CN201915152U - 镁电解槽温度自动控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及熔盐镁电解工艺中镁电解槽运行过程中的温度控制,特别涉及将多个镁电解槽温度自动保持在规定范围内的温度自动控制装置。一种镁电解槽温度自动控制装置热电偶和变压器控制柜及高压离心通风机分别与可编程序控制器连接,可编程序控制器与计算机连接,构成镁电解槽温度自动控制装置。本实用新型采用该镁电解槽温度自动控制装置,可同时对多个镁电解槽温度进行自动控制,能提高镁电解槽温度控制精度,从而提高电流效率,减少金属镁单位电耗。上位机(计算机)能将所有镁电解槽温度同时显示在一个面板上,实现对所有镁电解槽温度的集中监视。具有交流加热功能,在直流供电中断时能使电解质不致凝固,避免损失。
Description
技术领域
本实用新型涉及熔盐镁电解工艺中镁电解槽运行过程中的温度控制,特别涉及将多个镁电解槽温度自动保持在标准范围内的温度自动控制装置。
背景技术
熔盐镁电解生产工艺是两种金属镁生产工艺中的其中之一。是将多个镁电解槽串联通入直流电,镁电解槽中熔融态熔盐(电解质)中含有的氯化镁发生电解反应生成金属镁和氯气,镁呈液态滴状并最终汇聚在一起浮在电解质表面。电解质温度必须保持在一定的范围内,因为,电解质温度须不低于镁的熔点650℃,使生成的镁不致凝固,能用镁抬包抽出,其次电解质温度不能过高,高温度使镁与氯气逆反应(二次反应)剧烈增强,镁和氯气产量降低,电流效率降低,单位电能消耗增加。这也使电解质挥发增强,使电解质消耗增加。实际生产中,镁电解槽温度往往过高,即发生非正常的热槽状况。
镁电解槽温度是一个基础控制要求,温度要不低于650℃,同时越接近650℃,电解电流效率就越高,电能单位消耗就越小。
现有发生热槽状况时通过向电解质中加入固体氯化镁降低电解质温度,或者降低直流电电流强度,而降低电解槽温度。加入固体氯化镁扰乱生产工艺秩序,降低电流强度,使产量降低,所以这两种方式均会造成生产较大波动,降低了镁电解槽电流效率,增加金属镁的单位电能消耗。现有镁电解槽温度控制范围为660℃~700℃。若直流供电中断,电解质凝固在镁电解槽中,使镁电解槽报废,造成很大损失。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种镁电解槽温度自动控制装置,对多个镁电解槽温度进行集中监视和自动控制,提高镁电解槽电流效率,降低金属镁单位电耗。
本实用新型一种镁电解槽温度自动控制装置通过下述技术方案予以实现:一种镁电解槽温度自动控制装置包括镁电解槽、电解质、热电偶、交流电极、单相变压器,变压器控制柜、交流电源、冷却换热器、高压离心通风机、可编程序控制器、计算机。所述的热电偶设置在镁电解槽上其下端伸入至电解质中,输出端与可编程序控制器输入端连接;所述的交流电极设置在镁电解槽电解质中,交流电极输入端与单相变压器输出端连接;所述的变压器控制柜输出端与单相变压器输入端连接,变压器控制柜输入端与交流电源连接,变压器控制柜控制输入端与可编程序控制器处理输出端连接,变压器控制柜附带就地控制功能;所述的冷却换热器浸没在镁电解槽电解质中,输入端通过管道与高压离心通风机输出端连接,出口通向大气;所述的高压离心通风机控制输入端与可编程序控制器处理输出端连接,高压离心通风机附带就地控制功能;可编程序控制器输出端与计算机输入端电连接,计算机处理输出端与可编程序控制器处理输入端电连接,可编程序控制器处理输出端分别与变压器控制柜和高压离心通风机连接。
本实用新型一种镁电解槽温度自动控制装置与现有技术相比较有如下有益效果:本实用新型由热电偶、交流电极、单相变压器、变压器控制柜、冷却换热器、高压离心通风机、可编程序控制器、计算机共同构成的多个镁电解槽温度自动控制装置。由热电偶温度电信号传送给可编程序控制器和计算机,可编程序控制器和计算机控制交流电极通电,电流流经电解质产生电阻发热效应,电解质温度升高,能提高电解质的温度;或者可编程序控制器控制高压离心通风机冷启动,冷却换热器内通入空气后,较低温度的空气与高温电解质交换热量,电解质温度下降。 镁电解槽分为集镁室和电解室,在集镁室设置交流电极功率为600KW,电解室设置交流电极功率为400KW。可编程序控制器接收热电偶传送的温度信号,控制变压器控制柜和高压离心通风机,与计算机交换信息。计算机与可编程序控制器交换信息,修改温度控制程序,显示镁电解槽温度,记录镁电解槽温度历史曲线,打印报表。控制变压器控制柜和高压离心通风机都附带有就地控制功能,可以人工操作控制镁电解槽温度。集镁室和电解室中交流电极可同时开启或者仅开其一。
本实用新型控制保持镁电解槽温度越接近650℃越好,最好控制范围为650℃~670℃。
本实用新型采用该镁电解槽温度自动控制装置,可同时对多个镁电解槽温度进行自动控制,能提高镁电解槽温度控制精度,从而提高电流效率,减少金属镁单位电耗。使用加热功能,能在直流供电中断时,保持镁电解槽内电解质不凝固。上位机(计算机)能将所有镁电解槽温度同时显示在一个面板上,实现对所有镁电解槽温度的集中监视。
附图说明
本实用新型一种镁电解槽温度自动控制装置有如下附图:
图1为本实用新型一种镁电解槽温度自动控制装置系统结构示意图;
图2为本实用新型一种镁电解槽温度自动控制装置系统详细结构示意图。
其中:1、镁电解槽;2、电解质;3、集镁室;4、电解室;5、600KW交流电极;6、冷却换热器;7、热电偶;8、400KW交流电极;9、交流电源;10、600KVA单相变压器;11、600KW交流电;12、400KVA单相变压器;13、400KW交流电;14、高压离心通风机;15、600KVA变压器控制柜;16、400KVA变压器控制柜;17、管道;18、可编程序控制器;19、计算机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型一种镁电解槽温度自动控制装置技术方案作进一步描述。
如图1-图2所示,本实用新型一种镁电解槽温度自动控制装置包括镁电解槽1、电解质2、集镁室3、电解室4、600KW交流电极5、冷却换热器6、热电偶7、400KW交流电极8、交流电源9、600KVA单相变压器10、600KW交流电11、400KVA单相变压器12、400KW交流电13、高压离心通风机14、600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16、管道17、可编程序控制器18、计算机19。所述的热电偶7设置在镁电解槽1上其下端伸入至电解质2中,输出端与可编程序控制器18输入端连接;所述的600KW交流电极5设置在镁电解槽1集镁室3电解质2中,600KW交流电极5输入端与600KVA单相变压器10输出端连接;所述的600KVA变压器控制柜15输出端与600KVA单相变压器10输入端连接,600KVA变压器控制柜15输入端与交流电源9连接,600KVA变压器控制柜15控制输入端与可编程序控制器18处理输出端连接;所述的400KW交流电极8设置在镁电解槽1电解室4电解质2中,400KW交流电极8输入端与400KVA单相变压器12输出端连接;所述的400KVA变压器控制柜16输出端与400KVA单相变压器12输入端连接,400KVA变压器控制柜16输入端与交流电源9连接,400KVA变压器控制柜16控制输入端与可编程序控制器18处理输出端连接;所述的冷却换热器6浸没在镁电解槽1电解质2中,输入端通过管道17与高压离心通风机14输出端连接,出口通向大气;所述的高压离心通风机14控制输入端与可编程序控制器18处理输出端连接;可编程序控制器18输出端与计算机19输入端电连接,计算机19处理输出端与可编程序控制器18处理输入端电连接,可编程序控制器18处理输出端分别与600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16和高压离心通风机14连接。
所述的可编程序控制器18和计算机19与多个镁电解槽1热电偶7及600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16和高压离心通风机14连接。
所述的600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16和高压离心通风机14均附带就地控制功能。
所述的集镁室和电解室中交流电极可同时开启或者仅开其一。
所述的镁电解槽温度控制范围为650℃~670℃。
实施例1。
本实用新型所采用的技术方案是:设置镁电解槽温度自动控制装置,包括600KW交流电极5、冷却换热器6、热电偶7、400KW交流电极8、600KVA单相变压器10、400KVA单相变压器12、高压离心通风机14、600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16、可编程序控制器18、计算机19。600KW交流电极5与600KVA单相变压器10连接,600KVA单相变压器10与600KVA变压器控制柜15连接; 400KW交流电极8与400KVA单相变压器12连接,400KVA单相变压器12与400KVA变压器控制柜16连接;冷却换热器6与高压离心通风机14连接;热电偶7、600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16和高压离心通风机14分别与可编程序控制器18连接,可编程序控制器18与计算机19连接,构成镁电解槽温度自动控制装置。
这里所说的600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16、高压离心通风机14均设置有就地控制装置,能够现场人工操作对电解槽温度实施控制。
设置可编程序控制器18,接收热电偶7传送的温度信号,将其与预设程序中温度标准值比较后,发出指令控制600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16的开关和高压离心通风机14启动,调节保持镁电解槽温度。同时与上位机计算机19交换信息。
设置计算机19,与可编程序控制器18交换信息,修改温度控制程序,显示镁电解槽温度,记录镁电解槽温度历史曲线,并可以打印报表。
如图1所示,多个镁电解槽1上的热电偶7、600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16和高压离心通风机14分别与计算机19连接。
如图2所示,镁电解槽1中盛放生产用电解质2,热电偶7插入电解质2中,600KW交流电极5在集镁室3没入电解质2中,400KW交流电极8在电解室4没入电解质2中。
交流电源9给600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16提供电源。
高压离心通风机14通过管道17给冷却换热器6提供冷却用空气。
热电偶7将温度电信号传送到可编程序控制器18中,生产中,镁电解槽1中电解质2温度出现降低,低于标准值的下限时,可编程序控制器18发出信号,控制600KVA变压器控制柜15和400KVA变压器控制柜开关闭合,交流电源9经过600KVA变压器15和400KVA变压器分别通入600KW交流电极5和400KW交流电极8,电解质2中通入交流电后发热,电解质温度随之升高,直至达到温度范围上限后,可编程序控制器18发出信号,控制600KVA变压器控制柜15和400KVA变压器控制柜开关断开。将镁电解槽1的电解质2温度保持在规定范围内。
镁电解槽1中电解质2温度高于规定范围上限时,可编程序控制器18发出信号,控制高压离心通风机14开启,空气通过管道7进入冷却换热器6内,高温电热交换后电解质温度降低,直至达到规定范围下限后,可编程序控制器18发出信号,控制高压离心通风机18关闭,将镁电解槽1的电解质2温度保持在规定范围内。
当温度自动控制装置没有供电或者检修时,手动操作600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜和高压离心通风机14的就地控制,将镁电解槽1的电解质2温度保持在规定范围内。
直流供电中断中,可编程序控制器18控制600KW交流电极5和400KW交流电极供电,保持镁电解槽1的电解质2温度使不致凝固。
集镁室3中交流电极5和电解室4中交流电极8可同时开启。
计算机19接收可编程序控制器18的温度控制信号,显示温度值,记录温度历史曲线,提供修改温度控制程序界面和打印报表功能。
采用镁电解槽温度自动控制装置,缩小了温度控制范围,控制温度为650℃。
而实施本实用新型镁电解槽温度自动控制装置后,镁电解槽温度设定并一直运行在650℃,结果电流效率提高约11%,电流单位消耗减小了约800KWh/t-Mg。
实施例2。
本实用新型所采用的技术方案是:设置镁电解槽温度自动控制装置,包括600KW交流电极5、冷却换热器6、热电偶7、400KW交流电极8、600KVA单相变压器10、400KVA单相变压器12、高压离心通风机14、600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16、可编程序控制器18、计算机19。600KW交流电极5与600KVA单相变压器10连接,600KVA单相变压器10与600KVA变压器控制柜15连接; 400KW交流电极8与400KVA单相变压器12连接,400KVA单相变压器12与400KVA变压器控制柜16连接;冷却换热器6与高压离心通风机14连接;热电偶7、600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16和高压离心通风机14分别与可编程序控制器18连接,可编程序控制器18与计算机19连接,构成镁电解槽温度自动控制装置。
这里所说的600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16、高压离心通风机14均设置有就地控制装置,能够现场人工操作对电解槽温度实施控制。
设置可编程序控制器18,接收热电偶7传送的温度信号,将其与预设程序中温度标准值比较后,发出指令控制600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16的开关和高压离心通风机14启动,调节保持镁电解槽温度。同时与上位机计算机19交换信息。
设置计算机19,与可编程序控制器18交换信息,修改温度控制程序,显示镁电解槽温度,记录镁电解槽温度历史曲线,并可以打印报表。
如图1所示,多个镁电解槽1上的热电偶7、600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16和高压离心通风机14分别与计算机19连接。
如图2所示,镁电解槽1中盛放生产用电解质2,热电偶7插入电解质2中,600KW交流电极5在集镁室3没入电解质2中,400KW交流电极8在电解室4没入电解质2中。
交流电源9给600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16提供电源。
高压离心通风机14通过管道17给冷却换热器6提供冷却用空气。
热电偶7将温度电信号传送到可编程序控制器18中,生产中,镁电解槽1中电解质2温度出现降低,低于标准值的下限时,可编程序控制器18发出信号,控制600KVA变压器控制柜15和400KVA变压器控制柜开关闭合,交流电源9经过600KVA变压器15和400KVA变压器分别通入600KW交流电极5和400KW交流电极8,电解质2中通入交流电后发热,电解质温度随之升高,直至达到温度范围上限后,可编程序控制器18发出信号,控制600KVA变压器控制柜15和400KVA变压器控制柜开关断开。将镁电解槽1的电解质2温度保持在规定范围内。
镁电解槽1中电解质2温度高于规定范围上限时,可编程序控制器18发出信号,控制高压离心通风机14开启,空气通过管道7进入冷却换热器6内,高温电热交换后电解质温度降低,直至达到规定范围下限后,可编程序控制器18发出信号,控制高压离心通风机18关闭,将镁电解槽1的电解质2温度保持在规定范围内。
当温度自动控制装置没有供电或者检修时,手动操作600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜和高压离心通风机14的就地控制,将镁电解槽1的电解质2温度保持在规定范围内。
直流供电中断中,可编程序控制器18控制600KW交流电极5和400KW交流电极供电,保持镁电解槽1的电解质2温度使不致凝固。
集镁室3中交流电极5和电解室4中交流电极8可同时开启。
计算机19接收可编程序控制器18的温度控制信号,显示温度值,记录温度历史曲线,提供修改温度控制程序界面和打印报表功能。
采用镁电解槽温度自动控制装置,缩小了温度控制范围,控制温度为660℃。
而实施本实用新型镁电解槽温度自动控制装置后,镁电解槽温度设定并一直运行在660℃,结果电流效率提高约11%,电流单位消耗减小了约800KWh/t-Mg。
实施例3。
本实用新型所采用的技术方案是:设置镁电解槽温度自动控制装置,包括600KW交流电极5、冷却换热器6、热电偶7、400KW交流电极8、600KVA单相变压器10、400KVA单相变压器12、高压离心通风机14、600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16、可编程序控制器18、计算机19。600KW交流电极5与600KVA单相变压器10连接,600KVA单相变压器10与600KVA变压器控制柜15连接; 400KW交流电极8与400KVA单相变压器12连接,400KVA单相变压器12与400KVA变压器控制柜16连接;冷却换热器6与高压离心通风机14连接;热电偶7、600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16和高压离心通风机14分别与可编程序控制器18连接,可编程序控制器18与计算机19连接,构成镁电解槽温度自动控制装置。
这里所说的600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16、高压离心通风机14均设置有就地控制装置,能够现场人工操作对电解槽温度实施控制。
设置可编程序控制器18,接收热电偶7传送的温度信号,将其与预设程序中温度标准值比较后,发出指令控制600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16的开关和高压离心通风机14启动,调节保持镁电解槽温度。同时与上位机计算机19交换信息。
设置计算机19,与可编程序控制器18交换信息,修改温度控制程序,显示镁电解槽温度,记录镁电解槽温度历史曲线,并可以打印报表。
如图1所示,多个镁电解槽1上的热电偶7、600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16和高压离心通风机14分别与计算机19连接。
如图2所示,镁电解槽1中盛放生产用电解质2,热电偶7插入电解质2中,600KW交流电极5在集镁室3没入电解质2中,400KW交流电极8在电解室4没入电解质2中。
交流电源9给600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜16提供电源。
高压离心通风机14通过管道17给冷却换热器6提供冷却用空气。
热电偶7将温度电信号传送到可编程序控制器18中,生产中,镁电解槽1中电解质2温度出现降低,低于标准值的下限时,可编程序控制器18发出信号,控制600KVA变压器控制柜15和400KVA变压器控制柜开关闭合,交流电源9经过600KVA变压器15和400KVA变压器分别通入600KW交流电极5和400KW交流电极8,电解质2中通入交流电后发热,电解质温度随之升高,直至达到温度范围上限后,可编程序控制器18发出信号,控制600KVA变压器控制柜15和400KVA变压器控制柜开关断开。将镁电解槽1的电解质2温度保持在规定范围内。
镁电解槽1中电解质2温度高于规定范围上限时,可编程序控制器18发出信号,控制高压离心通风机14开启,空气通过管道7进入冷却换热器6内,高温电热交换后电解质温度降低,直至达到规定范围下限后,可编程序控制器18发出信号,控制高压离心通风机18关闭,将镁电解槽1的电解质2温度保持在规定范围内。
当温度自动控制装置没有供电或者检修时,手动操作600KVA变压器控制柜15、400KVA变压器控制柜和高压离心通风机14的就地控制,将镁电解槽1的电解质2温度保持在规定范围内。
直流供电中断中,可编程序控制器18控制600KW交流电极5和400KW交流电极供电,保持镁电解槽1的电解质2温度使不致凝固。
集镁室3中交流电极5和电解室4中交流电极8仅开其一。
计算机19接收可编程序控制器18的温度控制信号,显示温度值,记录温度历史曲线,提供修改温度控制程序界面和打印报表功能。
采用镁电解槽温度自动控制装置,缩小了温度控制范围,控制温度为670℃。
而实施本实用新型镁电解槽温度自动控制装置后,镁电解槽温度设定并一直运行在670℃,结果电流效率提高约11%,电流单位消耗减小了约800KWh/t-Mg。
Claims (5)
1.一种镁电解槽温度自动控制装置,包括包括电解槽(1)、电解质(2)、集镁室(3)、电解室(4)、600KW交流电极(5)、冷却换热器(6)、热电偶(7)、400KW交流电极(8)、交流电源(9)、600KVA单相变压器(10)、600KW交流电(11)、400KVA单相变压器(12)、400KW交流电(13)、高压离心通风机(14)、600KVA变压器控制柜(15)、400KVA变压器控制柜(16)、管道(17)、可编程序控制器(18)、计算机(19),其特征在于:所述的热电偶(7)设置在镁电解槽(1)上其下端伸入至电解质(2)中,与可编程序控制器(18)电连接;所述的600KW交流电极(5)设置在镁电解槽(1)集镁室(3)电解质(2)中,600KW交流电极(5)与600KVA单相变压器(10)电连接;所述的600KVA变压器控制柜(15)与600KVA单相变压器(10)电连接,600KVA变压器控制柜(15)与交流电源(9)电连接,600KVA变压器控制柜(15)控制输入端与可编程序控制器(18)处理输出端连接;所述的400KW交流电极(8)设置在镁电解槽(1)电解室(4)电解质(2)中,400KW交流电极(8)与400KVA单相变压器(12)电连接;所述的400KVA变压器控制柜(16)与400KVA单相变压器(12)电连接,400KVA变压器控制柜(16)与交流电源(9)电连接,400KVA变压器控制柜(16)控制输入端与可编程序控制器(18)处理输出端连接;所述的冷却换热器(6)浸没在镁电解槽(1)电解质(2)中,输入端通过管道(17)与高压离心通风机(14)输出端连接,出口通向大气;所述的高压离心通风机(14)控制输入端与可编程序控制器(18)处理输出端连接;可编程序控制器(18)输出端与计算机(19)输入端电连接,计算机(19)处理输出端与可编程序控制器(18)处理输入端电连接,可编程序控制器(18)处理输出端分别与600KVA变压器控制柜(15)、400KVA变压器控制柜(16)和高压离心通风机(14)电连接。
2.如权利要求1所述的镁电解槽温度自动控制装置,其特征在于:所述的可编程序控制器(18)和计算机(19)与多个镁电解槽热电偶(7)及600KVA变压器控制柜(15)、400KVA变压器控制柜(16)和高压离心通风机(14)连接。
3.如权利要求1所述的镁电解槽温度自动控制装置,其特征在于:所述的600KVA变压器控制柜(15)、400KVA变压器控制柜(16)和高压离心通风机(14)均附带就地控制功能。
4.如权利要求1所述的镁电解槽温度自动控制装置,其特征在于:所述的集镁室(3)和电解室(4)中交流电极可同时开启或者仅开其一。
5.如权利要求1所述的镁电解槽温度自动控制装置,其特征在于:所述的镁电解槽温度控制范围为650℃~670℃。
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