dǎo)電排與整流器供電導(dǎo)線相連，通過的電流為電解槽的總電流，導(dǎo)電排的允許電流密度可取1～，對(duì)于小型精煉廠，由于電流強(qiáng)度不大，～ A/mm2。導(dǎo)電排截面積可按下式計(jì)算： （81）式中：—導(dǎo)電截面積，； —總電流，； —允許電流密度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)12000A的電解槽的導(dǎo)電排允許電流密度。所以:F=導(dǎo)電排的溫度不應(yīng)高于周圍空氣20～40℃，當(dāng)計(jì)算出導(dǎo)體截面積后，還應(yīng)用下式進(jìn)行升溫驗(yàn)算： （82）式中：—導(dǎo)體與周圍空氣的溫度差，℃； —散熱系數(shù)，在露天取25，在室內(nèi)取85； —電流強(qiáng)度，A； —導(dǎo)體比電阻，； —導(dǎo)體橫斷面積，； —導(dǎo)體截面的周長，mm。用四塊銅板疊成，每塊尺寸。兩者截面積按下式計(jì)算： （83）式中：—截面積，； —總電流，A； —每槽陰極數(shù)，個(gè)； —允許電流密度，。槽間導(dǎo)電板：取半圓形銅棒Φ54mm，542/8=。電解槽起裝槽時(shí)，為了不使該槽在通電狀況下操作，需用短路棒將該槽兩條槽間導(dǎo)電排短路，由于短路棒工作時(shí)間不長，搭接可以靈活掌握。按工廠數(shù)據(jù)。一般以每根不超過20㎏，選用銅棒，共備48根。通常采用鋼筋混凝土制成，壁厚為200～250㎜，內(nèi)襯鉛板和軟聚氯乙烯塑料板。槽內(nèi)分成若干格，有利于檢修時(shí)輪換使用。集液槽通常配置在地面一下。為了防止酸霧侵蝕，惡化操作條件，槽面需加蓋板。蓋板通常采用木材外包軟聚氯乙烯塑料。生產(chǎn)實(shí)踐中，集液槽的容積約為電解槽內(nèi)電解液總體積的20%。，則集液槽容積為（電解液在集液槽內(nèi)充滿程度為85%)：泵的流量根據(jù)車間的電解液每小時(shí)循環(huán)量來確定，泵的揚(yáng)程由電解液輸送的垂直高度和阻力損失來確定。為了保證電解液正常循環(huán)，循環(huán)泵并必須設(shè)置備用。其選擇按下式： （84） （85）式中：—電解液循環(huán)泵的流量，； —揚(yáng)程，； —電解槽總數(shù)，1420個(gè)； —每個(gè)電解槽的電解液循環(huán)速度，30； —高位槽槽面，取9； —電解液密度。計(jì)算中，電解液循環(huán)量為=2556。設(shè)高位槽槽面配置高度為9，則 ：考慮到酸泵的效率及揚(yáng)程保險(xiǎn)，選用5臺(tái)型酸泵，其中一臺(tái)備用。泵的揚(yáng)程為17，電動(dòng)機(jī)為17。其容量可按5～10分鐘車間電解液循環(huán)量計(jì)算，充滿程度為80%～85%，由于配置在高處，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，故一般采用鋼筋混凝土內(nèi)襯鉛板。計(jì)算中，設(shè)高位槽可容納6分鐘的循環(huán)電解液，其容積為：設(shè)置于附跨廠房內(nèi)，內(nèi)尺寸為：，深3m；混凝土澆鑄，壁及底厚110㎜，內(nèi)襯5㎜軟塑料板。目前電解液加熱器大多采用鈦列管換熱器或鈦板換熱器，部分廠仍用浮頭列管式不透性石墨熱交換器。其傳熱面積可用下式計(jì)算： （86）式中：—傳熱面積，㎡； —供給的熱量，； —傳熱系數(shù)，； —平均溫度差，℃。計(jì)算條件：根據(jù)電解槽的熱平衡計(jì)算，需供給的熱量Q=，蒸汽溫度t進(jìn)=120℃；蒸汽冷凝水溫度t進(jìn)=90℃；電解液進(jìn)口溫度t進(jìn)=56℃；電解液出口溫度t進(jìn)=64℃；選用列管式鈦熱交換器，傳熱系數(shù)取690W/(m2℃)。計(jì)算平均溫度差：℃℃℃計(jì)算傳熱面積：所以選用列管式鈦熱交換器6臺(tái)，其中1臺(tái)備用。供液管是用來將加熱器電解槽連接起來，用來減少電解中空氣氣泡，消除陰極成品表明麻點(diǎn)現(xiàn)象。供液管只起中間過道作用，一個(gè)供液管可以向一列、兩列或整個(gè)車間供液，以車間模式而定。本設(shè)計(jì)取兩個(gè)分配槽，每個(gè)供液管分別向一列電解槽供液，由進(jìn)液分管連接。循環(huán)管的直徑可按下式計(jì)算： （87）式中：q—電解液流量，； V—電解液流速。～。為了減少通過電解液的漏電損失，出液分管應(yīng)做的大些，其中電解液充滿程度約為70%。①進(jìn)出液分管：每列電解槽的電解液循環(huán)量為21730=6510L/min，進(jìn)液分管中的電解液溫度約為60℃，工廠經(jīng)驗(yàn)表明硬聚氯乙烯管是可以耐受的。，則所以選用Φ400㎜硬聚氯乙烯管。按照進(jìn)液分管直徑，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分管Φ450㎜。②進(jìn)出液支管：電解槽的進(jìn)出液支管，參照經(jīng)驗(yàn)及標(biāo)準(zhǔn)聚氯乙烯管規(guī)格，選用進(jìn)液支管內(nèi)徑Φ30㎜，出液支管內(nèi)徑Φ40㎜。③匯流管：出液總流量為7800560=2340000L/。充滿程度為50%。流槽內(nèi)斷面積，選用15㎜厚硬聚氯乙烯板焊制，內(nèi)寬為450㎜，高為500㎜，內(nèi)加鋼絲拉緊目前世界上的ISA法電解工廠一般采用一種由鋅陰極剝離機(jī)移植研制而成，大多數(shù)的規(guī)格有三種：大型（500塊/h）；中型（250塊/h）；小型（60塊/h)。本設(shè)計(jì)年產(chǎn)電解銅150000噸，所以采用一臺(tái)大型剝片機(jī)就可以。起重機(jī)用于車間內(nèi)的陰陽極裝出槽，電解槽和其他設(shè)備的維修和檢修，一般選用橋式起重機(jī)，其起重重量為5～10t，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，一般采用重級(jí)工作制約的單鉤式起重機(jī)（吊車）。起重機(jī)荷重應(yīng)考慮車間最大操作荷重，通常一槽陽極和吊架之和為最大操作荷重。吊車的跨度根據(jù)車間配置尺寸和產(chǎn)品規(guī)格而定，、。本設(shè)計(jì)中：一個(gè)普通電解槽陽極重：㎏。以個(gè)陽極吊架約重：400㎏。 故起重機(jī)最大操作荷重為：。故選用兩臺(tái)10t單鉤式起重機(jī)（重型工作制）。陽極、陰極成品和殘極的的廠內(nèi)運(yùn)輸可使用叉車，其運(yùn)輸能力可按下式確定： 噸/(臺(tái)日） （89）式中：Q—叉車每次載重量t，常以大規(guī)模搬動(dòng)陽極重表示； t1—叉車平均工作時(shí)數(shù)，一般取6小時(shí)/日； t2—運(yùn)物往返一次所需時(shí)間，視車間與陽極車間、倉庫等的距離而定，取20min。+100+=，陽極塊重330㎏，用5t的叉車搬運(yùn)時(shí)的最大載重可達(dá)到。叉車臺(tái)數(shù)為臺(tái)，考慮到備用取5臺(tái)。車間一般設(shè)有陽極洗液槽1個(gè)，殘極洗刷槽1個(gè)，陰極成品洗滌槽1個(gè)，中性隔離劑槽1個(gè)，這些輔助槽的尺寸和制造材料，可以和電解槽相同或稍大一些。一般它們的內(nèi)襯選用不銹鋼板，中性隔離槽（皂液槽）可用普通鋼板做內(nèi)襯。本設(shè)計(jì)采用的各種輔助槽子有：酸洗槽2個(gè)，尺寸同普通電解槽，內(nèi)襯3㎜的冷軋不銹鋼板。殘極和用過一兩個(gè)周期的陽極洗滌槽1個(gè)，陰極洗滌槽1個(gè)，同酸洗槽，附設(shè)清水泵一臺(tái)。中性隔離槽（皂液槽）2個(gè)，尺寸同普通電解槽，內(nèi)襯鋼板。從電解槽放出的陽極泥常用兩種方法，一種是從槽底的開孔放入流槽中，另外一種是用泵產(chǎn)生的吸力將陽極泥吸至密閉罐，然后再從罐中放入陽極泥槽。陽極泥流槽的容積可按下式計(jì)算： （810）式中：4—考慮到澄清時(shí)間和洗水，廢水?dāng)?shù)量后，取用的系數(shù)； —電解槽內(nèi)長和寬，m； h—放出清亮電解液后，洗槽前后在槽中陽極泥漿高度； —每晝夜洗槽數(shù)目； —陽極泥漿數(shù)量，取2～3； K—陽極泥槽充滿系數(shù)。陽極泥槽一般用混凝土砌成。內(nèi)襯鉛皮或5㎜硬聚氯乙烯塑料。槽壁厚200㎜左右，沿長度用厚100㎜隔離板分為三個(gè)沉淀室。沉淀室底液用離心機(jī)過濾，濾液及上清液返回電解液物集槽，濾餅送金銀車間處理。在本設(shè)計(jì)中，取h=20㎜，n1=18，n2 =2，K=80%。其容積為：有效內(nèi)尺寸：根據(jù)以上計(jì)算，可列出設(shè)備清單如表82。表82 設(shè)備清單序號(hào)設(shè)備名稱數(shù)量規(guī)格備注1電解槽1302290011001410mm2脫銅槽2310013001510mm3不銹鋼陰極260001000960mm4直流電源2KHS12000/6005槽邊導(dǎo)電排10210mm6槽間導(dǎo)電板Φ52mm7短路棒484050mm8集液槽19電解液循環(huán)泵5150F2210高位槽1Φ560011加熱器470m2列管式鈦熱交換器12叉車513陰極剝片機(jī)1大型成臺(tái)設(shè)備14起重機(jī)210t9 環(huán)保措施在電解銅生產(chǎn)過程中，車間內(nèi)不時(shí)有酸霧產(chǎn)生，這些酸霧會(huì)嚴(yán)重侵蝕廠房屋頂鋼結(jié)構(gòu)及四周鋼筋混凝土墻面。其次，電解槽內(nèi)的電解液由于跑、冒、漏而產(chǎn)生的廢水，集液槽滲漏的電解液都會(huì)嚴(yán)重腐蝕車間地面。為此，很有必要對(duì)所設(shè)計(jì)的車間提供必要的措施及防腐要求作以簡述[8]。本設(shè)計(jì)按國家規(guī)定的“三同時(shí)”原則，為保護(hù)環(huán)境，對(duì)主要污染物采取有效的治理措施，實(shí)現(xiàn)污染物達(dá)標(biāo)排放。（1）廢渣本項(xiàng)目無外排廢渣。殘極、等含鎳物料返回火法精煉制取陽極；陽極泥送鎳鹽廠處理回收硫磺，鈷渣送故系統(tǒng)生產(chǎn)電鈷。（2）廢氣廢氣治理主要措施：1）盡量采用廠房長軸方向和主導(dǎo)方向垂直，這樣有利于四面通風(fēng)，減少酸霧侵蝕。2）廠房屋頂增設(shè)大頁窗，以加強(qiáng)對(duì)流通風(fēng)。3）在場房屋面增設(shè)氣窗，以排除有害氣體。4）崗位吹風(fēng)和通風(fēng)換氣。（3）節(jié)電工藝設(shè)計(jì)中通過加強(qiáng)對(duì)極板物理規(guī)格、質(zhì)量、電解液循環(huán)、電解液溫度、電流密度、電解液雜質(zhì)濃度等技術(shù)條件科學(xué)合理的控制 ,有效降低濃差極化現(xiàn)象的危害程度，提高電流效率；采取有效的絕緣措施 ，盡量避免電解槽與樓板、支撐梁柱、出液流槽之間發(fā)生短路漏電現(xiàn)象 , 造成電能無名損失。照明上對(duì)高大廠房采用分區(qū)控制方式 , 且采用高效光源 ,有利節(jié)電。（4）節(jié)約蒸汽為減少蒸汽消耗 ,設(shè)計(jì)中采取的措施有:電解槽外壁選用厚度為 25mm 聚乙烯泡沫塑料 ,用粘結(jié)劑粘結(jié)在槽壁上降低熱能輻射損失,有效降低蒸汽消耗。設(shè)計(jì)中嚴(yán)格遵守有關(guān)的安全技術(shù)規(guī)程、規(guī)范。對(duì)勞動(dòng)安全衛(wèi)生采取嚴(yán)格的防范措施。對(duì)可能產(chǎn)生的噪聲、酸霧毒害、機(jī)械傷害等，在設(shè)計(jì)中考慮針對(duì)性的技術(shù)措施。（1）防有害氣體電解、凈液車間內(nèi)有少量酸霧產(chǎn)生 , 主要以天窗自然排風(fēng)為主, 保證車間有良好的操作環(huán)境。（2）防腐蝕電解、凈液車間均作防腐處理,對(duì)于氣相腐蝕部位采用防腐涂料進(jìn)行防護(hù),對(duì)于液相腐蝕部位鋪設(shè)耐酸瓷磚。（3）安全警示凡易發(fā)生事故、危及人身安全和健康的地方及設(shè)備，均設(shè)置安全標(biāo)志，標(biāo)出走向。10 車間定員配置原則：對(duì)生產(chǎn)崗位的定員主要是指崗位的性質(zhì)和勞動(dòng)數(shù)量來選定。不同素質(zhì)的勞動(dòng)人員應(yīng)有不同的崗位配置，做到用其所長，避其所短，優(yōu)化組合。各車間的管理應(yīng)按車間總?cè)藬?shù)5%確定。銅電解車間工人大部分在高溫、灰塵多的環(huán)境下工作，一般采取6～8小時(shí)工作時(shí)間。本設(shè)計(jì)確定電解車間的全員