CC BY
64
Библиографический список
1. Сергеев П.В., Шимановский Н.Л., Петров В.И. Рецепторы физиологически активных веществ: монография. М.; Волгоград: Семь ветров, 1999. 640 с.
2. Дурнаев А.Д., Середенин С.Б. Мутагены. Скрининг и фармакологическая профилактика воздействий. М.: Медицина, 1998. 328 с.
3. Айзина Ю.А. Синтез и свойства фенилметансульфона-мида // Вестник ИрГТУ. 2011. № 10 (57). С. 144-147.
4. Новые биологически активные производные сульфона-мидов на основе промышленного хлорорганического сырья /
Ю.А.Айзина [и др.] // Наука - производству. 2004. №1(69). С. 13-16.
5. Синтез и свойства трихлорэтиламидов 2-тиофенсульфокислоты / Ю.А.Айзина [и др.] // Журнал Органической Химии. 2003. Вып. 39. С. 1406-1409.
6. Вышковский Г.Л. Регистр лекарственных средств России: энциклопедия лекарств. 2004. 1503 с.
7. Билича Г.Л. Большой толковый медицинский словарь (Oxford). М. : Вече, 1999. Т. 1, 2.1503 с.
УДК 669.713.
СТАБИЛИЗАЦИЯ ТОКА СЕРИИ ЭЛЕКТРОЛИЗЁРОВ В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЯ
А.М.Макаров1, В.М.Салов2
Богучанское энерго-металлургическое объединение РУСАЛ, 109240, г. Москва, ул. Николоямская, 13. Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены факторы, влияющие на стабильность тока серии при электролизе, показано, что оптимальное ведение процесса невозможно без стабилизации тока в серии. Главной целью системы управления током серии является поддержание стабильного тока определённой величины в заданных технологами пределах. Рассмотрены варианты утечки тока серии, предложена эквивалентная схема электролиза, рассмотрены варианты стабилизации тока. Рекомендовано использовать для стабилизации тока дроссели насыщения. Ил. 3. Табл. 2. Библиогр. 3 назв.
Ключевые слова: ток серии электролизёров; ток утечки; электролизер; дроссель насыщения; стабилизация; ступенчатое регулирование.
STABILIZATION OF ELECTROLYZER CURRENT OF SERIES IN THE ELECTROLYTIC PRODUCTION
OF ALUMINUM
A.M. Makarov, V.M. Salov
Boguchansk Energy-Metallurgical Association RUSAL, 13 Nikoloyamskaya St., Moscow, 109240. Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk,664074.
The article considers the factors affecting the stability of current of series at electrolysis. It is shown that the optimal process is impossible without current stabilization in the series. The main goal of the series current control system is maintaining the steady current of a certain value within the set limits. The value should not exceed the one determined by technologists. The variants of current of the series leakage are considered. An equivalent electrolysis circuit is proposed. Variants of current stabilization are examined. It is recommended to use saturable reactors for current stabilization. 3 figures.2 tables. 3 sources.
Key words: current of electrolyzer series; leakage current; electrolyzer; saturable reactor; stabilization; step by step control.
Рассматривая факторы, оказывающие влияние на технологический процесс электролиза алюминия, необходимо уделить особое внимание важнейшему параметру - току серии, так как отклонение величины силы тока от планового оказывает существенное влияние на работу как серии электролизёров, так и еди-
ничного электролизёра, что может привести к серьезным технологическим нарушениям, таким как холодный ход ванны или зажатие электролизёра. Одной из причин, нарушающих нормальный ход технологического процесса электролиза алюминия, являются анодные эффекты. Во время анодного эффекта
1Макаров Александр Михайлович, кандидат технических наук, начальник инженерного обеспечения, тел.: 89030032417, mail: Aleksandr.Makarov2@rusal.com
Makarov Alexander, Candidate of technical sciences, Head of Engineering Support, tel.: 89030032417, mail: Aleksandr.Makarov2@ rusal.com
2Салов Валерий Михайлович, кандидат технических наук, профессор кафедры автоматизации производственных процессов, тел.: (3952) 405117, e-mail: salov@istu.edu
Salov Valery, Candidate of technical sciences, Professor of the Department of Computer-Aided Manufacturing, tel.: (3952) 405117, email: salov@istu.edu
напряжение на электролизёре возрастает от 4,0-4,5 В В процессе исследования нами изучены и обоб-
до 40-60 В и выше, что приводит к колебаниям тока щены данные по величинам токов замыкания на ряде серий электролиза. При проведении исследований на алюминиевых заводов (табл.1).
Таблица 1
Величины токов замыкания на различных алюминиевых заводах_
Алюминиевый завод Вид замыкания
Внутри корпусов Между корпусами
иВ РОм I кА иВ РОм 1кА
УАЗ - - - 611-655 0,055-0,09 5,4-8,9
ВГАЗ 377-403 0,007-0,008 28,4-32,8 755-806 0,036-0,046 13,4-18,3
БАЗ - - - 720-733 0,027-0,035 16,4-21,5
НКАЗ 320-396 0,011-0,019 19,1-26,3 675-792 0,043-0,066 8,7-12,2
КрАЗ 372-396 0,011-0,017 14,3-20,6 745-792 0,027-0,048 13,3-22,2
электролизёрах нами определено, что время работы со вспышками составляет от 31 до 33% от общего рабочего времени серии, это подтверждают и другие исследователи. Ток серии в данный период уменьшается от 5 до 15%. Стабильность тока серии, главным образом, влияет на производительность электролизеров [1].
При электролизе отклонение величины силы тока может достигать ±15% от планового, при таких колебаниях тока на поверхности металла под воздействием магнитного поля возможно появление волн, высота которых достигает 40-45 мм, что приводит к короткому замыканию межполюсного расстояния и снижению выхода по току [2].
Нестабильность тока серии складывается как результат отклонения фактического значения плотности тока от оптимальной величины и увеличения потерь электроэнергии на активных элементах электрической цепи плюс косвенные потери. Токи утечки можно разбить на две группы:
-токи утечки, возникающие при развитом анодном эффекте, когда сопротивление анод-электролит увеличивается в десятки раз и ток проходит не через электролит, находящийся под проекцией анода электролизера, а через электролит, который находится с боков анода (работа ванны в борта);
- утечки тока на «землю» при соприкосновении катодного кожуха с арматурой стенок шинного канала с заземленными металлическими предметами, арматурой железобетонных стоек, когда на серии имеются места с пониженной изоляцией.
Анализируя данные табл.1, можно сделать вывод, что токи утечки изменяются в широком диапазоне и существенно отличаются от величины тока, протекающего по серии электролизёров, что снижает наработку металла. При этом возрастают потери электроэнергии, нарушается тепловой баланс электролизёра, повышается опасность поражения электрическим током обслуживающего персонала.
Рассматривая серию электролизёров, представим её в виде схемы и определим, что общий ток серии электролизеров является суммой токов от большого числа параллельно включенных источников (рис. 1).
При предварительном анализе схемы питания электролизеров обычно нагрузку (электролизеры) рассматривают как резистивную - Рн. Каждый источник представлен в виде соответствующей ЭДС - E¡ с некоторым внутренним сопротивлением
Величину тока от каждого источника и общий ток группы электролизёров можно определить, используя законы Кирхгофа. Задача определения I существенно упрощается, если сделать некоторые допущения: все значения ЭДС одинаковы, внутренние сопротивления всех источников одинаковы, диоды имеют небольшой разброс падений напряжения в открытом состоянии. Тогда для любого значения тока | можно записать:
Шг
Iг =
+ 32
Реальная электрическая схема электролиза отличается от схемы, приведённой на рис.1. Более глубо-
Рис.1. Схема электропитания электролизёров
кое изучение процесса и проведённые нами эксперименты позволяют скорректировать цепь нагрузки и выделить в ней последовательно включенную с рези-стивной нагрузкой ЭДС электролиза (Еэ), направленную встречно внешнему приложенному напряжению. Величина ее составляет около 1,7 В на один электролизер. С учетом этого, цепь нагрузки принимает вид, приведенный на рис 2.
•I
X
I
Рн
Еэ
Рис.2. Электрическая схема цепи нагрузки с учетом ЭДС электролиза
Введение в рассмотрение Еэ приводит к соотношению для токов отдельных выпрямителей и суммарного тока:
Е
э
КБЫ + 32 КЫ
I э = 321г
Контроль токовой нагрузки электролиза при различном количестве включенных выпрямителей проводили в течение нескольких месяцев, усреднённые результаты измерений приведены в табл. 2.
На основании расчётов по данным проведённых исследований видно, что величина общего тока серии изменяется незначительно и при отключении одного или нескольких источников оставшиеся в работе выпрямители берут на себя нагрузку выбывшего.
Результаты свидетельствуют о том, что на заводах в процессе электролитического получения алюминия крайне необходима стабилизация токов серии электролизеров. В настоящее время она осуществляется разными методами:
-ступенчатым регулированием напряжения с помощью переключающего устройства на первичной стороне трансформатора;
-ступенчатым регулированием напряжения с помощью переключающего устройства на первичной стороне трансформатора и с дросселями насыщения на вторичной стороне;
-управляемыми кремниевыми вентилями на вторичной стороне силового трансформатора.
Таблица 2
Показатели токовой нагрузки в зависимости от количества включенных выпрямителей
Количество включенных выпрямителей Ток в одном выпрямителе, А Суммарный ток электролиза, А Уменьшение тока, А
32 5 000 160 000 0
31 5 151 159 689 311
30 5 312 159 360 640
29 5 483 159 009 991
28 5 665 158 635 1 365
27 5 860 158 235 1 765
26 6 069 157 806 2 194
25 6 294 157 346 2 654
24 6 535 156 850 3 150
23 6 796 156 315 3 685
21 7 079 155 735 4 265
Регулирование переключающим устройством не обладает быстродействием и необходимой плавностью регулирования силы тока. Этот метод не может обеспечить автоматическое регулирование силы тока серии с точностью ± 1%, как этого требуют технологи. Он применяется лишь на сериях с небольшой силой тока (60-80 кА), где нестабильность тока не оказывает влияния на технико-экономические показатели процесса. Используя этот метод регулирования, удается поддерживать не столько величину силы тока, сколько количество ампер-часов за заданный промежуток времени (час, смена, сутки). При этом, как показали исследования, колебания тока достигают 10% и более, что негативно отражается на технологическом режиме.
Регулирование напряжения на агрегатах с тири-сторными преобразователями позволяет изменять среднее значение выпрямленного напряжения от нуля до максимальной величины. Применение таких преобразователей целесообразно для повышения быстродействия, а также при необходимости глубокого регулирования напряжения.
Рис. 3. Схема включения дросселей насыщения
Технико-экономические расчёты, проведённые по результатам экспериментов, подтвердили, что в настоящее время предпочтение следует отдавать диодным преобразователям с дросселями насыщения (рис. 3).
Как показали исследования, стабилизация тока с использованием дросселей насыщения позволяет
полностью использовать рабочий диапазон их работы, однако качественные характеристики тока в серии и на единичных электролизёрах зависят от схем включения дросселей насыщения, что позволяет пересмотреть алгоритм работы и архитектуру системы стабилизации тока серии в процессе электролитического получения алюминия.
Библиографический список
1. Роднов О.О., Березин А.И. Оценка технологического состояния электролизера по флуктуациям приведенного напряжения // Технико-экономический вестник Русского Алюминия. 2003. №5.
2. Славинский А.В. Внедрение и эксплуатация АИИС КУЭ:
реальный опыт и новые требования // Энергорынок. 2005. №5.
3. Туринский 3.М. Автоматический контроль технологических отклонений в работе алюминиевых электролизеров // Цветные металлы. 2001. №1.
УДК 502.5 + 544.7
РОЛЬ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГЛИНИСТЫХ КОМПОЗИЦИЙ ДЛЯ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ
1 Л 4
А.А.Яковлева1, Л.В.Николаева2, Во Дай Ту3
Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Исследована устойчивость суспензий глинистых минералов Слюдянского месторождения (Иркутская область) и ее зависимость от добавок электролитов - сульфатов натрия, магния, алюминия. Определены значения порога коагуляции разных электролитов. Определены значения электрокинетического потенциала частиц каолинита в суспензиях и влияние на него электролитов - сульфатов натрия, магния. Приведены результаты экспериментов и их обсуждение с точки зрения протекания процессов на поверхности твердой фазы с учетом двойного электрического слоя.
Ил. 4. Табл. 4. Библиогр. 10 назв.
Ключевые слова: монтмориллонит; глинистые минералы; дисперсные системы; устойчивость суспензий; электрокинетический потенциал.
ROLE OF PHYSICO-CHEMICAL STUDIES OF CLAY COMPOSITIONS FOR GEOECOLOGICAL ASSESSMENT A.A.Yakovleva, L.V. Nikolaeva, Voh Dai Tu
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk,664074.
The authors study the suspension stability of clay minerals from Slyudyanka deposit (Irkutsk region) and its dependence on the addition of electrolytes -sulphates of sodium, magnesium and aluminum. The values of different electrolytes coagulation threshold are determined. The values of electrokinetic potential of kaolinite particles in suspensions and the influence of electrolytes - sulfates of sodium, and magnesium - on it are determined. Experimental results and their discussion in terms of process behavior on the solid phase surface and taking into account a double electrical layer are provided.
4 figures. 4 tables. 10 sources.
Key words: montmorillonite; clay minerals; disperse systems; suspension stability; electrokinetic potential.
Введение
В нефтяной и газовой разведке глинистые породы оказывают большое влияние на условия бурения, даже в тех районах, где мощность их слоев невелика. При этом важна оценка геоэкологической ситуации на промышленной площадке, так как обычно в местах дислокации геологоразведочной экспедиции вскрыше, зачастую без последующего восстановления, подвер-
гаются значительные площади земляного покрова: вырубаются леса, снимается плодородный слой с травами и кустарниками. Часть такой работы связана с поиском выхода глины на поверхность в более или менее крупных проявлениях. При этом глина не всегда оказывается пригодной для приготовления промывочных (буровых) жидкостей и тогда поиск продолжается, поскольку глины являются основным материа-
1Яковлева Ариадна Алексеевна, доктор технических наук, профессор, тел.: 79148867614, e-mail: ayakov@istu.edu
Yakovleva Ariadna, Doctor of technical sciences, Professor, tel.: 79148867614, e-mail: ayakov@istu.edu
2Николаева Людмила Васильевна, кандидат химических наук, доцент, тел.: 79021762821.
Nikolaeva Lyudmila, Candidate of Chemistry, Associate Professor, tel.: 79021762821.
3Во Дай Ту, аспирант, тел.: 79247001239, e-mail: daitu3000@yahoo.com
Voh Dai Tu, Postgraduate, tel.: 79247001239, e-mail: daitu3000@yahoo.com
