Elektrokeemilised ja elektrofüüsikalised paigaldised, elektrolüüsipaigaldised. Vee elektrolüüs tööstuslikes vesinikugeneraatorites Elektrolüüsi peamised rakendused

Elektrolüüsiprotsessi (joonis) olemus seisneb selles, et kui elektriline alalisvool voolab läbi elektrolüütivanni, võib tekkida üks järgmistest nähtustest:

Või on elektrolüüdist aine osakeste sadestumine vanni elektroodidele (elektroekstraktsioon)

Või toimub aine ülekandmine ühelt elektroodilt teisele läbi elektrolüüdi (elektrolüütiline rafineerimine)

JÄRJEhoidja

Elektrolüüdina kasutatakse soolade, hapete ja aluste lahuseid, tavaliselt vees.

Ioonjuhtivus toimub elektrolüüdis. Kui elektroodidele rakendatakse pinget, liiguvad ioonid elektroodidele, neutraliseerivad ja settivad neile. Sel juhul toimub kas elektroekstraktsioon või elektrolüütiline rafineerimine.

Normaalse potentsiaali mõiste on valiku tegemisel esmatähtis.

Kui elektrood on valmistatud samast metallist, mis elektrolüüt, siis teatud potentsiaali juures ei toimu elektroodi ja elektrolüüdi vahel ei esimest ega teist protsessi. Sellist potentsiaali nimetatakse normaalseks.

Kui elektroodidele rakendatakse negatiivsemat potentsiaali, algab elektroekstraktsioon.

Kui positiivsem, siis elektrolüütiline rafineerimine.

Elektrolüüsi kasutatakse metallide saamiseks või puhastamiseks.

Kvantitatiivselt kirjeldab elektrolüüsi protsessi sama Faraday seadus.

U e-post \u003d E p + E p + U e + U s

E p - lagunemispinge

E p - anoodi ja katoodi PN summa

U e - pingelang elektrolüüdil

U s - pingelang elektroodide kontaktide siinidel

U e \u003d I ∙ R ulm

U e \u003d I ∙ (R w + R kuni + R e)

P el \u003d I ∙ (E p + E p + U e + U s)

τ - aeg tehnoloogiline protsess

E p - kasulik töö

Elektrolüüsiprotsessi efektiivsust kirjeldab aine mass.

Zn saamise tooraineks on tsingisegu ZnS. Seda mineraali kõigepealt oksüdeeritakse, röstitakse ja seejärel leostatakse.

ZnSO 4 +H 2 O(5÷6%) Sellise lahuse juhtivus on madal, seetõttu lisatakse sellele lahusele 10÷12% H 2 SO 4

Elektrolüütivann on valmistatud puidust või betoonist ja on maapinnast isoleeritud.

Elektrolüüsiprotsess viiakse läbi temperatuuril t= 35÷40 0 C

j= 400÷600 A/m 2

Katoodile ilmub PN - 1,1 V (normaalpotentsiaal -0,76 V)

Toimub elektroekstraktsioon – Zn sadestumine katoodile.

1/g e = 3500 kWh/t

τ = 40÷50 tundi

Pärast seda eemaldatakse Zn katoodilt ja sulatatakse uuesti.

KviitungAl

Elektrolüüt ei ole lahus, vaid sulam. Toorainena kasutatakse alumiiniumoksiidi Al 2 O 3

t pl \u003d 2050 0 С

Selle materjali sulal on madal juhtivus. Seetõttu kasutatakse elektrolüüdina alumiiniumoksiidi ja krüoliiti Na 3 AlF 6

t pl \u003d 950 0 С

Vannid ja elektroodid on valmistatud süsinikust või grafiidist.

I= 200÷250 kA

j= 7÷10 kA/m 2

1/g e = 14000÷16000 kW∙h/t

Galvaneerimine

See on elektrotehnoloogiline protsess metallide sadestamiseks nii metallide kui ka mittemetalltoodete pinnale elektrolüüsi abil.

Katte paksus ei ületa kümneid mikroneid.

Seal on 2 sorti:

galvaniseerimine

elektrotüüp

Galvaneerimine - vasetamine, kullamine, kullamine, kroomimine, nikeldamine ...

Enne töötlemist puhastatakse pind põhjalikult, seejärel viiakse läbi happesöövitus H 2 SO 4, HCl-ga. Elektrolüüdina kasutatakse ladestunud metalli soolalahust. Mõnikord lisatakse juhtivuse suurendamiseks happeid ja aluseid. Anood on valmistatud sadestatud metallist, tooteks on katood.

Toimub metalli ülekanne anoodilt katoodile, töötlemine toimub madalatel voolutihedustel, mitte üle kümnete A/m 2 .

Galvanoplastika - toodetest täpsete koopiate saamine.

Elektrodünaamiline efekt ja elektriline tuul

EF mõjul gaasile ja vedelale keskkonnale jälgitakse nende liikumist. See on tingitud kineetilise energia ülekandmisest keskkonna ioonide kokkupõrkel neutraalsete molekulidega.

Seda nähtust nimetatakse gaasilise keskkonna elektrituuleks.

Elektrituul on alati suunatud väiksema kõverusraadiusega elektroodist eemale.

Elektrilahendusele avaldatava löögi tugevust hinnatakse lihtsalt:

F=E∙ρρ – laengu tihedus

On kindlaks tehtud mõned elektrituule seaduspärasused:

Impulsspaigaldised

1. Elektroerosioontöötluse paigaldised.

2. Elektrohüdraulilise töötlemise paigaldised.

3. Elektriimpulsskeevituspaigaldised.

4. Käitised magnetimpulss metalli töötlemiseks.

5. Impulsselektrokeemilise töötlemise paigaldised.

1. Paigaldamine elektroerosiooni töötlemiseks.

Nende seadmete töö põhineb elektroerosiooni nähtusel, st töödeldava materjali (Me) hävimisel töödeldava pinna elektroodi vahel, tavaliselt dielektrilises keskkonnas, voolavate vooluimpulsside toimel.

Kui sädekanalis voolavad vooluimpulsid, muundub elekter elektroodide ja pinna vahelises sädemekanalis soojuseks. Olemas küte ja selle eemaldamine.

Peamised töötlemisparameetrid:

impulsi kordussagedus sadadest kuni sadade tuhandeteni Hz,

Voolu amplituud murdosadest tuhandeteni A,

Impulsside kestus on murdosadest mitme tuhande sekundini.

Neid parameetreid muutes seatakse vajalik töötlemisrežiim. Skeem 1.

1 vertikaalne masinaalus

2- töötav vann

3-tabel töövanni paigaldamiseks, mis tagab töövanni liikumise kahes koordinaadis horisontaaltasandil.

4-pööratav elektrood-toode, mis asub töövanni sees ja liigub koos sellega.

5-seade vertikaalseks liikumiseks.

6-kõrge impulsspinge allikas (perioodiline, mitte madalam kui 1kV).

7-süsteem töötava dielektrilise vedeliku (tavaliselt trafoõli) varustamiseks. Süsteemi kuuluvad pumbad, filtrid, vedeliku tagastussüsteemid, jahutid.

8-elektroodiline tööriist, mis on valmistatud tulekindlamast materjalist kui elektroodtoode (volfram, grafiit).

Paigaldusoperatsioon

Elektrood-tööriist (8) tuuakse toote (4) pinnale ja pingeallikas (6) lülitatakse sisse.

Need. elektrooditööriista (8) ja toote (4) vahelisele pilule rakendatakse kõrgepinge impulsse ja selles pilus tekivad elektrilised sädelahendused. Need kanalid on väga kontsentreeritud elektrienergia muundurid soojusenergiaks puistetihedusega 10^12 J/m3.

Sel juhul on võimsustihedus 1-10^7 W/cm2. välja paistma soojusenergia põhjustab toote metalli kuumutamist, sulamist, aurustumist ja selle eemaldamist töövedeliku abil. Sel juhul läbivad mitmed elektrilahendused kiht-kihilt läbi kogu töödeldava pinna. Selle tulemusena moodustuvad tootesse süvendid, mis kopeerivad elektroodi kuju.

Toiteallikatena kasutatakse mahtuvuslikel energiasalvestitel põhinevaid lülitustoiteallikaid.

Skeem 2.

Toide tuleb 220V võrgust kasutades voolutrafot. Suurenenud pinge alaldatakse VD-alaldi abil, alaldatud pinget kasutatakse kondensaatoripatarei Cb perioodiliseks koormamiseks. Pärast selle mahtuvuse laadimist moodustub tühjendusahel, mis sisaldab induktiivsust Lp ja töötavat sädemevahet. Mahtuvus tühjeneb, tühjendusahelas voolab vool Lp. Pärast seda suletakse türistor VD ja korratakse mahtuvuse Sat laadimise protsessi. Töötlemisrežiimi (karedus, tootlikkus) juhitakse vooluimpulsside võimsuse ja sageduse muutmisega ip.

Sellistel taimedel on kõrge tootlikkus ja kvaliteetne töötlemine. Teatud tüüpi töötlemisel on sellised paigaldised asendamatud.

Puudus: tööriista elektroodi kulumine.

Elektrohüdraulilised puhastusjaamad

Sellised paigaldised põhinevad elektrohüdraulilise efekti kasutamisel.

Elektrohüdrauliline efekt on muundada mahtuvuslikus salvestusruumis salvestatud elektrienergiaks mehaaniline energia lööklaine kasutades võimsat sädelahendust, mis tekib vedelas keskkonnas (tavaliselt vees).

Juhtmestiku skeem peaaegu sama, mis eelmisel juhul. Erinevus on tühjenduspilu pikkuses (see on pikem).

Tehnoloogilise protsessi parameetrid:

1)
- tõusva voolu järskus;

2) kuni 250 kA;

3) kuni 100 MW;

4) enne
J.

Selliste parameetrite korral on sädekanalil plahvatuse iseloom.

Kanali temperatuur
TO; Surve
MPa.

Rõhk kantakse üle vedelikule.

Kasutusvaldkonnad:

a) vormimissüdamike väljalöömine keerulise kujuga valandites;

b) valandite ja erinevate pindade puhastamine katlakivist;

c) erinevate materjalide purustamine, jahvatamine;

d) raudbetoontoodete ringlussevõtt.

Impulsskeevitusseadmed

Mõeldud püsivate keevismetallide liitmike saamiseks liite kokkupressimise ja impulssvoolu läbimise kaudu sulamistemperatuuri kuumutamise teel.

Protsessi skeem on sama, mis eelmisel juhul. Erinevus on ainult koormuses. Osad ei lähe üldse kuumaks.

Eeliseks on termiliste mõjude lokaliseerimine, väikeste keevitatud osade hävitamine on välistatud.

Magnetimpulsi töötlemise seadmed

Need paigaldised põhinevad EE muundamisel impulss-MF energiaks, seejärel toimub tööriista - induktiivpooli - poolt tekitatud impulssväljade koosmõju selle indutseeritud El-ga. vool töödeldavas detailis.

Selle tulemusena muudetakse MF-energia mehaaniliseks energiaks, mis deformeerib töödeldavat detaili vajalikul viisil.

ZU - laadija;

- induktiivsuse aku (loob soovitud kujuga impulsi);

IN - tööriista induktiivpool;

Z - tühi.

Mitmeahelalised ja üheahelalised paigaldised

Mitmeahelaline paigaldus sisaldab ühte või mitut instrumenti - induktiivpoolid, mis on valmistatud solenoidide kujul.

Voolu tekitatud solenoidi MP indutseerib töödeldavas detailis voolu . Voolud interakteeruvad ja tekitavad mehaanilisi jõude ja tooriku deformatsiooni.

- AI sisemine induktiivsus;

- AI aktiivne takistus;

- aktiivne vastupanu ;

- vastastikuse induktsiooni koefitsient;

- tooriku induktiivsus ja aktiivtakistus.

Skeemis PP, see määratakse TOE meetodil. Sellele skeemile vastavat töötehnoloogiat kasutatakse kolmes versioonis:

2) jaotus (induktsioon tooriku sees);

3) lehe vormimine (lame toorik deformeerub).

Ühe vooluahela skeem:

Sel juhul voolab tühjendusvool otse läbi töödeldava detaili. Töödeldav detail on osa AI-st.

hargneb sisse ja . Voolude koosmõju viib tooriku deformatsioonini ja see omandab punktiirjoonega näidatud kuju.

Eelised:

Puudused:

Materjal peab olema kõrge elektrijuhtivusega;

Elektrit halvasti juhtivate materjalide moodustamisel vajadus paigaldada juhtivad tihendid. vool;

Raskused pindade töötlemisel, millel on tühimik el. vool;

Raskused massiivsete toorikute töötlemisel.

Impulsselektrokeemilise töötlemise paigaldised. Need on ülalpool käsitletud elektrokeemilised tehnoloogilised protsessid, mille puhul kasutatakse konstantse pinge asemel impulsspinget.

Metallilõikepinkide elektriseadmed on mitmekesised, keerukad ja kõrge automatiseerituse tasemega. Kõige levinum metallilõikamisseadmete tüüp on suhteliselt väike arv üldiseks tööstuslikuks otstarbeks mõeldud tööpinke, mis on laialt levinud erineva profiiliga ettevõtetes. Need sisaldavad universaalsed masinadüldine otstarve treimiseks, puurimiseks, keermestamiseks jne.

Selliste masinate elektriseadmed on tavaliselt sama tüüpi ja määratakse piiratud võimsusega lihtsate elektriajamite kasutamisega. Juhtsüsteemides kasutatakse laialdaselt jadaelektriseadmeid (magnet- ja türistorkäivitajad, automaatlülitid, erinevad releed jne).

Vaatleme näiteks universaalse kruvilõiketreipingi 1K62 põhiosi ja elektriahelat (joonis 143).

Riis. 143. Üldine vorm(a) ja 1K62 kruvilõikepingi juhtahel (b):
1 - peavarras; 2 - spindel; 3 - tugi; 4 - sabaosa; 5 - juhtpaneel; 6 - juhtkruvi; 7 - võll; 8 - söödakast; 9 - voodi

Spindli 2, juhtkruvi 6 ja võlli 7 käitamine toimub peavarras 1 asuva käigukasti ja toitekasti 8 kaudu raami 9 sisse peidetud peaelektrimootorilt M 1. Võimsus Ml on 10 kW . Lisaks peamootorile on masin varustatud elektrimootoriga M4 (elektrimootor pidurisadula 3 kiireks paigaldusliigutusteks), elektrimootoriga jahutuspumba jaoks M2 ja elektrimootoriga hüdrosüsteemi M3 käitamiseks. , ühendatud ShR-pistikuga. M3 mootorit kasutatakse siis, kui masinal kasutatakse hüdrokoopiaseadet. sabapuu Masinat 4 kasutatakse teise tugikeskuse (keskustes töötlemisel) või aukude töötlemiseks mõeldud lõikeriista (puur, kraan, hõõrits) paigaldamiseks. Lõikurid paigaldatakse nihiku peasse, mis teavitab neid piki- ja põikisuunalisest etteandmisest.

Masin lülitatakse sisse, lülitades sisse pakendilüliti Q1. Juhtahelat toidetakse eraldustrafo T kaudu, mille sekundaarpinge on 110 V.

M1 mootor käivitatakse SVP nupuga, millele vajutades lülitatakse sisse KM kontaktor. Samaaegselt Ml-ga käivitatakse mootor M2 (jahutuspumba mootor) paketilülitiga Q2 ja M3 (hüdraulikasüsteemi mootor) sisse lülitatud pistikühendusega ШР.

Mootori Ml töö tühikäigul on piiratud relee KT viivitusega. CT-relee mähis lülitatakse sisse SO-lülitiga, mis sulgeb kontaktid spindli seiskumisel. Kui tööpaus ületab 3–8 minutit, avaneb releekontakt KT ja kontaktor KM ei saa toidet ning mootor Ml peatub, piirates sellega tühikäiku, vähendades võimsuskadusid.

M4 mootori töö sõltub pidurisadula liikumisest, mis vajutab SAB lülitit, sulgeb kontaktori KMB spiraali ahela läbi kontakti ja lülitab mootori sisse. Sadula käepideme tagasi viimine keskmisesse asendisse lülitab M4 mootori välja.

Trafo T tagab masina valgustuse pingega 36V. Kaitse lühise eest toimub kaitsmetega F1 - F5 ja ülekoormuse eest - termoreleedega KST1, KST2 ja KST5. M4 mootor töötab lühikest aega ja ei vaja ülekoormuskaitset.

Keevitusseadmete elektriseadmed

Erinevate elektrikeevitusseadmete hulgas on elektrikaarkeevitusseadmeid laialdaselt üldiselt tööstuslikult kasutatud.

Lihtsamad on keevituspaigaldised (postid) käsitsi kaarkeevituseks. Sellise keevitusjaama elektriseadmete aluseks on keevitusvoolu allikas. Allikatena kasutatakse spetsiaalseid keevitustrafosid, alaldeid ja AC-DC muundureid. Lisaks toiteallikale sisaldab keevitusjaam elektrikilpi, painduvaid juhtmeid ja elektroodihoidjat.

Keevitustrafod vastavalt oma konstruktsioonile ja elektromagnetahelatele jagunevad trafodeks: eraldi drosseliga, kombineeritud drosseliga, teisaldatavate mähistega, magnetsundiga ja alalisvoolu eelpingega. Nendes trafodes kasutatakse keevitusvoolu juhtimiseks drosselid, magnetshunte, liikuvaid mähiseid või alalisvoolu eelpingeid.

Riis. 144. Liikuvate poolidega keevitustrafo

Kõige sagedamini kasutatavad liigutatavate mähistega trafod on kõige lihtsamad ja usaldusväärsemad (joonis 144). Sellise trafo südamik on varda tüüpi, lamineeritud. Primaar- ja sekundaarmähis on kihilised, arenenud jahutuspinnaga. Iga mähis koosneb kahest poolist, mida saab ühendada järjestikku või paralleelselt. Magnetahelal 1 on fikseeritud primaar-4 ja teisaldatavad sekundaarmähised 3, mida liigutatakse piki magnetahelat juhtkruvi abil, kasutades voolu juhtnuppu 2, muutes magneti lekkevoogu ja seega ka keevitusvoolu. Võimsusteguri parandamiseks kasutatakse kondensaatorit 5.

Riis. 145. Keevitusalaldi:
a - välimus; b - elektriahel.

Alalisvooluga keevitamiseks kasutatakse keevitusalaldeid (joonis 145), mis kujutab endast laiemaid tehnoloogilisi võimalusi kui vahelduvvool. Peamine koostisosad alaldid on kolmefaasiline trafo, mis koosneb 3 fikseeritud ja 2 liigutatavast pingeregulaatoriga mähist ja VB pooljuhtventiilide plokist 1, mis on kokku pandud kolmefaasilise silla skeemi järgi. Keevitusvool muudetakse käepideme 5 abil. Keevitusseadme jahutamiseks kasutatakse elektrilist ventilaatorit 4.

Üha laiemalt levinud poolautomaatne keevitamine kaitsegaaside keskkonnas ja kummi all. Polüautomaatse keevitamise korral on keevitustsooni keevitustsooni etteandmine mehhaniseeritud. Üks lihtsamaid konstruktsiooni ja juhtimise poolest on PSH poolautomaatne voolik sukelkaare keevitamiseks (joonis 146).

Riis. 146. Elektriahela samm poolautomaatne keevitamine PS

Sööturi elektriajamis asünkroonne elektrimootor M oravapuuriga rootoriga. Mootor on käigukasti kaudu (joonisel pole näidatud) ühendatud keevitustraadi etteandemehhanismi SP ajamirullikuga VR. Mootori toiteallikaks on kaks ühefaasilist trafot T1 ja T2, mis langetavad pinge ohutu väärtuseni (42 V). Mootori tagurpidikäik etteandemehhanismi reguleerimisliigutuste jaoks toimub PR-lüliti abil. Traadi etteande kiiruse astmeline reguleerimine toimub muutmise teel ülekandearv käigu reduktor.

Poolautomaatse seadme juhtimiseks kasutatakse ühe nupuga SB-posti, mis on paigaldatud põleti käepidemele. SB vajutamisel aktiveerub vaherelee P, mis lülitab sisse toitemootori M ja toitekontaktori KM. Poolautomaatse seadme töötamise ajal tuleb vajutada nuppu SB, millel ei ole iselukustumist. Kui SB vabastatakse, lülitub keevitustrafo välja. Üldist lülitit ja seadmeid pole diagrammil näidatud.

Kell keevitustööd täitma mitmeid töökaitse- ja tehnoloogiaeeskirjade järgimise tingimusi ohutu töö. Kui elektrikeevitustööd tehakse siseruumides, peavad need olema hästi ventileeritud. Elektrikeevitaja peab töötama spetsiaalses riietuses (trükiülikond, labakindad, saapad), kasutama silmade ja näo kaitseks kiivrit või kaitseprillidega maski.

Keevitusseadet ja selle seadmeid kontrollitakse ja puhastatakse vähemalt kord kuus. Keevitusseadmete remont toimub vastavalt ajakavale, mille on kinnitanud ettevõtte peaenergeetik.

Kell jooksvad remonditööd paigaldised mõõdavad elektriahelate isolatsioonitakistust ja pärast kapitaalremonti testitakse isolatsiooni elektrilist tugevust.

Elektrolüüsi tehased

Elektrolüüs on oksüdatsiooni-redutseerimise elektrokeemiline protsess elektrolüüti sukeldatud elektroodidel, läbides seda elektrivool. Elektrolüüs viiakse läbi spetsiaalsetes elektrolüsaatorites.

elektrolüsaator on elektrolüüdiga täidetud anum või anumate süsteem, millesse on paigutatud elektroodid - katood ja anood -, mis on ühendatud vastavalt alalisvooluallika negatiivse ja positiivse poolusega. Elektrokeemilise oksüdatsiooni protsess toimub anoodil ja redutseerimine toimub katoodil. Anoodid on valmistatud grafiidist, süsinik-grafiitmaterjalist, teatud metallide oksiididest, pliist ja selle sulamitest ning katoodid on valmistatud terasest.

Kaasaegsetes suurtes elektrolüüsijaamades on koormus kuni 500 kA. Tööstuses saadakse elektrolüüsitehastes elektrokeemiliste protsesside abil lihtsaid ja keerulisi aineid. Elektrolüüs on alumiiniumi, seebikivi, kloori jne tööstusliku tootmise peamine meetod. Hapnikku ja vesinikku saadakse vee elektrolüüsil. Elektrolüüsi kasutatakse ka metalltoodete pinnatöötluseks galvaniseerimisega (katoodprotsessid), poleerimiseks, söövitamiseks, anodeerimiseks (anoodprotsessid).

Metallplaatimine toimub galvaniseerimisvannides pingega 3,5 - 24 V ja vooluga kuni 500 A. Vannid saavad toite muundurite ühisliinidest ning pinget ja voolu reguleeritakse reostaatide abil. Kui ühest generaatorist toidetakse mitut vanni, lülitatakse need sisse paralleelselt iga vanni reostaadi paigaldamisega. Siin on reeglina valmistatud keevitatud kontaktliigenditega alumiiniumrehvidest, millel on väiksem kontakttakistus kui poltühendused kontaktid.

Elektrolüüsitehaste hooldus seisneb perioodiliste ülevaatuste korraldamises, paigaldise kõikide osade isolatsioonitakistuse mõõtmises ja remonditööde tegemises vastavalt PPREO graafikutele.

Valvevalves olev elektrik teeb paigaldiste väliskontrolli igas vahetuses. Kontrollimisel juhitakse tähelepanu kontaktliidete temperatuurile, siinide seisukorrale, lühiste puudumisele anoodide ja katoodide ahelas, siinide isolatsiooni pinna seisukorrale (isolaatorid, tihendid, klambrid jne), olemasolu ja kasutatavus kaitseseadmed. Lisaks mõõdetakse elektrolüüsi rakuliinide otste potentsiaali maa suhtes.

Paigalduse kõikide osade isolatsioonitakistust mõõdetakse vähemalt kord kolme kuu jooksul.

Elektrolüüsitehaste kõigi juhtivate elementide kapitaalremont viiakse läbi vähemalt kord aastas ning kõrge temperatuuriga tsoonis või korrosioonile, mehaanilisele pingele alluvates piirkondades saab sagedust vähendada ja see määratakse kindlaks kohalike juhistega.

Elektrotermilised taimed

Elektriahjusid kasutatakse elektriliste nähtuste termilise mõju tõttu metallide kuumutamiseks, sulatamiseks või töötlemiseks. Elektrienergia soojusenergiaks muundamise meetodi järgi eristatakse kaar-, induktsioon- ja takistusahjusid.

Elektriahju paigalduse koostis sisaldab elektriahju, elektriahju trafot, alaldit, kõrgendatud sagedusega generaatorit; lülitusseadmed (lüliti, lahklüliti jne) ja abiseadmed(drosselid, kondensaatorid, anoodalaldid jne). Elektriahjud on energiamahukad paigaldised.

Elektrikaarahjusid kasutatakse terase, malmi, vase ja muude metallide sulatamiseks. Nende ahjude võimsus ulatub 80 000 kW-ni. Elektrivõrgu osa trafost ahju elektroodideni koosneb rehvidest, painduvatest ühendustest ja juhist. Selles võrgus ulatub vool mitmekümne tuhande ampriteni.

Ühefaasilised induktsioonahjud (joonis 147) töötavad erinevatel voolusagedustel (50-75 000 Hz). Kuumutamine toimub metallis indutseeritud voolude tõttu.

Riis. 147. Induktsioonkütte paigaldamise skeem:
1 - toiteallikas; 2 - kondensaator; 3 - induktiivpool; 4 - kuumutatud keha; 5 - tiigel.

Normaalsagedusega induktsioonahjud on trafo, milles sekundaarmähise rolli täidab suletud rõnga kujul olev metallvann. Nende ahjude võimsus ulatub 17 000 kW-ni.

Induktsioonkuumutuspaigaldisi kasutatakse laialdaselt elektrimasinate, -aparaatide, torustike vedelike soojendamiseks jne. Metallide kõvendamiseks kasutatakse ahjusid, mis töötavad sagedusel 2500 - 8000 Hz.

Elektriahju paigaldiste ülevaatus toimub iga päev. Ülevaatuste käigus eemaldada tolm, mustus, kontrollida elektroodihoidjate, siinide, kaablite, juhtmete kontaktide seisukorda, mehhanismide määrimist. Erilist tähelepanu pöörake tähelepanu blokeerimisseadmete tööle ja olekule: nende töö rikkumine võib põhjustada tehnoloogia rikkumisi, seadmete rikkeid ja õnnetusi. Kaarahjudes puhastatakse perioodiliselt katlakivi elektroodihoidikute kontaktpindadelt ja ahjupaigaldiste trafodest võetakse analüüsimiseks õliproove.

Takistusahjude kontrollimisel pöörake tähelepanu kütteelementide tööle. Defektsete kütteelementidega ahjude töötamine, kui küttekehad on paigaldatud teistele sulamitele; puudega elemendid; Keraamiliste küttekehadega ahjude faaside ebaühtlane koormus ei ole lubatud. Iga paigaldus elektriahi takistus peab olema hooldusjuhendiga. Kogu teeninduspersonal on eriharidus nende ahjude töö ja töökaitseeeskirjade järgimise kohta.

Elektriahju paigaldiste remont toimub ettevõtte peaenergeetniku kehtestatud ajakava järgi.

Laetavad patareid

Happeaku põhiosad on elektrolüüdi- ja pliiplaatidega paak, mis on üksteisest eraldatud eraldajatega. Positiivsena kasutage pliiplaate suur hulk ribid, mis suurenevad tööpind, ja negatiivsena - karbikujulised plaadid. Elektrolüüt on väävelhappe ja destilleeritud vee segu. Laadimis- ja laadimisseadmeid kasutatakse elektrienergia täiendamiseks akudes.

Reeglina töötavad laetavad akud pideval laadimisrežiimil. Sel juhul ühendatakse pidevalt töötava laadijaga paralleelselt rehvidega laetud aku. Pideva laadimise meetod suurendab elektripaigaldise töökindlust, annab reservi laadija rikke korral. Akut hoitakse täielikult laetuna. Iga elemendi pingetase peaks olema 2,1–2,2 V. Elektrolüüdi tihedus hoitakse tasemel 1,24.

Leelispatareid jagunevad kaadmiumnikliks ja raudnikliks. Mahutid on valmistatud nikeldatud rauast. Elektrolüüt valmistatakse teras- või emailnõus ja seda vahetatakse igal aastal. Selleks tühjendatakse akud pingeni 1 V, elektrolüüt tühjendatakse, pestakse destilleeritud veega ja täidetakse kohe värske elektrolüüdiga. 2 tunni pärast kontrollitakse elektrolüüdi tihedust ja reguleeritakse see normaalseks (temperatuuril t = 20 ° C peaks see olema 1,19–1,21) ja lülitatakse laadimiseks sisse. Laadimise alguses tõuseb aku pinge järsult 1 V-lt 1,6 V-ni, seejärel tõuseb aeglaselt 1,75 V-ni. Laadimise lõpus on püsiv pinge 20 - 30 minutit (raud-nikli puhul - 1,8-1,9 V ja kaadmium-nikli jaoks 1,75-1,85 V).

Akupaigaldiste hooldamisel järgitakse rangelt kasutusreegleid, et tagada nõuetekohane ja tõrgeteta töö ning selle ohutu hooldus. Hoidke akuruum puhtana ja jälgige tööd sissepuhke- ja väljatõmbeventilatsioon. Ventilatsioon peab olema sisse lülitatud kogu aku laadimise ajal ja 1,5-2 tundi pärast selle lõppemist.

Nendesse ruumidesse on keelatud paigaldada kaitsmeid, pistikupesasid, automaatseid seadmeid, luminofoorlampe, lüliteid, mis võivad tekitada sädet.

Akude ülevaatus toimub järgmistel aegadel: valves olev elektrik - iga päev, kapten - kaks korda kuus, akuspetsialist - vastavalt graafikule.

Kõik akuruumi metallosad on värvitud happekindla värviga. Värvitud ja värvimata akurehvid määritakse vaseliiniga.

Happe või leelisega töötades kandke kindlasti jämedast villast ülikonda, kaitseprille, kummikindaid, kummisaabaste ülaosale tõmmatud ülikonnapükse. Happe või leelisega pudeleid on vaja koos kanda spetsiaalsel kanderaamil, millesse pudel on fikseeritud. Lahuse valmistamise ajal tuleks hape valada õhukese joana destilleeritud veega anumasse (ja mitte vastupidi!). Happega mõjutatud nahapiirkonnad pestakse külma vee vooluga ja neutraliseeritakse 5% soodalahusega ning leelisepõletuse korral pestakse veejoaga ja neutraliseeritakse boorhappe lahusega.

Korraga oli sulasooladest elektrolüüsi abil esimest korda võimalik eraldada puhast kaaliumi, naatriumi ja paljusid teisi metalle.

Tänapäeval kasutatakse seda protsessi ka igapäevaelus – veest vesiniku "väljavõtmiseks". Tehnoloogia on enam kui soodne, sest vee elektrolüüsiseade on lihtsalt soodalahusega anum, millesse on kastetud elektroodid.

Elektroodid on väikesed ruudukujulised lehed, mis on lõigatud tsingitud terasest või, parem, roostevabast terasest 03X16H15M3 (AISI 316L). Tavalise terase "sööb" elektrokeemiline korrosioon väga kiiresti ära.

Olles konteineri seina noaga augu lõiganud, peate sellele paigaldama kaks jämedat filtrit - sobivad “mudakollektorid” (teine ​​nimi on kaldus filter) või pesumasinate filtrid.

Järgmisena paigaldatakse 2,3 mm paksune plaat ja mullitoru.

Elektrolüsaatori loomine lõpetatakse plaadi küljel asuva katikuga otsiku paigaldamisega.

Ülemine konteineri seade

Elektroodid on valmistatud roostevabast teraslehest mõõtmetega 50x50 cm, mis tuleb lõigata veskiga 16 võrdseks ruuduks. Iga plaadi üks nurk lõigatakse ja vastasküljel tehakse M6-poldi jaoks auk.

Elektroodid pannakse ükshaaval poldi külge ja nende isolaatorid lõigatakse kummist või silikoontorust. Teise võimalusena võite kasutada toru veetasemest.

Konteiner kinnitatakse liitmikega ja alles pärast seda paigaldatakse mullitoru ja klemmidega elektroodid.

Alumise konteineri mudel

Selles versioonis algab seadme kokkupanek roostevabast alusest, mille mõõtmed peavad vastama konteineri mõõtmetele. Järgmisena paigaldage plaat ja toru. Selle modifikatsiooni filtrite paigaldamine pole vajalik.

Seejärel peate 6 mm kruvidega kinnitama aknaluugi põhjaplaadi külge.

Düüsi paigaldamine toimub liitmiku abil. Kui siiski otsustatakse filtrid paigaldada, tuleks nende kinnitamiseks kasutada kummitihendite plastklambreid.

Valmis seade

Elektroodiplaatide vaheliste isolaatorite paksus peaks olema 1 mm. Sellise pilu korral on voolutugevus kvaliteetseks elektrolüüsiks piisav, samal ajal võivad gaasimullid kergesti elektroodidelt maha tulla.

Plaadid on omakorda ühendatud toiteallika poolustega, näiteks esimene plaat - "plussiga", teine ​​- "miinus" jne.

Kahe ventiiliga seade

2-klapilise elektrolüsaatori mudeli tootmisprotsess pole eriti keeruline. Nagu eelmises versioonis, peaks kokkupanek algama aluse ettevalmistamisega. See on valmistatud teraslehest toorikust, mis tuleb lõigata vastavalt konteineri mõõtmetele.

Plaat on tugevalt aluse külge kinnitatud (kasutame M6 kruvisid), misjärel on võimalik paigaldada vähemalt 33mm läbimõõduga mullitoru. Pärast seadmele katiku valimist saate jätkata ventiilide paigaldamist.

Plastist konteiner

Esimene on paigaldatud toru alusele, mille jaoks on vaja liitmik selles kohas kinnitada. Ühendus tihendatakse kinnitusrõngaga, mille järel paigaldatakse veel üks plaat - seda läheb vaja katiku kinnitamiseks.

Teine klapp tuleks paigaldada torule 20 mm kaugusel servast.

Veeküttesüsteemi tulekuga õhusüsteem kaotas teenimatult oma populaarsuse, kuid nüüd kogub taas hoogu. - soovitused projekteerimiseks ja paigaldamiseks.

Saate teada kõike diislikütuse imeahju valmistamise ja kasutamise kohta.

Ja selles teemas analüüsime korteri soojusarvestite tüüpe. Klassifikatsioon, disainifunktsioonid, seadmete hinnad.

Kolm klapimudelit

See modifikatsioon ei erine mitte ainult ventiilide arvu poolest, vaid ka selle poolest, et selle alus peab olema eriti tugev. Kasutatakse sama roostevaba terast, kuid suurema paksusega.

Ventiili nr 1 paigaldamise koht tuleb valida sisselasketorule (see on ühendatud otse mahutiga). Pärast seda tuleks ülemine plaat ja teine ​​mullitüüpi toru kinnitada. Selle toru otsa on paigaldatud ventiil number 2.

Teise klapi paigaldamisel tuleb liitmik kinnitada piisava jäikusega. Teil on vaja ka kinnitusrõngast.

Vesinikupõleti valmisversioon

Järgmine etapp on katiku valmistamine ja paigaldamine, mille järel klapp nr 3 kruvitakse toru külge. Naastude abil tuleb see ühendada otsikuga, samas kui isolatsioon tuleb tagada kummitihendite abil.

Puhas vesi (destilleeritud) on dielektrik ja selleks, et elektrolüsaator töötaks piisava tootlikkusega, tuleb see muuta lahuseks.

Parimat tulemust ei näita mitte soolalahus, vaid leeliselised lahused. Nende valmistamiseks võite vette lisada söögisoodat või seebikivi. Sobivad ka mõned kodukeemia, näiteks "Mr. Muscle" või "Mole".

Tsingitud plaadiga seade

Elektrolüüsi väga levinud versioon, mida kasutatakse peamiselt küttesüsteemides.

Pärast aluse ja konteineri ülesvõtmist ühendavad need lauad kruvidega (neid on vaja 4). Seejärel paigaldatakse seadme peale isoleeriv tihend.

Mahuti seinad ei tohiks olla elektrit juhtivad, st metallist. Kui on vaja teha ülitugev anum, siis tuleb võtta Plastist konteiner ja asetage see sama suurusega metallkesta sisse.

Jääb üle kruvida anum naastudega aluse külge ja paigaldada katik koos klemmidega.

Mudel pleksiklaasiga

Elektrolüütilise elemendi kokkupanekut orgaaniliste klaaside toorikute abil ei saa nimetada lihtsaks ülesandeks - antud materjalüsna raske töödelda.

Raskusi võib oodata ka sobiva suurusega konteineri leidmise etapis.

Plaadi nurkadesse puuritakse üks auk, mille järel plaadid paigaldatakse. Nende vaheline samm peaks olema 15 mm.

peal järgmine samm jätkake aknaluugi paigaldamisega. Nagu ka muude modifikatsioonide puhul, tuleks kasutada kummist tihendeid. Pidage meeles, et selles konstruktsioonis ei tohiks nende paksus olla suurem kui 2 mm.

Mudel elektroodidel

Vaatamata veidi murettekitavale nimele on see elektrolüsaatori modifikatsioon ka üsna taskukohane isetootmine. Seekord algab seadme kokkupanek alt, tugevdades katikut tugeval terasalusel. Elektrolüüdiga anum, nagu ühes ülalkirjeldatud valikus, asetatakse peale.

Pärast katikut jätkake toru paigaldamisega. Kui konteineri mõõtmed lubavad, saab selle varustada kahe filtriga.

• leht ei puuduta konteinerit;
• selle (lehe) ja kinnituskruvide vaheline kaugus peab olema 20 mm.

Selle vesinikugeneraatori versiooni puhul tuleks elektroodid kinnitada värava külge, asetades klemmid selle teisele küljele.

Plastist tihendite kasutamine

Polümeersete tihenditega elektrolüsaatori valmistamise võimalus võimaldab plastmahuti asemel kasutada alumiiniummahutit. Tänu tihenditele on see kindlalt isoleeritud.

Plastist tihendite väljalõikamisel (vajate 4 tükki) peate andma neile ristküliku kuju. Need asetatakse aluse nurkadesse, jättes 2 mm vahe.

Nüüd saate alustada konteineri paigaldamist. Selleks vajate teist lehte, millesse on puuritud 4 auku. Nende läbimõõt peab vastama M6 keerme välisläbimõõdule - nende kruvidega kruvitakse konteiner.

Alumiiniummahuti seinad on jäigemad kui plastmahuti omad, seega kindlama kinnituse jaoks tuleks kruvipeade alla asetada kummist seibid.

See jääb viimaseks etapiks - aknaluugi ja klemmide paigaldamine.

Kahe kontaktklemmi mudel

Kinnitage plastnõu silindrite või kruvide abil teras- või alumiiniumlehest alusele. Pärast seda peate aknaluugi paigaldama.

Selles modifikatsioonis kasutatakse nõela otsikut läbimõõduga 3 mm või veidi rohkem. See tuleb paigaldada oma kohale, ühendades konteineriga.

Nüüd peate juhtmete abil ühendama klemmid otse alumise plaadiga.

Toru paigaldatakse viimase elemendina ja koht, kus see on anumaga ühendatud, tuleb tihendada kinnitusrõngaga.

Filtreid saab laenata katkisest pesumasinad või paigaldage tavaline "muda".

Samuti peate spindlile kinnitama kaks ventiili.

Kodu elektrifitseerimine on uue hoone korrastamise oluline etapp. – professionaalsete elektrikute nõuanded.

Õpid, kuidas oma kätega lihtsat soojusakumulaatorit valmistada. Nagu ka süsteemi sidumine ja seadistamine.

Skemaatiline esitus

Elektrolüüsireaktsiooni skemaatiline kirjeldus ei võta rohkem kui kahte rida: positiivselt laetud vesiniku ioonid tormavad negatiivselt laetud elektroodile ja negatiivselt laetud hapnikuioonid positiivsele. Miks selle asemel puhas vesi kas peate kasutama elektrolüütilist lahust? Fakt on see, et veemolekuli purustamiseks on vaja piisavalt võimsat elektrivälja.

Sool või leelis täidab olulise osa sellest tööst keemiliselt: positiivse laenguga metalliaatom tõmbab ligi negatiivselt laetud hüdroksorühmi OH ning negatiivse laenguga leeliseline või happeline jääk positiivseid vesinikioone H. Seega, elektriväli jääb üle vaid ioonid elektroodidele tõmmata.

Elektrolüüsi skeem

Elektrolüüs toimib kõige paremini sooda lahuses, millest üks osa lahjendatakse neljakümnes osas vees.

Elektroodide parim materjal, nagu juba mainitud, on roostevaba teras, kuid plaatide valmistamiseks sobib kõige paremini kuld. Mida suurem on nende pindala ja mida suurem on voolutugevus, seda rohkem gaasi eraldub.

Tihendid võivad olla valmistatud mitmesugustest mittejuhtivatest materjalidest, kuid polüvinüülkloriid (PVC) sobib selle rolli jaoks kõige paremini.

Järeldus

Sellest toodetud vesinikku saab muuta toiduvalmistamiseks kasutatavaks kütuseks või rikastada seda bensiini-õhu seguga, suurendades sellega automootorite võimsust.

Vaatamata seadme põhiseadme lihtsusele õppisid käsitöölised tegema mitmeid selle sorte: lugeja saab neist ükskõik millise oma kätega valmistada.

Seotud video

Elektrolüüs on aine vabanemine elektroodidel, kui vool läbib elektrolüüti, elektroodidel toimuvad oksüdatsiooni- ja redutseerimisprotsessid, millega kaasneb elektronide omandamine või kadu aineosakeste poolt.

Elektrolüsaator on vann, milles protsess toimub elektrienergia neeldumisega.

Tööpõhimõte:

Riis. 1.1.

Paigalduse põhielemendid on: elektrolüüt 1, elektroodid 2 ja toiteallikas 3.

Elektrolüüsielemendi pinge (U) koosneb kolmest komponendist:

U = U1 + Uak + Ue, (1,1)

Uac - elektroodilähedane pinge;

Ue on elektrolüüdi pinge.

Elektrolüüsivannis vabanev võimsus (Rev) määratakse järgmise avaldise abil:

Rev = I(U1 + Uа + Uк + Il/σ), (1,2)

kus I on vool vannis, A;

Uа, Uк – pingelang anoodil ja katoodil, V;

l on elektroodide vaheline kaugus, m;

σ on elektrolüüdi erijuhtivus, 1/(Ohm m).

Ainult osa sellest jõust kulub aine lagunemisele. Ülejäänud võimsus läheb elektrolüüdi soojendamiseks ja ioonide transportimiseks läbi lahuse. Elektrolüüsiprotsessi efektiivsust hinnatakse energiatoodangu (Ae, %) järgi.

Аe=α·(Ат/U)·10 2, (1.3)

kus α on aine elektrokeemiline ekvivalent;

Am on metalli voolutugevus, g/J;

U on elektrolüsaatori pinge, V.

Metalli vooluhulk on vabanenud metalli kogus (g) kulutatud energiaühiku (J) kohta.

Protsessi intensiivsuse määrab elektroodi voolutihedus

je = I/S, (1,4)

kus I on praegune, A;

S on elektrolüüti sukeldatud elektroodi osa pindala, m2.

Elektroodide pinna lähedale moodustub kahekordne elektrikiht, mis takistab ioonide sisenemist ja väljumist. Vastupanu nõrgendamiseks rakendage:

Elektrolüüdi tsirkulatsioon, temperatuuri ühtlustamiseks;

Elektroodide vibratsioon;

Lülitav toiteallikas.

Elektrolüüs on üks tehnoloogiliste protsesside liike. Selle olemus seisneb aineosakeste eraldamises elektrolüüdist, kui seda läbib alalisvool, ja nende sadestumises elektrolüüti sukeldatud elektroodidele (elektroekstraktsioon) või aine ülekandmises ühelt elektroodilt läbi elektrolüüdi teise (elektrolüütiline rafineerimine). .

Elektrolüüsi rakendatakse:

Värvilises metallurgias kergmetallide (alumiinium, magneesium, kaadmium jne) tootmiseks ja raskmetallide (vask, hõbe, kuld, nikkel, plii jne) rafineerimiseks;

Elektrokeemias kloori, vesiniku, raske vee tootmiseks,

hapnik, fluor, kaalium, naatrium jne;

Masinaehituses kaitse- ja dekoratiivsed katted metall- ja mittemetalltooted (tsinkimine, nikkelimine, kaadmiumiga katmine, pliiga katmine, vasega katmine, kroomimine, hõbedamine, oksüdeerimine jne);

Mustmetallurgias tinatamiseks ja elektrolüütiliseks puhastamiseks.

Metallurgias kasutatakse kahte tüüpi elektrolüüsi: vesilahuste elektrolüüs ja sulasoolade elektrolüüs. Esimest kasutatakse madala normaalpotentsiaaliga metallide (tsink, kroom, tina, nikkel, plii, hõbe) tootmiseks ja elektrolüütiliseks rafineerimiseks ning see toimub temperatuuril mitte üle 100 С, teist kasutatakse saada kõrge normaalpotentsiaaliga metalle (magneesium, alumiinium, leelismuldmetallid). metallid) temperatuuril umbes 1000 C.

Elektrolüüs viiakse läbi spetsiaalselt varustatud vannides - elektrolüsaatorites. Vanni pinge on mitu volti ning voolud ulatuvad kümnete ja sadade tuhandete ampriteni. Suurte voolude säästlikuks ärajuhtimiseks ühendatakse identsed vannid järjestikku, vastavalt muunduri paigalduse pingele.

Vannide elektritakistuse muutused, mis on tingitud elektrolüüdi kuumutamisest, muutused selle keemilises koostises, voolulekked, häired normaalses töörežiimis, seeria üksikute vannide kasutusest kõrvaldamine, samuti toitepinge muutused tingivad vajaduse elektriliste parameetrite reguleerimine. Elektrolüüsiseadme soovitud jõudluse tagamiseks kasutatakse seeria pinge, võimsuse ja voolu automaatset reguleerimist. Kõige tavalisem reguleerimismeetod on seerias püsiva voolu säilitamine.

Värvilise metallurgia kõige võimsamate elektrolüüsitehaste hulka kuuluvad alumiiniumi ja magneesiumi tootmiseks mõeldud vannid. Alumiiniumi saamiseks kasutatakse elektrolüsaatoreid pingega 4–5 V ja voolutugevusega 100–150 kA, seeria pinge on 450–850 V. Elektrolüüsiseadmete töörežiimid on pikad ja pidevad. Üksikute vannide remondiks võtmisel manööverdatakse need spetsiaalsete rehvidega. Töökindluse kategooria järgi kuuluvad paigaldised esimesse kategooriasse. Mõned neist, näiteks alumiiniumi elektrolüüsitehased, võimaldavad vannide suure soojusmahtuvuse tõttu lühiajalisi (mitu minutit) katkestusi, kuid pikaajaline peatus võib viia elektrolüüdi tahkumiseni ja tehnoloogilise protsessi olulise katkemiseni, mille taastamiseks võib kuluda kuni 10 päeva.

Elektrokeemias kasutatakse elektrolüsaatoreid pingega 2–10–12 V ja mõnel juhul kuni 10–220 V (filtripressi põhimõttel valmistatud vee lagundamiseks mõeldud paigaldised, milles kõik elektroodid on järjestikku ühendatud ). Vannide seeria pinged on 150–850 V. Kloori elektrolüüsi ajal on vannide vool 100–190 kA. Elektrokeemiaseadmete töörežiim on pidev. Elektrokeemiapaigaldised kuuluvad esimesse töökindluse kategooriasse. Klooriseadmete puhul on eriti ohtlikud elektrikatkestused käivitusperioodil.

Metallkatte paigaldistes jääb vannide pinge vahemikku 3,5–9–10 V ja maksimaalselt 25 V. Vannide voolud varieeruvad vahemikus 0,1–5 kA ja rohkem. Enamikul juhtudel on vaja reguleerida voolu suurust laias vahemikus. Üksikute vannide töörežiimide erinevus ei võimalda nende järjestikust kaasamist. Vannid toidetakse enamasti tavaliinidest pingega 6–12 V läbi individuaalsete reguleeritavate reostaatide. Automaatsetes tootmisliinides kasutatavad metallplaadistuspaigaldised kuuluvad esimese kategooria vastuvõtjate hulka, eraldi vannid - teise kategooriasse. Metallitöötlustsehhide konverterseadmete koguvõimsus on 50–200 kW. Nende toiteallikaks on töökodade võrgud pingega 380 V. Käitiste töörežiimid on tsüklilised, seotud toodete vannidesse laadimise ja nende mahalaadimisega.

Tööstuslikuks elektrolüüsiks kasutatakse alalisvoolu. Koos traditsiooniliste alalisvoolu elektrolüüsi läbiviimise meetoditega kasutatakse režiime, mis on seotud keeruka kujuga voolude kasutamisega, alalisvoolu perioodiliste muutustega. Elektrolüüsipaigaldised saavad toite alalisvoolugeneraatoritest, sealhulgas unipolaarsetest generaatoritest, ja staatilistest pooljuhtmuunduritest.

Muundurplokk koosneb jõutrafost, ühest, kahest või neljast alaldiplokist, samuti lülitus-, juhtimis- ja abiseadmetest (kaitse, signalisatsioon). Kuni 6,25 kA alaldatud vooluga seadmetel on ühe sekundaarmähisega klapitrafo, vooluga 12,5 kA - kahe, vooluga 25 kA - nelja mähisega ja vastavalt ühe, kahe ja nelja alaldiplokiga ( joonis 1.1) .

Riis. 1.1.

Muundurseadmete puhul kasutatakse kuuefaasilist nullahelat koos trafo sekundaarmähiste ühendamisega vastavalt skeemile "kaks pöördtähte võrdsustamisreaktoriga" (joonis 1.2 a) ja kolmefaasilist sildahelat (joonis 1). 1.2 b). Konverteri ühikud väike võimsus on kokku pandud kolmefaasiliselt nullskeem(joonis 1.2 c).

Riis. 1.2.

Enamik elektrolüüsitehaseid vajavad alaldatud pinge reguleerimist. Vajadus muuta elektrolüüsi seeria klemmide pinget selle normaalses töörežiimis on tingitud järgmistest põhjustest:

a) pinge muutus vahelduvvoolu toitevõrgus;

b) elektrolüüsiseeria vannide arvu muutus, mis on tingitud teatud arvu vannide eemaldamisest remondiks või tehnoloogilistel põhjustel manööverdamiseks;

c) vannide töörežiimi muutmine, eriti voolutugevuse või elektroodidevahelise ruumi muutmisel.

Elektrolüüsiseadmete käivitusrežiimides on pinge reguleerimine tavaliselt vajalik laias vahemikus. Selle põhjuseks on esiteks asjaolu, et elektrolüüsi seeriat ei alustata reeglina tervikuna, vaid osade kaupa või isegi eraldi vannides. Teiseks võib vanni käivitusrežiim tavapärasest töörežiimist oluliselt erineda. Nii et näiteks alumiiniumvannid köetakse enne käivitamist (ilma elektrolüüdita) ja neil on pinge alandatud, kuid esimesel perioodil pärast käivitamist hoitakse vannide pinget kõrgemal kui tavarežiimis.

Seetõttu toimub pinge reguleerimine kahel viisil:

1. astmeline muundurtrafo (TDNPV - kolmefaasiline, D - kiirjahutus, N - koormusastmelülitiga, PV - klapimuundur; TMNPU-U - liigpingereaktoriga);

2. sujuv reguleerimine toimub küllastusgaasi (DN-6300, reguleerimispiir 49 V) abil.

Konverteralajaamades on iga klapp kaitstud kiiretoimelise kaitsmega.

Kiiresti toimival kaitsmel on voolu piirav võime, st sulamisaeg FU on palju väiksem kui lühisvoolu tõusuaeg. kuni maksimaalse väärtuseni.

Konversioonialajaam sisaldab: vahelduvvoolujaotusseadmeid, muundamisseadmeid ja alaldivoolujaotusseadmeid. Vahelduvvoolujaotlatest toidetakse lisaks muunduralajaamade abivajadusteks mõeldud agregaatidele ja trafodele mõnel juhul ka teisi ettevõtte elektritarbijaid.

Konverteripaigaldiste tekitatud reaktiivvõimsuse kompenseerimiseks kasutatakse pikisuunalist mahtuvuslikku kompensatsiooni, resonantsfiltreid, mitmefaasilisi alaldi ahelaid ja kompensatsioonialaldi seadmeid.

Alumiiniumi, magneesiumi ja kloori tootmise elektrolüüsitehaseid toidavad muunduralajaamad on iseloomulikud märkimisväärse hulga paralleelselt töötavate alaldiseadmete ja suure võimsusega.

Alaldiplokk on voolu ja pinge kõrgemate harmooniliste allikas, mis põhjustab võimsustegurite halvenemist ja täiendavaid elektrikadusid, samuti häireid side- ja telekanalites. Kõrgemate harmooniliste mõjuaste on pöördvõrdeline alaldusfaaside arvuga. Seadme võimsuse suurenemisega mõju suureneb.

Rektifikatsioonifaaside arvu suurenemine viib harmooniliste komponentide kadumiseni järgmises järjekorras - 1.

Alaldusfaaside arvu suurendamine saavutatakse spetsiaalsete mähiste abil või samaväärse mitmefaasilise režiimi loomisega seadmerühmade jaoks, millest igaüks töötab kuuefaasilises alaldusrežiimis. Optimaalseks võeti kaheteistkümnefaasiline alaldusskeem.

Teistes tööstusharudes, kus on väiksema voolutugevuse elektrolüüsiseadmed, on iga elektrolüüsi seeria jaoks tüüpiline üksikute seadmete kasutamine.

Väikese arvu (2–4) alajaama vahelduvvoolujaotusseadmete korral on sellel tavaliselt üheosaline siinisüsteem (joonis 1.3).

Riis. 1.3.

Suure hulga muundurseadmete puhul eelistatakse kahe siinisüsteemiga lülitusseadmeid (joonis 1.4).

Riis. 1.4.

Kahekordne siinisüsteem on eelistatav ka käivitusrežiimide pakkumise osas. Enamiku käivitusrežiimis olevate elektrolüüsiseadmete puhul on vaja alaldatud pinget reguleerida märkimisväärses vahemikus. Kui alaldi seadmed ei suuda tagada vajalikku ulatust, paigaldatakse ajutiselt pinge edasiseks vähendamiseks käivitusperioodiks alandava trafo. Kahe siinisüsteemi puhul toidetakse ühte neist läbi autotrafo alandatud pingega, mis on vajalik muundursõlmedele ning teisel siinisüsteemil hoitakse normaalset teistele elektritarbijatele vajalikku pinget.

Suurte muundurjaamade toiteallikaks on tavaliselt 180-200 MVA 220/10 kV madalpinge pool poolitatud mähised. Lühisvoolude vähendamiseks. 10 kV siinidel kasutatakse poolitatud mähiste eraldi tööd.

Kõrged nõuded elektrolüüsijaamade katkematule toiteallikale sunnivad oma elektrisüsteemides kasutama kõrgendatud koondamist, mis saavutatakse toitesüsteemi kõigi lülide eraldamise, topeltsiinide süsteemi kasutamise ning ATS-seadmega sektsioonlülitite paigaldamisega.

Võimsate elektrolüüsitehaste konverteerivad üksused on seeriaga ühendatud otse ilma lülitusseadmeteta. Suhteliselt väikese võimsusega paigaldised ühendatakse kaitselülitite abil, mis on ühtlasi seadme kaitsevarustuseks. Tugeva vooluga lülitusseadmeid kasutatakse ka seeria- või üksikute elektrolüsaatorite vooluga toitmisel, manööverdusvannide kustutamisel anoodivälkude kustutamisel, remonti viimisel jne.

VAB- ja BAT-seeria kiireid kaitselüliteid kasutatakse kiireteks ilma koormuseta sõitudeks ja harvadeks väljasõitudeks koormuse all. Need koosnevad ühtsetest plokkidest, mis on varustatud sama tüüpi releede ja juhtseadmetega. BAT-seeria lülitid erinevad VAB-seeriast induktiiv-dünaamilise ajami olemasolu poolest. Ajami kiiruse tagab see, et säilitav magnetvoog nihutatakse magnetahela paralleelsesse sektsiooni.

Voolu toiteallikatest juhitakse elektrolüüsivannidesse spetsiaalsete siinide kaudu, mis koosnevad eraldiseisvatest ristkülikukujulistest siinidest, mis on kokku pandud pakettidena. Tavaliselt on siinid valmistatud alumiiniumrehvidest, vaske kasutatakse ainult seal, kus alumiinium ei sobi madala korrosioonikindluse tõttu.

Siinide ristlõiked määratakse majandusliku voolutiheduse alusel. Seejärel kontrollitakse siini arvutatud sektsiooni pingekadude (mitte rohkem kui 3%), lubatud kuumutamise püsiolekus (mitte kõrgem kui 343 K) ja mehaanilise tugevuse suhtes.

Kuna elektrolüüsivannide töövoolud ulatuvad kümnete ja sadade kiloampriteni, osutub ka siini ristlõige suureks - kuni 15 dm2.

Alaldi alajaamadest elektrolüüsitsehhi elektrit varustavad siinikanalid on paigaldatud spetsiaalsetele viaduktidele. Töökojasiseselt eraldi elektrolüüsivannide vahel asetatakse siinid spetsiaalsetesse raudbetoonplaatidega kaetud siinikanalitesse.

Alajaamade teisendamise omadused:

1. Kõik alajaama muundurid töötavad paralleelselt ühel alaldatud siinisüsteemil;

2. Võimsate muunduralajaamade trafode arv võib ulatuda 10-11 tükki;

3. Konverteerivad alajaamad asuvad elektrolüüsihoone vahetus läheduses ja on valmistatud külgepandud või eraldiseisvatena.

Lisatud alajaamad:

"+" - juhi väike pikkus alaldi voolu küljelt (kadude vähendamine);

“–” – jahutustingimuste halvenemine.

Eraldiseisvad alajaamad: tõsi on vastupidi.

Järeldused: elektrolüüs - füüsikaline ja keemiline protsess, mis tekib siis, kui elektrivool läbib elektrolüüdi lahust või sulab. Elektrolüüsi kasutatakse värviliste ja mustade metallurgias, elektrokeemias ja masinaehituses.

Kasutades vesiniku saamise põhimõtet leelise vesilahuse elektrolüüsi teel, otsustasin kõvajoodisega jootmisel valmistada lihtsa ja kompaktse seadme, mis on mugav väikeste osadega töötamiseks. Tänu elektrolüsaatori väikestele välismõõtmetele leiab see koha ka väikesel töölaual ning standardse alaldi kasutamine akude laadimiseks elektrolüütilise sõlmena hõlbustab seadme valmistamist ja muudab sellega töötamise ohutuks.

Seadme suhteliselt väike, kuid küllaltki piisav jõudlus võimaldas vesitihendi konstruktsiooni äärmiselt lihtsustada ning tagada tule- ja plahvatusohutuse.

Elektrolüsaatori seade

Kahe nelja tihvtiga ühendatud plaadi vahel on kummirõngastega eraldatud terasplaatidest-elektroodidest aku. Aku sisemine õõnsus on pooleldi täidetud KOH või NaOH vesilahusega. Plaatidele rakendatav pidev pinge põhjustab vee elektrolüüsi ning gaasilise vesiniku ja hapniku vabanemise.

See segu juhitakse läbi liitmikule pandud PVC toru vahemahutisse ja sealt vesilukku, mis on valmistatud kahest tühjast purki täitmiseks. gaasi tulemasinad(võite kasutada Leningradis asuva Severny Pressi tehase purke). Seal vahekorras 1:1 asetatud vee ja atsetooni segu läbinud gaas omab põlemiseks vajalikku koostist ja teise toru kaudu düüsi - meditsiinilise süstla nõela - suunatuna põleb selle väljalaskeava juures läbi. temperatuur umbes 1800 °C.

Riis. 1. Veepõleti.

Elektrolüüsiplaatide jaoks kasutasin paksu pleksiklaasi, paksusega 25 mm. Seda materjali on lihtne töödelda, see on keemiliselt vastupidav elektrolüüdi toimele ja võimaldab visuaalselt kontrollida selle taset, et vajadusel täiteava kaudu destilleeritud vett lisada.

Plaadid võivad olla valmistatud lehtmetallist (roostevaba teras, nikkel, marineeritud või traforaud) paksusega 0,6-0,8 mm. Paigaldamise hõlbustamiseks pigistatakse kummist tihendirõngaste plaatidesse välja ümmargused süvendid, nende sügavus 5-6 mm rõnga paksusega peaks olema 2-3 mm.

Sisemise õõnsuse tihendamiseks mõeldud rõngad ja elektriisolatsioon plaadid lõigatakse lehtõlist ja bensiini- või happekindlast kummist. Seda pole keeruline käsitsi teha, kuid ideaalne on seda teha ümara lõikuriga.

Osasid ühendavad neli M8 terasnaast on isoleeritud 10 mm kambriga ja keermestatud sobivatesse 11 mm aukudesse.

Aku plaatide arv on 9. Selle määravad toiteploki parameetrid: selle võimsus ja maksimaalne pinge - kiirusega 2 V plaadi kohta. Tarbitav vool sõltub kaasatud plaatide arvust (mida vähem neid, seda suurem vool) ja leeliselahuse kontsentratsioonist. Kontsentreeritud lahuses on vool väiksem, kuid parem on kasutada 4-8% lahust - see ei vahuta elektrolüüsi ajal nii palju.

Kontaktklemmid on joodetud esimese ja kolme viimase plaadi külge. Tavaline autoakude VA-2 laadija, mis on ühendatud 8 plaadiga, pingega 17 V ja vooluga umbes 5 A, tagab düüsi jaoks vajaliku põlevsegu jõudluse - sisemise 0,6 mm nõela. Düüsi nõela läbimõõdu ja elektrolüsaatori jõudluse optimaalne suhe määratakse empiiriliselt - nii et segu süttimistsoon asub väljaspool nõela. Kui tootlikkus on madal või augu läbimõõt on liiga suur, algab põlemine nõelas endas, mis kuumeneb ja sulab sellest kiiresti.

Usaldusväärne tõke leegi leviku vastu läbi elektrolüsaatori sees oleva toitetoru on lihtsaim veelukk, mis on valmistatud kahest tühjast kassetist gaasitulede täitmiseks. Nende eelised on samad mis plaadimaterjalil: töötlemise lihtsus, keemiline vastupidavus ja läbipaistvus, mis võimaldab kontrollida vedeliku taset vesitihendis. Vahepaak välistab võimaluse segada elektrolüüti ja vesitihendi koostist intensiivsetel töörežiimidel või vaakumi mõjul, mis tekib toite väljalülitamisel. Ja selleks, et seda kindlasti vältida, tuleks töö lõppedes toru koheselt elektrolüsaatori küljest lahti ühendada. Konteinerite liitmikud on valmistatud vasktorudest 4 ja 6 mm, need paigaldatakse purkide ülemisse seina keermele. Nende kaudu täidetakse vesitihendi koostis ja kondensaat tühjendatakse eralduspaagist. Suurepärane lehter selleks tuleb teisest tühjast pihustuspurgist, lõigatud. pooleks ja ventiili asemele paigaldatud õhukese toruga.

Ühendage elektrolüsaator vahemahutiga, millel on lühike 5 mm polüvinüülkloriidist toru, viimane vesitihendiga ja selle väljalaskeliitmik pikema toruga, millel on nõelaotsik (Düüsina võite kasutada nõelaga meditsiinilist süstalt). Käepideme (süstla) sees on tulekustutuspakend - messingist võrk, mis on keeratud spiraaliks.

Riis. 2. Elektrolüüsiseade:
1 - isoleeriv PVC toru 10 mm, 2 - M8 naast (4 tk.), 3 - M8 mutter koos seibiga (4 tk.), 4 - vasak plaat, 5 - pistik-polt M10 koos seibiga, 6 - plaat, 7 - kummirõngas, 8 - liitmik, 9 - seib, 10 - PVC toru 5 mm, 11 - parempoolne plaat, 12 - lühike liitmik (3 tk.), 13 - vahepaak, 14 - alus, 15 - klemmid, 16 - mullitoru , 17 - otsik-nõel, 18 - vesiluku korpus.

Lülitage alaldi sisse, reguleerige pinge või ühendatud plaatide arv nimivooluga ja süütage düüsist väljuv gaas.

Kui vajate suuremat jõudlust - suurendage plaatide arvu ja kasutage võimsamat toiteallikat - LATR-i ja lihtsa alaldiga. Leegi temperatuuri saab reguleerida ka veetihendi koostisega. Kui see sisaldab ainult vett, sisaldab segu palju hapnikku, mis mõnel juhul on ebasoovitav. Metüülalkoholi vesilukku valades saab segu rikastada ja tõsta temperatuuri 2600 °C-ni. Leegi temperatuuri alandamiseks täidetakse vesilukk atsetooni ja vee seguga vahekorras 1:1. , viimastel juhtudel ei tasu unustada vesiluku sisu täiendamist.

Yu. ORLOV, Troitsk, Moskva piirkond
Postitas: Modeller Constructor