浅析电解铝整流柜常见事故及预防措施.doc

浅析整流柜爆炸事故原因 及预防措施 摘要：近年来随着国内市场需求的增长，我国的铝电解工业得到了迅猛的发展。电解铝产能的不断增加必然要求设备容量的不断扩大，虽然各种设备的装备技术水平有所提高，但仍然存在由于系统扩容带来的许多技术问题和设备隐患。尤其在整流供电设备方面，已经出现了许多设备事故，给各个企业带来了不同程度的经济损失，造成这一局面的因素很多，但设备因素是导致事故发生的主要原因，尤其是在近几年投入使用的高电压、大电流机组，发生此类事故的频率相对较高。基于此点，本文针对电解铝整流供电系统事故发生的原因进行分析，提出对整流柜进行优化改造，消除整流设备中存在的设计缺陷；并增加弧光保护装置、逆电流保护装置等后备保护，达到增强整流供电系统抗事故能力的目的，在生产实践中取得了良好效果。 关键字：电解铝；整流柜；预防措施 随着我国铝电解产业技术的发展，目前国内铝企业已基本实现大型预焙化，而且槽型越来越大，用电负荷呈几何级增长，给电解铝供电系统安全运行带来了巨大压力。特别是近两年来，全国高电压、大电流整流器发生爆炸事故的频率相对较高。 今年1月和3月，我厂200KA整流系统某整流柜B柜连续两次发生整流元件大面积爆炸损坏事故。由于整流供电系统的保护动作及时、可靠，虽然没有造成事故扩大对电解生产有什么影响，但整流柜的元件大面积损坏事故仍引起了本单位、生产厂家的高度重视，怎样尽快查找事故原因，采取相应的预防措施，在同行业中杜绝类似事故的发生，是摆在同行业面前的一项重要工作。 对此，我们进行深入的原因分析，现将所总结了一些经验进行总结。 1、造成电解铝整流系统事故的原因分析 1.1 造成整流柜爆炸的原因 （1） 我厂的大型铝电解槽系列采用4个机组，每个整流机组由一台变压器，2 个整流柜组成，每套机组都能实现单柜稳流控制。而当其中一套整流机组直流侧汇流母线或整流内部出现短路故障时，往往会造成总汇流母线向该故障点回馈电流，形成逆流。特别是在超高直流电压的情况下，会形成很大的逆流，使故障范围扩大，引起整流柜组雪崩式烧毁，产生爆炸的恶性事故。使得电解生产长时停电，造成巨大的经济损失。 （2）整理柜中整流元件击穿，产生弧光，快熔不能及时熔断，引起弧光扩大，发展为整流柜内正负母线短路，产生爆炸。 （3）整流柜内冷却水管渗漏、喷水造成柜内元件放电短路，产生爆炸。 1.2 现有整流柜的设计缺陷 由于近几年电解铝工业发展的突飞猛进，新型的大电流、高电压整流柜层出不穷，但设计上主要延续以前，在老的设计基础上进行了简单的放大制造。随着多起硅整流柜装置崩溃性爆炸事故的发生，国内铝厂现运行的整流柜设备设计缺陷也相继暴露出来。 （1）目前国内铝行业整流机组普遍采用同相逆并联结构，这种大功率高电压的整流设备，可以有效避免整流柜体产生涡流、磁场集中以及巨大吸引力造成桥臂变形、短路、框架融化坍塌。但是这种结构也有缺陷，运行中震动大，臂间电压高，相间电压高，存在很大的安全隐患。轻者整流柜造成跳闸电解停电事故，严重者则会造成整流柜爆炸，后果不堪设想。 （2）我厂采用的是8组ZHS—2×37.5KA/1020V整流机组，接线方式为三相桥式同相逆并联。在运行中暴露出整流柜内电容漏液、直流母线框架发热、整流柜运行震动大、整流柜内绝缘材质少、绝缘强度小等问题，存在着极大的事故隐患。 2、电解铝整流系统事故的预防 电解铝整流系统的安全运行，对电解生产起着至关重要的作用。加大对整流系统供电事故的超前预防，是减少事故频率的有效手段。 2.1 对整流设备优化改造，消除事故隐患 （1）在整流柜内同相逆并桥臂相与相之间加装了隔弧板，隔弧板采用插槽式，选用高分子复合材料制品的玻璃布板，提高了相与相之间的绝缘性能。 （2） 对整流柜内的操作过电压吸收装置进行了改造。将电容改为干式自愈式电容，并将柜内过电吸收装置全部移出柜外，单独安装在新增电器箱内，解决了因振动引起的松动和失效问题，同时解决了检查人员穿越带电区域问题。 （3）换相过电压吸收装置移位，将整流柜内换相过电压装置移出整流柜，采用耐压800～1000V、耐热、阻燃导线且引出柜外，有效缩短了连线减小了电感，易于人员检查巡视。 （4）更换柜内小线，将整流柜内的操作过电压与交流母线排连接线全部更换为耐高温、阻燃、耐压3000V 6mm2的高压线；换相过电压与交流线排连接的线全部更换为耐高温、阻燃、耐压5000V 1.5mm2 的高压线，消除了二次小线引发的故障。 （5）接头更换，将柜内二极管母排和纯水间接头由塑料改为不锈钢接头，杜绝了渗水和漏税现象。 （6）更换水温、水压表，将指针式水温、水压表改为数字式数显表，大大提高了安全运行系数。 （7）桥臂过热和快熔熔断报警由电磁式继电器改为电子式继电器，彻底解决了因整流柜本身震动大，游丝和顶尖经过长期震动经常出现