Bách khoa toàn thư về an toàn cháy nổ

Lắp đặt điện hóa và điện vật lý, lắp đặt điện phân. Điện phân nước trong máy tạo hydro công nghiệp Các ứng dụng chính của điện phân

Bản chất của quá trình điện phân (Hình.) là khi dòng điện một chiều chạy qua bể điện phân, một trong các hiện tượng sau có thể xảy ra:

    Hoặc có sự lắng đọng các hạt của một chất từ ​​​​chất điện phân trên các điện cực của bồn tắm (chiết điện)

    Hoặc có sự chuyển một chất từ ​​điện cực này sang điện cực khác thông qua chất điện phân (tinh chế điện phân)

ĐÁNH DẤU

Là một chất điện phân, các dung dịch muối, axit và bazơ, thường là trong nước, được sử dụng.

Sự dẫn điện ion diễn ra trong chất điện phân. Khi điện áp được đặt vào các điện cực, các ion di chuyển đến các điện cực, trung hòa và lắng đọng trên chúng. Trong trường hợp này, quá trình chiết xuất bằng điện hoặc quá trình tinh chế bằng điện phân diễn ra.

Khái niệm về một tiềm năng bình thường có tầm quan trọng hàng đầu trong sự lựa chọn.

Nếu điện cực được làm bằng cùng kim loại với chất điện phân, thì ở một điện thế nhất định, không có quá trình thứ nhất và thứ hai giữa điện cực và chất điện phân. Một tiềm năng như vậy được gọi là bình thường.

Nếu một điện thế âm hơn được áp dụng cho các điện cực, thì quá trình chiết điện sẽ bắt đầu.

Nếu dương hơn thì điện phân tinh luyện.

Điện phân được sử dụng để thu được hoặc tinh chế kim loại.

Về mặt định lượng, quá trình điện phân được mô tả bằng cùng một định luật Faraday.

Email của bạn \u003d E p + E p + U e + U s

E p - điện áp phân hủy

E p - tổng của cực dương và cực âm PN

U e - điện áp rơi trên chất điện phân

U s - điện áp rơi trên xe buýt tiếp xúc điện cực

U e \u003d I ∙ R ext

U e \u003d I ∙ (R w + R to + R e)

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

τ - thời gian Quy trình công nghệ

E p - làm việc có ích

Hiệu suất của quá trình điện phân được mô tả bằng khối lượng của chất.

Nguyên liệu để thu được Zn là hỗn hợp kẽm ZnS. Khoáng chất này đầu tiên bị oxy hóa, rang và sau đó bị lọc.

ZnSO 4 +H 2 O(5÷6%) Độ dẫn điện của dung dịch này thấp, do đó, 10÷12% H 2 SO 4 được thêm vào dung dịch này

Bể điện phân được làm bằng gỗ hoặc bê tông và được cách điện với mặt đất.

Quá trình điện phân được thực hiện ở t= 35÷40 0 C

j= 400÷600 A/m 2

PN xuất hiện trên cực âm - 1,1 V (điện thế bình thường -0,76 V)

Quá trình chiết điện xảy ra - lắng đọng Zn trên cực âm.

1/g e = 3500 kWh/tấn

τ = 40÷50 giờ

Sau đó, Zn được tách ra khỏi cực âm và được nấu chảy lại.

Biên laiAl

Chất điện phân không phải là một dung dịch, mà là một sự tan chảy. Alumina Al 2 O 3 được sử dụng làm nguyên liệu

t pl \u003d 2050 0 С

Sự nóng chảy của vật liệu này có độ dẫn điện thấp. Do đó, alumina và criolit Na 3 AlF 6 được sử dụng làm chất điện phân

t pl \u003d 950 0 С

Bồn tắm và điện cực được làm bằng carbon hoặc than chì.

tôi= 200÷250 kA

j= 7÷10 kA/m 2

1/g e = 14000÷16000 kW∙h/t

mạ điện

Đây là một quá trình công nghệ điện lắng đọng kim loại trên bề mặt của cả sản phẩm kim loại và phi kim loại bằng cách sử dụng điện phân.

Độ dày lớp phủ không vượt quá hàng chục micron.

Có 2 giống:

    mạ điện

    kiểu điện

Mạ điện - mạ đồng, mạ vàng, mạ vàng, mạ crom, mạ niken...

Trước khi gia công, bề mặt được làm sạch kỹ lưỡng, sau đó tiến hành ăn mòn axit bằng H 2 SO 4 , HCl. Dung dịch muối của kim loại lắng đọng được sử dụng làm chất điện phân. Đôi khi axit và bazơ được thêm vào để tăng độ dẫn điện. Cực dương được làm bằng kim loại lắng đọng, sản phẩm là cực âm.

Có sự chuyển kim loại từ cực dương sang cực âm, quá trình xử lý xảy ra ở mật độ dòng điện thấp, không quá hàng chục A/m 2 .

Galvanoplasty - lấy bản sao chính xác từ sản phẩm.

Hiệu ứng điện động và gió điện

Dưới tác dụng của EF trên môi trường khí và lỏng, người ta quan sát thấy chuyển động của chúng. Đó là do sự truyền động năng trong quá trình va chạm của các ion của môi trường với các phân tử trung tính.

Hiện tượng này được gọi là gió điện cho môi trường khí.

Gió điện bao giờ cũng hướng ra xa điện cực có bán kính cong nhỏ hơn.

Cường độ tác động lên sự phóng điện được ước tính đơn giản:

F=E∙ρρ– mật độ điện tích

Một số quy luật của gió điện đã được thiết lập:


cài đặt xung

1. Cài đặt xử lý ăn mòn điện.

2. Lắp đặt gia công điện-thủy lực.

3. Lắp đặt máy hàn xung điện.

4. Cài đặt để xử lý kim loại xung từ.

5. Lắp đặt xử lý xung điện hóa.

1. Cài đặt để xử lý ăn mòn điện.

Hoạt động của các thiết bị này dựa trên hiện tượng xói mòn điện, nghĩa là sự phá hủy vật liệu đang được xử lý (Me) dưới tác động của các xung dòng điện chạy giữa điện cực của bề mặt được xử lý, thường là trong môi trường điện môi.

Khi các xung dòng điện chạy trong kênh tia lửa, điện năng được chuyển thành nhiệt trong kênh tia lửa giữa các điện cực và bề mặt. Có sưởi ấm, và loại bỏ nó.

Các thông số xử lý chính:

Tốc độ lặp lại xung từ hàng trăm đến hàng trăm nghìn Hz,

Biên độ dòng điện từ phân số đến hàng nghìn A,

Thời lượng của các xung là từ phân số đến vài nghìn giây.

Bằng cách thay đổi các tham số này, chế độ xử lý cần thiết sẽ được đặt. Đề án 1.

1-giá đỡ máy thẳng đứng

2-làm việc tắm

3-bàn để lắp đặt bồn tắm làm việc, đảm bảo chuyển động của bồn tắm làm việc theo hai tọa độ trên mặt phẳng nằm ngang.

4-sản phẩm điện cực đảo ngược, nằm bên trong bể làm việc và di chuyển cùng với nó.

5-thiết bị cho chuyển động thẳng đứng.

6-nguồn điện áp xung cao (định kỳ, không thấp hơn 1kV).

7-hệ thống cung cấp chất lỏng điện môi làm việc (thường là dầu máy biến áp). Hệ thống bao gồm máy bơm, bộ lọc, hệ thống hồi lưu chất lỏng, bộ làm mát.

8-dụng cụ điện cực, được làm bằng vật liệu chịu lửa tốt hơn sản phẩm điện cực (vonfram, than chì).

thao tác cài đặt

Dụng cụ điện cực (8) được đưa lên bề mặt sản phẩm (4) và bật nguồn điện áp (6).

Những, cái đó. các xung điện áp cao được đặt vào khe hở giữa dụng cụ điện cực (8), sản phẩm (4) và phóng tia lửa điện xảy ra trong khe hở này. Các kênh này là các bộ chuyển đổi rất tập trung năng lượng điện thành năng lượng nhiệt với mật độ khối 10^12 J/m3.

Trong trường hợp này, mật độ công suất là 1-10^7 W/cm2. nổi bật năng lượng nhiệt dẫn đến làm nóng, nóng chảy, bay hơi kim loại của sản phẩm và loại bỏ nó với sự trợ giúp của chất lỏng làm việc. Trong trường hợp này, nhiều lần phóng điện đi qua từng lớp trên toàn bộ bề mặt cần xử lý. Kết quả là, các hốc được hình thành trong sản phẩm sao chép hình dạng của điện cực.

Nguồn điện chuyển đổi dựa trên các thiết bị lưu trữ năng lượng điện dung được sử dụng làm nguồn điện.

Đề án 2.

Nguồn điện đến từ mạng 220V sử dụng máy biến dòng. Điện áp tăng được chỉnh lưu bằng bộ chỉnh lưu VD, điện áp chỉnh lưu được dùng để nạp định kỳ cho dàn tụ điện Cb. Sau khi nạp điện dung này, một mạch phóng điện được hình thành có chứa điện cảm Lp và khe hở tia lửa làm việc. Điện dung được phóng điện, dòng điện Lp chạy trong mạch phóng điện. Sau đó, thyristor VD được đóng lại và quá trình nạp điện dung Sat được lặp lại. Chế độ xử lý (độ nhám, năng suất) được kiểm soát bằng cách thay đổi công suất và tần số của các xung hiện tại ip.

Những nhà máy như vậy có năng suất cao và chất lượng chế biến cao. Đối với một số loại xử lý, cài đặt như vậy là không thể thiếu.

Nhược điểm: có sự mài mòn của điện cực dụng cụ.

Nhà máy xử lý điện thủy lực

Việc cài đặt như vậy dựa trên việc sử dụng hiệu ứng điện-thủy lực.

Hiệu ứng điện thủy lực là chuyển đổi điện được lưu trữ trong bộ lưu trữ điện dung thành năng lượng cơ học sóng xung kích sử dụng phóng điện tia lửa mạnh, được tạo ra trong môi trường lỏng (thường là nước).

Sơ đồ hệ thống dây điện gần giống như trong trường hợp trước. Sự khác biệt là ở độ dài của khe phóng điện (nó dài hơn).

Thông số quy trình công nghệ:

1)
- độ dốc của dòng điện tăng;

2) lên đến 250 kA;

3) đến 100 MW;

4) trước
J.

Với các thông số như vậy, kênh tia lửa có đặc tính của một vụ nổ.

nhiệt độ kênh
ĐẾN; Sức ép
MPa.

Áp suất được truyền vào chất lỏng.

Lĩnh vực sử dụng:

a) loại bỏ lõi đúc trong vật đúc có hình dạng phức tạp;

b) làm sạch vật đúc và các bề mặt khác khỏi cáu cặn;

c) nghiền, nghiền các loại vật liệu;

d) tái chế các sản phẩm bê tông cốt thép.

nhà máy hàn xung

Được thiết kế để có được mối nối kim loại hàn vĩnh viễn bằng cách nén mối nối và nung nóng mối nối đến nhiệt độ nóng chảy bằng cách cho dòng điện xung chạy qua.

Sơ đồ của quy trình giống như trong trường hợp trước. Sự khác biệt chỉ là trong tải. Các bộ phận không bị nóng chút nào.

Ưu điểm là nội địa hóa các hiệu ứng nhiệt, loại trừ sự phá hủy các bộ phận hàn nhỏ.

Thiết bị xử lý xung từ

Các cài đặt này dựa trên việc chuyển đổi EE thành năng lượng của MF xung, sau đó có sự tương tác của các trường xung được tạo bởi công cụ - cuộn cảm, với El do nó gây ra. dòng điện trong phôi.

Kết quả là, năng lượng MF được chuyển thành năng lượng cơ học, làm biến dạng phôi theo cách cần thiết.

ZU - bộ sạc;

- pin điện cảm (tạo xung có hình dạng mong muốn);

IN - cuộn cảm dụng cụ;

Z - trống.

Cài đặt nhiều mạch và một mạch

Lắp đặt nhiều mạch chứa một hoặc nhiều dụng cụ - cuộn cảm, được chế tạo ở dạng solenoids.

MP của điện từ được tạo bởi dòng điện tạo ra dòng điện trong phôi . Các dòng điện tương tác và cung cấp các lực cơ học và biến dạng của phôi.

- điện cảm nội tại của AI;

- AI chủ động kháng cự;

- kháng chủ động ;

- hệ số cảm ứng lẫn nhau;

- điện cảm và điện trở hoạt động của phôi.

Trong kế hoạch của PP, nó được xác định bằng phương pháp TOE. Công nghệ vận hành theo sơ đồ này được sử dụng trong 3 phiên bản:

2) phân phối (cảm ứng bên trong phôi);

3) tạo tấm (phôi phẳng bị biến dạng).

Sơ đồ mạch đơn:

Trong trường hợp này, dòng xả chạy trực tiếp qua phôi. Phôi là một phần của AI.

nhánh thành và . Sự tương tác của các dòng điện dẫn đến sự biến dạng của phôi và nó có được hình dạng được hiển thị bởi đường chấm chấm.

Thuận lợi:


sai sót:

    Vật liệu phải có độ dẫn điện cao;

    Sự cần thiết phải lắp đặt các miếng đệm dẫn điện khi hình thành các vật liệu không dẫn điện tốt. hiện hành;

    Khó khăn trong việc xử lý các bề mặt có khe hở cho el. hiện hành;

    Khó khăn với việc xử lý phôi lớn.

Cài đặt xử lý điện hóa xung.Đây là những quy trình công nghệ điện hóa đã thảo luận ở trên, trong đó điện áp xung được sử dụng thay cho điện áp không đổi.

Trang bị điện của máy cắt kim loại rất đa dạng, phức tạp và có mức độ tự động hóa cao. Loại thiết bị cắt kim loại phổ biến nhất là một số lượng tương đối nhỏ các loại máy công cụ cho mục đích công nghiệp nói chung, phổ biến trong các doanh nghiệp thuộc nhiều cấu hình khác nhau. Bao gồm các máy vạn năng mục đích chung để tiện, khoan, ren, v.v.

Thiết bị điện của những máy như vậy thường cùng loại và được xác định bằng cách sử dụng các ổ điện đơn giản có công suất hạn chế. Trong các hệ thống điều khiển, thiết bị điện nối tiếp được sử dụng rộng rãi (khởi động từ và thyristor, công tắc tự động, rơle khác nhau, v.v.).

Ví dụ, hãy xem xét các bộ phận chính và mạch điện của máy tiện cắt vít vạn năng 1K62 (Hình 143).

Cơm. 143. Hình thức chung(a) và mạch điều khiển (b) của máy tiện ren vít 1K62:
1 - đầu xe; 2 - trục chính; 3 - hỗ trợ; 4 - ụ sau; 5 - bảng điều khiển; 6 - vít me; 7 - trục; 8 - hộp cấp liệu; 9 - giường

Truyền động của trục chính 2, vít dẫn 6 và trục 7 được thực hiện thông qua hộp số nằm ở đầu ụ 1 và hộp cấp liệu 8 từ động cơ điện chính M 1 ẩn bên trong khung 9. Công suất Ml là 10 kW . Ngoài động cơ chính, máy còn được trang bị động cơ điện M4 (động cơ điện cho các chuyển động lắp đặt tốc độ cao của thước cặp 3), động cơ điện cho bơm làm mát M2 và động cơ điện để điều khiển hệ thống thủy lực M3 , được kết nối bằng đầu nối phích cắm ShR. Động cơ M3 được sử dụng khi thiết bị hydrocopy được sử dụng trên máy. ụ sau 4 của máy dùng để lắp tâm đỡ thứ hai (khi gia công ở tâm) hoặc dụng cụ cắt để gia công lỗ (khoan, tarô, mũi doa). Các dao cắt được lắp vào đầu thước cặp, thông báo cho chúng về nguồn cấp dữ liệu dọc và ngang.

Máy được cấp nguồn bằng cách bật công tắc gói Q1. Mạch điều khiển được cấp nguồn qua biến áp cách ly T có điện áp thứ cấp là 110 V.

Động cơ M1 được khởi động bằng nút SVP, bằng cách nhấn vào đó công tắc tơ KM được bật. Đồng thời với Ml, động cơ M2 (động cơ của bơm làm mát) được khởi động bằng công tắc gói Q2 và M3 (động cơ của hệ thống thủy lực) được bật khi đầu nối phích cắm ШР được bật.

Hoạt động của động cơ Ml ở chế độ không tải bị hạn chế bởi thời gian trễ của rơle KT. Cuộn dây rơle CT được bật bằng công tắc SO, công tắc này sẽ đóng các tiếp điểm khi trục chính dừng lại. Nếu thời gian tạm dừng hoạt động vượt quá 3 - 8 phút, thì tiếp điểm rơle KT sẽ mở và công tắc tơ KM không được cấp nguồn và động cơ Ml dừng lại, do đó hạn chế chạy không tải, giảm tổn thất điện năng.

Hoạt động của động cơ M4 phụ thuộc vào chuyển động của thước cặp, nhấn công tắc SAB, đóng mạch cuộn dây công tắc tơ KMB thông qua tiếp điểm và bật động cơ. Trả lại tay cầm caliper về vị trí giữa sẽ vô hiệu hóa động cơ M4.

Máy biến áp T cung cấp điện áp chiếu sáng cho máy là 36V. Bảo vệ chống ngắn mạch được thực hiện bằng cầu chì F1 - F5 và chống quá tải - bằng rơle nhiệt KST1, KST2 và KST5. Động cơ M4 chạy trong thời gian ngắn và không cần bảo vệ quá tải.

Thiết bị điện của cơ sở hàn

Trong số rất nhiều thiết bị hàn điện, thiết bị hàn hồ quang điện đã được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp.

Đơn giản nhất là thiết bị hàn (trụ) để hàn hồ quang thủ công. Cơ sở của thiết bị điện của một trạm hàn như vậy là nguồn của dòng điện hàn. Là nguồn, máy biến áp hàn đặc biệt, bộ chỉnh lưu và bộ chuyển đổi AC-DC được sử dụng. Ngoài nguồn điện, trạm hàn bao gồm một tổng đài, kết nối dây linh hoạt và giá đỡ điện cực.

Máy biến áp hàn theo thiết kế và mạch điện từ được chia thành máy biến áp: có cuộn cảm riêng, cuộn cảm kết hợp, có cuộn dây di động, có shunt từ tính và có độ lệch DC. Cuộn cảm, shunt từ tính, cuộn dây chuyển động hoặc phân cực DC được sử dụng trong các máy biến áp này để điều khiển dòng điện hàn.


Cơm. 144. Máy biến áp hàn có cuộn dây chuyển động

Các máy biến áp có cuộn dây di động được sử dụng phổ biến nhất, là loại đơn giản và đáng tin cậy nhất (Hình 144). Lõi của một máy biến áp như vậy là loại thanh, nhiều lớp. Các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp được phân lớp, với bề mặt làm mát được phát triển. Mỗi cuộn dây bao gồm hai cuộn dây, có thể được kết nối nối tiếp hoặc song song. Trên mạch từ 1 có các cuộn sơ cấp 4 cố định và cuộn thứ cấp 3 di động, được vít me di chuyển dọc theo mạch từ bằng núm điều khiển dòng điện 2, thay đổi từ thông rò rỉ từ tính và do đó là dòng điện hàn. Tụ 5 được sử dụng để cải thiện hệ số công suất.


Cơm. 145. Chỉnh lưu hàn:
một - xuất hiện; b - mạch điện.

Bộ chỉnh lưu hàn (Hình 145) được sử dụng để hàn ở dòng điện một chiều, thể hiện khả năng công nghệ rộng hơn so với dòng điện xoay chiều. Chủ yếu bộ phận cấu thành bộ chỉnh lưu là một máy biến áp ba pha, bao gồm 3 cuộn dây cố định và 2 cuộn dây di động có điều chỉnh điện áp và một khối van bán dẫn VB 1, được lắp ráp theo sơ đồ cầu ba pha. dòng điện hànđược thay đổi bởi tay cầm 5. Quạt điện 4 được sử dụng để làm mát bộ phận hàn.

Ngày càng lan rộng hàn bán tự động trong môi trường của khí bảo vệ và dưới gumboil. Trong hàn đa tự động, việc cung cấp dây hàn cho vùng hàn được cơ giới hóa. Một trong những thiết kế và điều khiển đơn giản nhất là ống bán tự động PSH để hàn hồ quang chìm (Hình 146).


Cơm. 146. Mạch điện bước hàn bán tự động Tái bút

Trong ổ điện của feeder, động cơ điện không đồng bộ M với rôto lồng sóc. Động cơ thông qua hộp số (không được hiển thị trong sơ đồ) được kết nối với con lăn truyền động VR của cơ chế cấp dây hàn SP. Động cơ được cung cấp bởi hai máy biến áp một pha T1 và T2, giúp hạ điện áp xuống giá trị an toàn (42 V). Đảo ngược động cơ đối với các chuyển động điều chỉnh của cơ chế cấp liệu được thực hiện bằng công tắc PR. Điều chỉnh từng bước tốc độ nạp dây được thực hiện bằng cách thay đổi tỉ số truyền hộp giảm tốc.

Để điều khiển thiết bị bán tự động, một cột SB một nút được gắn trên tay cầm của đầu đốt được sử dụng. Khi nhấn SB, rơle trung gian P được kích hoạt, sẽ bật động cơ cấp liệu M và công tắc tơ nguồn KM. Trong quá trình vận hành thiết bị bán tự động, phải nhấn nút SB không có chức năng tự khóa. Khi nhả SB, máy biến áp hàn sẽ tắt. Công tắc chung và các thiết bị không được hiển thị trong sơ đồ.

Tại công việc hàn thực hiện một số điều kiện để tuân thủ các quy tắc về bảo hộ lao động và công nghệ công việc an toàn. Nếu công việc hàn điện được thực hiện trong nhà, thì chúng phải được thông gió tốt. Thợ hàn điện phải làm việc trong trang phục đặc biệt (bộ quần áo bạt, găng tay, ủng), sử dụng mũ bảo hiểm hoặc mặt nạ có kính bảo vệ để bảo vệ mắt và mặt.

Bộ phận hàn và thiết bị của nó được kiểm tra và làm sạch ít nhất mỗi tháng một lần. Việc sửa chữa thiết bị hàn được thực hiện theo lịch trình đã được kỹ sư trưởng của doanh nghiệp phê duyệt.

Tại sửa chữa hiện tại cài đặt đo điện trở cách điện của các mạch điện và sau khi đại tu lớn, cách điện được kiểm tra độ bền điện.

nhà máy điện phân

Điện phân là một quá trình điện hóa oxi hóa khử trên các điện cực được ngâm trong chất điện phân khi đi qua nó dòng điện. Quá trình điện phân được thực hiện trong các máy điện phân đặc biệt.

máy điện phân là một bình hoặc hệ thống bình chứa đầy chất điện phân với các điện cực được đặt trong đó - cực âm và cực dương - được nối tương ứng với các cực âm và dương của nguồn điện một chiều. Quá trình oxi hóa điện hóa diễn ra ở cực dương và quá trình khử diễn ra ở cực âm. Cực dương được làm bằng than chì, vật liệu cacbon-than chì, oxit của một số kim loại, chì và hợp kim của nó, còn cực âm được làm bằng thép.

Các nhà máy điện phân lớn hiện đại có tải trọng lên tới 500 kA. Trong công nghiệp, với sự trợ giúp của các quá trình điện hóa trong các nhà máy điện phân, người ta thu được các chất đơn giản và phức tạp. Điện phân là phương pháp chính trong công nghiệp sản xuất nhôm, xút, clo, v.v. Oxy và hydro thu được bằng cách điện phân nước. Điện phân cũng được sử dụng để xử lý bề mặt bằng mạ điện (quy trình catốt), đánh bóng, khắc, anốt hóa (quy trình anốt hóa) các sản phẩm kim loại.

Quá trình mạ kim loại được thực hiện trong bể mạ điện ở điện áp 3,5 - 24 V và dòng điện lên đến 500 A. Bể được cấp nguồn từ đường dây chung của bộ chuyển đổi, điện áp và dòng điện được điều chỉnh bằng biến trở. Nếu một số phòng tắm được cung cấp năng lượng từ một máy phát điện, thì chúng được bật song song với việc lắp đặt bộ biến trở tại mỗi phòng tắm. Theo quy luật, thanh cái được chế tạo từ lốp nhôm với các mối nối tiếp xúc được hàn, có điện trở tiếp xúc thấp hơn so với kết nối bắt vít liên lạc.

Việc bảo trì các nhà máy điện phân bao gồm tổ chức kiểm tra định kỳ, đo điện trở cách điện của tất cả các bộ phận lắp đặt và tiến hành sửa chữa theo lịch trình PPREO.

Thợ điện đang làm nhiệm vụ tiến hành kiểm tra bên ngoài các thiết bị lắp đặt mỗi ca. Trong quá trình kiểm tra, cần chú ý đến nhiệt độ của các mối nối tiếp xúc, tình trạng của thanh cái, không có ngắn mạch trong mạch cực dương và cực âm, tình trạng bề mặt cách điện của thanh cái (chất cách điện, miếng đệm, kẹp, v.v.), sự hiện diện và khả năng bảo trì Thiết bị bảo vệ. Ngoài ra, điện thế ở hai đầu của các dòng tế bào điện phân đối với trái đất được đo.

Điện trở cách điện của tất cả các bộ phận lắp đặt được đo ít nhất ba tháng một lần.

Việc đại tu tất cả các bộ phận dẫn điện của nhà máy điện phân được thực hiện ít nhất mỗi năm một lần và đối với những khu vực nằm trong vùng nhiệt độ cao hoặc bị ăn mòn, ứng suất cơ học, tần suất có thể giảm và được thiết lập theo hướng dẫn của địa phương.

nhà máy nhiệt điện

Lò điện dùng để nung nóng, nấu chảy hoặc gia công kim loại do tác dụng nhiệt của các hiện tượng điện. Theo phương pháp chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng nhiệt, hồ quang, cảm ứng và điện trở được phân biệt.

Thành phần lắp đặt lò điện bao gồm lò điện, máy biến áp lò điện, bộ chỉnh lưu, máy phát tần số tăng; thiết bị chuyển mạch (công tắc, dao cách ly, v.v.) và Thiết bị phụ trợ(cuộn cảm, tụ điện, bộ chỉnh lưu anode, v.v.). Lò nướng điện là thiết bị sử dụng nhiều năng lượng.

Lò hồ quang điện được sử dụng để nấu chảy thép, gang, đồng và các kim loại khác. Công suất của các lò này đạt 80.000 kW. Phần của mạng điện từ máy biến áp đến các điện cực của lò bao gồm lốp xe, kết nối linh hoạt và dây dẫn. Trong mạng này, dòng điện đạt tới vài chục nghìn ampe.

Lò cảm ứng một pha (Hình 147) hoạt động ở các tần số dòng điện khác nhau (50-75.000 Hz). Sự nóng lên xảy ra do dòng điện cảm ứng trong kim loại.


Cơm. 147. Sơ đồ lắp đặt hệ thống sưởi cảm ứng:
1 - nguồn điện; 2 - tụ điện; 3 - cuộn cảm; 4 - thân nóng; 5 - nồi nấu kim loại.

Lò cảm ứng tần số bình thường là một máy biến áp trong đó vai trò của cuộn dây thứ cấp được thực hiện bởi một bể kim loại ở dạng vòng kín. Công suất của các lò này đạt 17.000 kW.

Hệ thống sưởi cảm ứng được sử dụng rộng rãi để làm khô máy điện, thiết bị, làm nóng chất lỏng trong đường ống, v.v. Lò hoạt động ở tần số 2500 - 8000 Hz được sử dụng để làm cứng kim loại.

Kiểm tra lắp đặt lò điện được thực hiện hàng ngày. Trong quá trình kiểm tra, loại bỏ bụi bẩn, kiểm tra tình trạng của các tiếp điểm của giá đỡ điện cực, thanh cái, cáp, dây điện, bôi trơn các cơ cấu. Đặc biệt chú ý chú ý đến công việc và trạng thái của các thiết bị bị chặn: vi phạm công việc của họ có thể dẫn đến vi phạm công nghệ, hỏng hóc thiết bị và tai nạn. Theo định kỳ, trong các lò hồ quang, cặn được làm sạch khỏi các bề mặt tiếp xúc của giá đỡ điện cực và các mẫu dầu được lấy từ các máy biến áp của lò để phân tích.

Khi kiểm tra lò điện trở cần chú ý đến hoạt động của các bộ phận đốt nóng. Hoạt động của lò với các bộ phận làm nóng bị lỗi, với lò sưởi được lắp đặt trên các loại hợp kim khác; yếu tố khuyết tật; không được phép tải không đều trên các pha trên lò nung bằng gốm. Mỗi lần cài đặt lò điệnđiện trở phải có sổ tay bảo dưỡng. Tất cả nhân viên phục vụ đều giáo dục đặc biệt về việc vận hành các lò này và việc tuân thủ các quy định về bảo hộ lao động.

Việc sửa chữa lắp đặt lò điện được thực hiện theo lịch trình do kỹ sư trưởng của doanh nghiệp lập.

Những cục pin có thể tự nạp lại

Các bộ phận chính của pin axit là một bể chứa chất điện phân và các tấm chì, được cách ly với nhau bằng các dải phân cách. Khi tích cực sử dụng các tấm chì với một số lượng lớn xương sườn tăng lên bề mặt làm việc, và dưới dạng âm - các tấm hình hộp. Chất điện phân là hỗn hợp axit sunfuric và nước cất. Các thiết bị sạc và nạp điện được sử dụng để bổ sung năng lượng điện trong ắc quy.

Theo quy định, pin sạc được vận hành ở chế độ sạc liên tục. Trong trường hợp này, pin đã sạc được kết nối song song với lốp xe với bộ sạc hoạt động liên tục. Phương pháp sạc lại liên tục làm tăng độ tin cậy của việc lắp đặt điện, cung cấp nguồn dự trữ trong trường hợp hỏng bộ sạc. Pin luôn được sạc đầy. Mức điện áp trên mỗi phần tử phải là 2,1 -2,2 V. Mật độ của chất điện phân được duy trì ở mức 1,24.

Pin kiềm được chia thành cadmium-niken và sắt-niken. Xe tăng được làm bằng sắt mạ niken. Chất điện phân được tạo thành trong một bát thép hoặc tráng men và được thay thế hàng năm. Để làm điều này, pin được phóng điện đến điện áp 1 V, chất điện phân được xả hết, rửa bằng nước cất và ngay lập tức đổ đầy chất điện phân mới. Sau 2 giờ, mật độ của chất điện phân được kiểm tra và điều chỉnh về mức bình thường (ở t = 20 ° C, nó phải bằng 1,19-1,21) và bật để sạc. Khi bắt đầu sạc, điện áp của pin tăng mạnh từ 1 V lên 1,6 V, sau đó tăng dần lên 1,75 V. Kết thúc quá trình sạc, điện áp ổn định trong 20 - 30 phút (đối với sắt-niken - 1,8-1,9 V và đối với cadimi-niken 1,75-1,85 V).

Khi bảo dưỡng lắp đặt ắc quy, các quy tắc vận hành được tuân thủ nghiêm ngặt để đảm bảo vận hành đúng cách và không gặp sự cố cũng như bảo trì an toàn. Giữ phòng pin sạch sẽ và theo dõi công việc cung cấp và thông gió khí thải. Thông gió phải được bật trong toàn bộ thời gian sạc pin và 1,5 - 2 giờ sau khi kết thúc.

Trong các phòng này, cấm lắp đặt cầu chì, ổ cắm, thiết bị tự động, đèn huỳnh quang, công tắc có thể tạo ra tia lửa điện.

Việc kiểm tra ắc quy được thực hiện vào những thời điểm sau: thợ điện trực - hàng ngày, thợ chính - hai lần một tháng, chuyên gia ắc quy - theo lịch trình.

Tất cả các bộ phận kim loại trong phòng pin được sơn bằng sơn chống axit. Lốp xe ắc quy sơn và không sơn được bôi trơn bằng thạch dầu mỏ.

Khi làm việc với axit hoặc kiềm, hãy nhớ mặc một bộ đồ làm bằng len thô, kính bảo hộ, găng tay cao su, quần âu nhét ngoài ủng cao su. Cần phải mang các chai có axit hoặc kiềm cùng nhau trên một cáng đặc biệt để cố định chai. Trong quá trình chuẩn bị dung dịch, axit nên được đổ thành dòng loãng vào bình chứa nước cất (chứ không phải ngược lại!). Các vùng da bị ảnh hưởng bởi axit được rửa bằng dòng nước lạnh và trung hòa bằng dung dịch soda 5%, và trong trường hợp bị bỏng kiềm, chúng được rửa bằng dòng nước và được trung hòa bằng dung dịch axit boric.

Có một thời, với sự trợ giúp của quá trình điện phân từ muối nóng chảy, lần đầu tiên người ta có thể cô lập được kali, natri nguyên chất và nhiều kim loại khác.

Ngày nay, quá trình này cũng được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày - để "khai thác" hydro từ nước. Công nghệ này có giá cả phải chăng hơn, bởi vì thiết bị điện phân nước chỉ là một thùng chứa dung dịch soda trong đó các điện cực được nhúng vào.

Các điện cực là những tấm vuông nhỏ được cắt từ thép mạ kẽm hoặc tốt hơn là từ thép không gỉ loại 03X16H15M3 (AISI 316L). Thép thông thường sẽ rất nhanh bị “ăn mòn” bởi sự ăn mòn điện hóa.

Dùng dao khoét một lỗ trên thành thùng chứa, bạn cần lắp hai bộ lọc thô vào đó - “bộ thu bùn” (tên thứ hai là bộ lọc xiên) hoặc bộ lọc từ máy giặt là phù hợp.

Tiếp theo, một tấm ván dày 2,3 mm và một ống bong bóng được lắp đặt.

Việc tạo ra chất điện phân được hoàn thành bằng cách lắp đặt một vòi phun có cửa chớp nằm ở mặt bên của bảng.

Thiết bị chứa hàng đầu

Các điện cực được làm bằng một tấm thép không gỉ có kích thước 50x50 cm, phải được cắt bằng máy mài thành 16 ô vuông bằng nhau. Một góc của mỗi tấm được cắt và một lỗ cho bu-lông M6 được tạo ở phía đối diện.

Từng cái một, các điện cực được đặt trên bu lông, và chất cách điện cho chúng được cắt từ ống cao su hoặc silicone. Ngoài ra, bạn có thể sử dụng một ống từ mực nước.

Bình chứa được cố định bằng các phụ kiện và chỉ sau đó, ống bong bóng và các điện cực có đầu cuối mới được lắp đặt.

Mô hình thùng chứa dưới cùng

Trong phiên bản này, việc lắp ráp thiết bị bắt đầu bằng một đế không gỉ, kích thước của nó phải tương ứng với kích thước của thùng chứa. Tiếp theo, cài đặt bảng và ống. Cài đặt bộ lọc trong sửa đổi này là không cần thiết.

Sau đó, bạn cần gắn cửa chớp vào bảng dưới cùng bằng vít 6 mm.

Việc lắp đặt vòi phun được thực hiện bằng một khớp nối. Tuy nhiên, nếu quyết định lắp đặt các bộ lọc, thì nên sử dụng các kẹp nhựa trên các miếng đệm cao su để buộc chặt chúng.

thiết bị đã hoàn thành

Độ dày của chất cách điện giữa các tấm điện cực phải là 1 mm. Với khoảng cách như vậy, cường độ dòng điện sẽ đủ cho quá trình điện phân chất lượng cao, đồng thời bọt khí có thể dễ dàng thoát ra khỏi các điện cực.

Các tấm lần lượt được kết nối với các cực của nguồn điện, ví dụ, tấm thứ nhất - với "cộng", tấm thứ hai - với "điểm trừ", v.v.

Thiết bị có hai van

Quá trình sản xuất mô hình bình điện phân 2 van không đặc biệt khó khăn. Như trong phiên bản trước, việc lắp ráp nên bắt đầu bằng việc chuẩn bị phần đế. Nó được làm từ một tấm thép trống, phải được cắt theo kích thước của thùng chứa.

Bảng được gắn chắc chắn vào đế (chúng tôi sử dụng vít M6), sau đó có thể lắp đặt ống sủi bọt có đường kính ít nhất 33 mm. Sau khi chọn một cửa chớp cho thiết bị, bạn có thể tiến hành lắp đặt các van.

Thùng nhựa

Cái đầu tiên được lắp đặt trên đế của đường ống, cần phải cố định khớp nối ở nơi này. Kết nối được niêm phong bằng một vòng kẹp, sau đó một tấm khác được lắp đặt - nó sẽ cần thiết để cố định cửa chớp.

Van thứ hai phải được gắn trên đường ống với khoảng cách 20 mm so với mép.

Với sự ra đời của hệ thống sưởi ấm nước, Hệ thống không khíđã mất đi sự nổi tiếng của nó một cách không đáng có, nhưng giờ đây nó đang lấy lại đà phát triển. - khuyến nghị cho thiết kế và lắp đặt.

Bạn sẽ học mọi thứ về sản xuất và sử dụng lò thần kỳ về nhiên liệu diesel.

Và trong chủ đề này, chúng tôi sẽ phân tích các loại đồng hồ đo nhiệt cho một căn hộ. phân loại, tính năng thiết kế, giá đồ dùng.

Ba mô hình van

Sự sửa đổi này khác nhau không chỉ ở số lượng van mà còn ở chỗ đế của nó phải đặc biệt chắc chắn. Thép không gỉ tương tự được sử dụng, nhưng có độ dày lớn hơn.

Vị trí lắp đặt van số 1 phải được chọn trên đường ống vào (nó được nối trực tiếp với bình chứa). Sau đó, tấm trên cùng và ống loại bong bóng thứ hai phải được cố định. Van số 2 được lắp ở cuối ống này.

Khi lắp đặt van thứ hai, khớp nối phải được buộc chặt đủ độ cứng. Bạn cũng sẽ cần một vòng kẹp.

Phiên bản làm sẵn của đầu đốt hydro

Giai đoạn tiếp theo là sản xuất và lắp đặt cửa chớp, sau đó van số 3 được vặn vào đường ống. Với sự trợ giúp của các đinh tán, nó phải được kết nối với vòi, trong khi lớp cách nhiệt phải được cung cấp bằng các miếng đệm cao su.

Nước tinh khiết (chưng cất) là một chất điện môi và để máy điện phân hoạt động với đủ năng suất, nó phải được chuyển thành dung dịch.

Hiệu suất tốt nhất được thể hiện không phải bằng dung dịch muối mà bằng dung dịch kiềm. Để chuẩn bị chúng, bạn có thể thêm muối nở hoặc xút ăn da vào nước. Một số hóa chất gia dụng cũng phù hợp, chẳng hạn như "Mr. Muscle" hoặc "Mole".

Thiết bị với bảng mạ kẽm

Một phiên bản rất phổ biến của máy điện phân, chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống sưởi ấm.

Sau khi nhặt đế và hộp đựng, họ kết nối các bảng bằng vít (4 trong số chúng là cần thiết). Sau đó, một miếng đệm cách điện được lắp đặt trên đầu thiết bị.

Các bức tường của thùng chứa không được dẫn điện, tức là làm bằng kim loại. Nếu có nhu cầu làm thùng có độ bền cao, bạn cần thực hiện Thùng nhựa, và đặt nó trong vỏ kim loại có cùng kích thước.

Nó vẫn còn để vặn hộp chứa bằng các đinh tán vào đế và lắp đặt cửa chớp với các đầu nối.

Mô hình với plexiglass

Việc lắp ráp một tế bào điện phân sử dụng khoảng trống thủy tinh hữu cơ không thể được gọi là một nhiệm vụ đơn giản - tài liệu nhất định khá khó xử lý.

Khó khăn cũng có thể nằm ở khâu tìm thùng có kích thước phù hợp.

Ở các góc của bảng, một lỗ được khoan, sau đó các tấm được gắn. Bước giữa chúng phải là 15 mm.

Trên bước tiếp theo tiến hành cài đặt màn trập. Như trong các sửa đổi khác, nên sử dụng miếng đệm cao su. Chỉ cần lưu ý rằng trong thiết kế này, độ dày của chúng không được quá 2 mm.

Mô hình trên điện cực

Mặc dù có cái tên hơi đáng báo động, nhưng việc sửa đổi máy điện phân này cũng khá phải chăng đối với tự sản xuất. Lần này, việc lắp ráp thiết bị bắt đầu từ phía dưới, củng cố màn trập trên một đế thép chắc chắn. Bình chứa chất điện phân, như trong một trong các tùy chọn được mô tả ở trên, được đặt lên trên.

Sau màn trập, tiến hành lắp đặt ống. Nếu kích thước của thùng chứa cho phép, nó có thể được trang bị hai bộ lọc.

  • tấm không chạm vào thùng chứa;
  • khoảng cách giữa nó (tấm) và các vít kẹp phải là 20 mm.

Với phiên bản máy tạo hydro này, các điện cực phải được gắn vào cổng, đặt các cực ở phía bên kia của nó.

Việc sử dụng các miếng đệm nhựa

Tùy chọn sản xuất máy điện phân có miếng đệm polyme cho phép sử dụng hộp đựng bằng nhôm thay vì hộp nhựa. Nhờ có các gioăng nên nó sẽ được cách nhiệt một cách an toàn.

Khi cắt các miếng đệm ra khỏi nhựa (bạn sẽ cần 4 miếng), bạn cần tạo cho chúng hình chữ nhật. Chúng được đặt ở các góc của đế, tạo khoảng cách 2 mm.

Bây giờ bạn có thể bắt đầu cài đặt container. Để làm điều này, bạn cần một tấm khác trong đó 4 lỗ được khoan. Đường kính của chúng phải tương ứng với đường kính ngoài của ren M6 - chính những vít này sẽ vặn hộp chứa.

Thành của hộp đựng bằng nhôm cứng hơn so với hộp đựng bằng nhựa, vì vậy để buộc chắc chắn hơn, nên đặt vòng đệm cao su dưới đầu vít.

Nó vẫn là giai đoạn cuối cùng - cài đặt màn trập và thiết bị đầu cuối.

Mô hình cho hai thiết bị đầu cuối tiếp xúc

Gắn hộp nhựa vào đế làm bằng tấm thép hoặc nhôm bằng xi lanh hoặc vít. Sau đó, bạn cần cài đặt màn trập.

Trong sửa đổi này, một vòi kim có đường kính từ 3 mm trở lên được sử dụng. Nó phải được cài đặt ở vị trí của nó bằng cách kết nối với thùng chứa.

Bây giờ, với sự trợ giúp của dây dẫn, bạn cần kết nối trực tiếp các thiết bị đầu cuối với bảng dưới cùng.

Ống được gắn làm phần tử cuối cùng và vị trí nối ống với thùng chứa phải được niêm phong bằng vòng kẹp.

Bộ lọc có thể được mượn từ bị hỏng máy giặt hoặc cài đặt "bùn" thông thường.

Bạn cũng sẽ cần sửa hai van trên trục chính.

Điện khí hóa nhà là một giai đoạn quan trọng trong việc sắp xếp một tòa nhà mới. – lời khuyên từ thợ điện chuyên nghiệp.

Bạn sẽ học cách chế tạo một bộ tích nhiệt đơn giản bằng tay của chính mình. Cũng như buộc và thiết lập hệ thống.

biểu diễn sơ đồ

Một mô tả sơ đồ về phản ứng điện phân sẽ có không quá hai dòng: các ion hydro tích điện dương chạy đến điện cực tích điện âm và các ion oxy tích điện âm chạy đến điện cực dương. Tại sao thay vì nước tinh khiết bạn có phải sử dụng một giải pháp điện phân? Thực tế là cần phải có một điện trường đủ mạnh để phá vỡ phân tử nước.

Muối hoặc kiềm thực hiện một phần quan trọng của công việc này về mặt hóa học: nguyên tử kim loại mang điện tích dương thu hút các nhóm hydroxo mang điện tích âm OH, và dư lượng kiềm hoặc axit mang điện tích âm thu hút các ion hydro dương H. Do đó, điện trường nó chỉ còn lại để kéo các ion đến các điện cực.

Sơ đồ của máy điện phân

Điện phân hoạt động tốt nhất trong dung dịch soda, một phần được pha loãng trong bốn mươi phần nước.

Vật liệu tốt nhất cho điện cực, như đã đề cập, là thép không gỉ, nhưng vàng là phù hợp nhất để làm tấm. Diện tích của chúng càng lớn và cường độ dòng điện càng cao thì khí thoát ra càng nhiều.

Vòng đệm có thể được làm từ nhiều loại vật liệu không dẫn điện, nhưng polyvinyl clorua (PVC) là phù hợp nhất cho vai trò này.

Phần kết luận

Máy điện phân có thể được sử dụng hiệu quả không chỉ trong công nghiệp mà còn trong cuộc sống hàng ngày.

Hydro mà nó tạo ra có thể được biến thành nhiên liệu để nấu ăn, hoặc được làm giàu bằng hỗn hợp xăng-không khí, làm tăng sức mạnh của động cơ ô tô.

Bất chấp sự đơn giản của thiết bị cơ bản của thiết bị, những người thợ thủ công đã học cách tạo ra một số loại của nó: người đọc có thể tự làm bất kỳ loại nào trong số chúng.

video liên quan

Điện phân là hiện tượng giải phóng một chất trên các điện cực khi có dòng điện chạy qua chất điện phân, xảy ra các quá trình oxi hóa và khử trên các điện cực, kèm theo sự nhận hoặc nhường electron của các phân tử chất đó.


Máy điện phân là bể trong đó quá trình diễn ra với sự hấp thụ năng lượng điện.


Nguyên tắc hoạt động:



Cơm. 1.1.


Các yếu tố chính của quá trình cài đặt là: chất điện phân 1, điện cực 2 và nguồn điện 3.


Điện áp tế bào điện phân (U) bao gồm ba thành phần:


U = U1 + Uak + Ue, (1.1)



Uac - điện áp gần điện cực;


Ue là hiệu điện thế trong chất điện phân.


Công suất giải phóng trong bể điện phân (Rev) được xác định bằng biểu thức:


Rev = I(U1 + Uа + Uк + Il/σ), (1.2)


trong đó tôi là dòng điện trong bồn tắm, A;


Uа, Uк – điện áp rơi trên cực dương và cực âm, V;


l là khoảng cách giữa các điện cực, m;


σ là độ dẫn điện riêng của chất điện phân, 1/(Ohm m).


Chỉ một phần của sức mạnh này được dành cho sự phân hủy của vật chất. Phần năng lượng còn lại dùng để làm nóng chất điện phân và vận chuyển các ion trong dung dịch. Hiệu suất của quá trình điện phân được ước tính bằng sản lượng năng lượng (Ae, %).


Аe=α·(Ат/U)·10 2 , (1.3)


trong đó α là đương lượng điện hóa của một chất;


Am là dòng điện ra của kim loại, g/J;


U là điện áp trên bình điện phân, V.


Sản lượng hiện tại của kim loại là lượng kim loại (g) được giải phóng trên một đơn vị năng lượng tiêu hao (J).


Cường độ của quá trình được xác định bởi mật độ dòng điện cực



je = I/S, (1.4)


nơi tôi là hiện tại, A;


S là diện tích phần điện cực nhúng trong chất điện phân, m2.


Một lớp điện kép được hình thành gần bề mặt của các điện cực, ngăn cản sự xâm nhập và thoát ra của các ion. Để làm suy yếu sức đề kháng, áp dụng:


Lưu thông điện giải, để cân bằng nhiệt độ;


Độ rung của điện cực;


Chuyển đổi nguồn điện.


Điện phân là một trong những loại quá trình công nghệ. Bản chất của nó nằm ở việc tách các hạt vật chất ra khỏi chất điện phân khi có dòng điện một chiều chạy qua nó và lắng đọng chúng trên các điện cực được ngâm trong chất điện phân (chiết xuất điện phân) hoặc chuyển vật chất từ ​​điện cực này sang điện cực khác (tinh chế điện phân) .


Điện phân được áp dụng:


Trong luyện kim màu để sản xuất kim loại nhẹ (nhôm, magiê, cadmium, v.v.) và tinh chế kim loại nặng (đồng, bạc, vàng, niken, chì, v.v.);


Trong điện hóa để sản xuất clo, hydro, nước nặng,


oxy, flo, kali, natri, v.v.;


Trong kỹ thuật cơ khí để áp dụng bảo vệ và lớp phủ trang trí sản phẩm kim loại và phi kim loại (mạ kẽm, mạ niken, mạ cadmium, mạ chì, mạ đồng, mạ crom, mạ bạc, xi mạ...);


Trong luyện kim màu để mạ thiếc và làm sạch bằng điện phân.


Trong luyện kim, hai loại điện phân được sử dụng: điện phân dung dịch nước và điện phân muối nóng chảy. Loại thứ nhất được sử dụng để sản xuất và tinh chế điện phân các kim loại có điện thế bình thường thấp (kẽm, crom, thiếc, niken, chì, bạc) và được thực hiện ở nhiệt độ không quá 100 С, loại thứ hai được sử dụng để thu được các kim loại có thế năng thường cao (magiê, nhôm, kim loại kiềm thổ). kim loại) ở nhiệt độ khoảng 1000 C.


Quá trình điện phân được thực hiện trong các bể được trang bị đặc biệt - máy điện phân. Điện áp trên bồn tắm là vài vôn, và dòng điện lên tới hàng chục và hàng trăm nghìn ampe. Để tiết kiệm dòng điện cao, các bồn tắm giống hệt nhau được kết nối nối tiếp theo điện áp của việc lắp đặt bộ chuyển đổi.


Những thay đổi về điện trở của bể do làm nóng chất điện phân, thay đổi thành phần hóa học của nó, rò rỉ dòng điện, gián đoạn ở chế độ hoạt động bình thường, ngừng hoạt động của từng bể riêng lẻ, cũng như thay đổi điện áp cung cấp, đòi hỏi phải điều chỉnh các thông số điện. Để đảm bảo hiệu suất mong muốn của nhà máy điện phân, việc điều chỉnh tự động điện áp, công suất và dòng điện của chuỗi được sử dụng. Phương pháp điều chỉnh phổ biến nhất là duy trì dòng điện không đổi trong chuỗi.


Trong luyện kim màu, các nhà máy điện phân mạnh nhất bao gồm một loạt bể để sản xuất nhôm và magiê. Để thu được nhôm, người ta sử dụng máy điện phân có điện áp 4–5 V và dòng điện 100–150 kA, điện áp của dãy là 450–850 V. Các chế độ hoạt động của nhà máy điện phân kéo dài và liên tục. Khi đi tắm cá nhân để sửa chữa, chúng được thay thế bằng lốp xe đặc biệt. Theo danh mục độ tin cậy, các cài đặt thuộc danh mục đầu tiên. Một số trong số chúng, chẳng hạn như các nhà máy điện phân nhôm, do khả năng tỏa nhiệt lớn của bể, cho phép gián đoạn ngắn hạn (vài phút), nhưng việc dừng lâu có thể dẫn đến đông đặc chất điện phân và làm gián đoạn đáng kể quy trình công nghệ, có thể mất đến 10 ngày để khôi phục.


Trong điện hóa học, các máy điện phân có điện áp từ 2 đến 10–12 V và trong một số trường hợp lên đến 10–220 V được sử dụng (lắp đặt để phân hủy nước, được thực hiện theo nguyên tắc của máy ép lọc, trong đó tất cả các điện cực được mắc nối tiếp ). Điện áp của loạt bể tắm là 150–850 V. Trong quá trình điện phân clo, dòng điện của bể tắm là 100–190 kA. Chế độ hoạt động của các cài đặt điện hóa là liên tục. Cài đặt điện hóa thuộc loại độ tin cậy đầu tiên. Đối với việc lắp đặt clo, việc gián đoạn nguồn điện trong thời gian khởi động là đặc biệt nguy hiểm.


Trong quá trình lắp đặt lớp phủ kim loại, điện áp của bồn tắm nằm trong khoảng từ 3,5 đến 9–10 V và tối đa là 25 V. Dòng điện của bồn tắm thay đổi trong khoảng 0,1–5 kA trở lên. Trong hầu hết các trường hợp, cần phải điều chỉnh cường độ dòng điện trong một phạm vi rộng. Sự khác biệt trong chế độ hoạt động của các phòng tắm riêng lẻ không cho phép chúng được đưa vào tuần tự. Các bồn tắm thường được cấp nguồn từ các đường dây chung có điện áp 6–12 V thông qua các biến trở điều chỉnh riêng lẻ. Các thiết bị mạ kim loại được sử dụng trong dây chuyền sản xuất tự động thuộc loại máy thu đầu tiên, phòng tắm riêng - thuộc loại thứ hai. Tổng công suất của các bộ chuyển đổi trong các cửa hàng mạ kim loại là 50–200 kW. Nguồn năng lượng của họ là các mạng phân xưởng có điện áp 380 V. Chế độ vận hành của các công trình lắp đặt là theo chu kỳ, liên quan đến việc chất sản phẩm vào bồn tắm và dỡ chúng ra.


Đối với điện phân công nghiệp, dòng điện một chiều được sử dụng. Cùng với các phương pháp truyền thống để tiến hành điện phân bằng dòng điện trực tiếp, các chế độ được sử dụng có liên quan đến việc sử dụng dòng điện có hình dạng phức tạp, thay đổi định kỳ trong dòng điện một chiều. Hệ thống điện phân được cung cấp năng lượng bằng dòng điện một chiều từ các máy phát điện một chiều, bao gồm cả các máy phát điện đơn cực và từ các bộ chuyển đổi bán dẫn tĩnh.


Bộ chuyển đổi bao gồm một máy biến áp nguồn, một, hai hoặc bốn bộ chỉnh lưu, cũng như thiết bị chuyển mạch, điều khiển và phụ trợ (bảo vệ, tín hiệu). Các đơn vị có dòng điện chỉnh lưu lên đến 6,25 kA có một máy biến áp van có một cuộn dây thứ cấp, ở dòng điện 12,5 kA - với hai, ở dòng điện 25 kA - có bốn cuộn dây và theo đó, có một, hai và bốn bộ chỉnh lưu ( Hình 1.1) .




Cơm. 1.1.


Đối với các bộ chuyển đổi, mạch không sáu pha được sử dụng với kết nối của cuộn dây thứ cấp của máy biến áp theo sơ đồ "hai sao ngược với lò phản ứng cân bằng" (Hình 1.2 a) và mạch cầu ba pha (Hình. .1.2 b). đơn vị chuyển đổi năng lượng thấpđược lắp ráp trong một ba pha kế hoạch bằng không(Hình 1.2 c).





Cơm. 1.2.


Hầu hết các nhà máy điện phân yêu cầu điều chỉnh điện áp chỉnh lưu. Sự cần thiết phải thay đổi điện áp ở các cực của chuỗi điện phân ở chế độ hoạt động bình thường của nó được xác định bởi các lý do sau:


a) sự thay đổi điện áp trong mạng nguồn AC;


b) thay đổi số lượng bể trong chuỗi điện phân do rút một số bể nhất định để sửa chữa hoặc chuyển dòng vì lý do công nghệ;


c) thay đổi chế độ vận hành của bể, đặc biệt, khi thay đổi cường độ dòng điện hoặc khoảng cách giữa các điện cực.


Ở các chế độ khởi động của nhà máy điện phân, thường cần điều chỉnh điện áp trên một dải rộng. Nguyên nhân của điều này trước hết là do một loạt quá trình điện phân, theo quy luật, không được bắt đầu toàn bộ mà là từng phần hoặc thậm chí trong các bể riêng biệt. Thứ hai, chế độ bắt đầu hoạt động của bồn tắm có thể khác đáng kể so với chế độ hoạt động bình thường. Vì vậy, ví dụ, các bể nhôm được nung trước khi khởi động (không có chất điện phân) và điện áp trên chúng giảm xuống, nhưng trong giai đoạn đầu sau khi khởi động, điện áp trên các bể được giữ ở mức cao hơn ở chế độ bình thường.


Do đó, điều chỉnh điện áp được thực hiện theo hai cách:


1. máy biến áp chuyển đổi bước (TDNPV - ba pha, D - làm mát bằng luồng khí, N - với bộ đổi vòi đang tải, PV - bộ chuyển đổi van; TMNPU-U - với lò phản ứng tăng áp);


2. Điều chỉnh trơn tru được thực hiện bằng van tiết lưu bão hòa (DN-6300, giới hạn điều chỉnh 49 V).


Trong các trạm biến áp, mỗi van được bảo vệ bằng cầu chì tác động nhanh.


Cầu chì tác động nhanh có khả năng hạn chế dòng điện, nghĩa là thời gian chảy FU ít hơn nhiều so với thời gian tăng của dòng điện ngắn mạch. đến giá trị lớn nhất.


Trạm biến áp bao gồm: thiết bị đóng cắt xoay chiều, thiết bị biến đổi và thiết bị đóng cắt dòng điện chỉnh lưu. Từ thiết bị đóng cắt AC, ngoài các tổ máy và máy biến áp cho nhu cầu phụ trợ của các trạm biến áp, trong một số trường hợp, những người tiêu dùng điện khác của doanh nghiệp cũng được cung cấp.


Để bù công suất phản kháng do lắp đặt bộ chuyển đổi tạo ra, người ta sử dụng bù điện dung dọc, bộ lọc cộng hưởng, mạch chỉnh lưu nhiều pha và bộ chỉnh lưu bù.


Các trạm biến áp chuyển đổi cung cấp cho các nhà máy điện phân để sản xuất nhôm, magiê và clo được đặc trưng bởi một số lượng đáng kể các bộ chỉnh lưu hoạt động song song và công suất cao.


Bộ chỉnh lưu là nguồn tạo ra sóng hài cao hơn của dòng điện và điện áp, gây suy giảm hệ số công suất và tổn thất điện năng bổ sung, cũng như gây nhiễu các kênh liên lạc và truyền hình. Mức độ ảnh hưởng của sóng hài bậc cao tỷ lệ nghịch với số pha chỉnh lưu. Với sự gia tăng sức mạnh của đơn vị, ảnh hưởng tăng lên.


Sự gia tăng số lượng các giai đoạn chỉnh lưu dẫn đến sự biến mất của các thành phần sóng hài theo thứ tự bên dưới – 1.


Việc tăng số lượng các pha chỉnh lưu đạt được nhờ các cuộn dây đặc biệt hoặc bằng cách tạo chế độ nhiều pha tương đương cho các nhóm đơn vị, mỗi đơn vị hoạt động ở chế độ chỉnh lưu sáu pha. Sơ đồ chỉnh lưu 12 pha được coi là sơ đồ tối ưu.


Đối với các ngành công nghiệp khác có máy điện phân cho dòng điện thấp hơn, hoạt động của các đơn vị cho mỗi chuỗi điện phân là điển hình.


Với một số lượng nhỏ (2–4) thiết bị đóng cắt AC của trạm biến áp, nó thường có một hệ thống thanh cái phân đoạn đơn (Hình 1.3).





Cơm. 1.3.


Với số lượng lớn các bộ chuyển đổi, ưu tiên cho thiết bị đóng cắt có hệ thống thanh cái kép (Hình 1.4).





Cơm. 1.4.


Một hệ thống xe buýt đôi cũng thích hợp hơn về việc cung cấp các chế độ khởi động. Đối với phần lớn các cài đặt điện phân ở chế độ khởi động, cần phải điều chỉnh điện áp chỉnh lưu trong một phạm vi đáng kể. Nếu các bộ chỉnh lưu không thể cung cấp phạm vi yêu cầu, thì một máy biến áp giảm áp tạm thời được lắp đặt để giảm thêm điện áp trong khoảng thời gian bắt đầu. Với hai hệ thống thanh cái, một trong số chúng được cung cấp điện áp giảm thông qua máy biến áp tự ngẫu, cần thiết cho các bộ chuyển đổi và điện áp bình thường cần thiết cho các hộ tiêu thụ điện khác được duy trì trên hệ thống thanh cái kia.


Các trạm chuyển đổi lớn thường được cấp nguồn bởi các máy biến áp hạ áp 180-200 MVA 220/10 kV với các cuộn dây phân chia ở phía điện áp thấp. Để giảm dòng điện ngắn mạch. trên các thanh cái 10 kV, hoạt động riêng biệt của cuộn dây tách được sử dụng.


Các yêu cầu cao đối với việc cung cấp điện liên tục của các nhà máy điện phân buộc phải sử dụng nhiều dự phòng hơn trong hệ thống điện của họ, điều này đạt được bằng cách tách tất cả các liên kết của hệ thống cung cấp điện, sử dụng hệ thống thanh cái kép và lắp đặt các công tắc phân đoạn bằng thiết bị ATS.


Các đơn vị chuyển đổi của các nhà máy điện phân mạnh được kết nối trực tiếp với chuỗi mà không cần thiết bị chuyển đổi. Việc lắp đặt công suất tương đối thấp được kết nối bằng bộ ngắt mạch, đây cũng là thiết bị bảo vệ của thiết bị. Thiết bị chuyển mạch dòng điện cao cũng được sử dụng khi cung cấp dòng điện cho các máy điện phân nối tiếp hoặc riêng lẻ, bể shunt khi dập tắt tia cực dương, mang chúng ra ngoài để sửa chữa, v.v.


Bộ ngắt mạch tốc độ cao của sê-ri VAB và BAT được sử dụng cho các chuyến đi nhanh không tải và các chuyến đi hiếm khi có tải. Chúng bao gồm các khối đơn vị thống nhất, được trang bị cùng loại rơle và bộ điều khiển. Công tắc sê-ri BAT khác với sê-ri VAB bởi sự hiện diện của ổ đĩa động cảm ứng. Tốc độ của truyền động được đảm bảo bởi thực tế là từ thông giữ lại được chuyển thành một phần song song của mạch từ.


Dòng điện từ các nguồn điện được cung cấp cho các bể điện phân thông qua các thanh cái đặc biệt, bao gồm các thanh cái hình chữ nhật riêng biệt được lắp ráp trong các gói. Thông thường thanh cái được làm bằng lốp nhôm, đồng chỉ được sử dụng ở những nơi nhôm không phù hợp do khả năng chống ăn mòn thấp.


Mặt cắt ngang của thanh cái được xác định dựa trên mật độ dòng điện kinh tế. Phần tính toán của thanh cái sau đó được kiểm tra giá trị cho phép của tổn thất điện áp (không quá 3%), nhiệt độ cho phép ở trạng thái ổn định (không cao hơn 343 K) và độ bền cơ học.


Do dòng điện hoạt động của các bể điện phân lên tới hàng chục và hàng trăm kiloampe, nên tiết diện của thanh cái cũng lớn - lên tới 15 dm2.


Các ống dẫn xe buýt cung cấp điện từ các trạm biến áp chỉnh lưu đến cửa hàng điện phân được gắn trên các cầu vượt đặc biệt. Giữa các bể điện phân riêng biệt bên trong xưởng, các thanh cái được đặt trong các rãnh thanh cái đặc biệt được phủ bằng các tấm bê tông cốt thép.


Đặc điểm chuyển đổi trạm biến áp:


1. Tất cả các bộ biến đổi trong trạm vận hành song song trên một hệ thống thanh cái chỉnh lưu;


2. Số lượng máy biến áp tại các trạm biến áp mạnh có thể đạt 10-11 cái;


3. Trạm biến áp biến áp được bố trí ngay gần khu nhà điện phân và được chế tạo theo hình thức gắn hoặc độc lập.


Trạm biến áp kèm theo:


"+" - chiều dài nhỏ của dây dẫn tính từ phía dòng điện chỉnh lưu (giảm tổn thất);


“–” – suy giảm điều kiện làm mát.


Trạm biến áp độc lập: ngược lại.


Kết luận: sự điện phân - quá trình vật lý và hóa học, xảy ra khi có dòng điện chạy qua dung dịch chất điện ly hoặc nóng chảy. Điện phân được sử dụng trong luyện kim màu và kim loại màu, trong điện hóa học và kỹ thuật cơ khí.

Sử dụng nguyên tắc thu được hydro bằng cách điện phân dung dịch kiềm, tôi quyết định chế tạo một thiết bị đơn giản và nhỏ gọn, thuận tiện để làm việc với các bộ phận nhỏ, khi hàn bằng chất hàn cứng. Do kích thước bên ngoài nhỏ của máy điện phân, nó sẽ tìm thấy một vị trí ngay cả trên một máy tính để bàn nhỏ và việc sử dụng bộ chỉnh lưu tiêu chuẩn để sạc lại pin làm bộ điện phân tạo điều kiện thuận lợi cho việc sản xuất thiết bị và làm cho nó an toàn khi làm việc.


Hiệu suất tương đối nhỏ nhưng khá đầy đủ của thiết bị giúp đơn giản hóa rất nhiều việc thiết kế phớt nước và đảm bảo an toàn cháy nổ.


thiết bị điện phân

Giữa hai bảng, được nối với nhau bằng bốn chốt, có một pin gồm các tấm thép - điện cực được ngăn cách bằng các vòng cao su. Khoang bên trong của pin được lấp đầy một nửa bằng dung dịch KOH hoặc NaOH. Một hiệu điện thế không đổi đặt vào các bản cực gây ra quá trình điện phân nước và giải phóng khí hydro và oxy.


Hỗn hợp này được xả qua một ống PVC đặt trên khớp nối vào một thùng chứa trung gian và từ đó vào một khóa nước, được làm từ hai lon rỗng để đổ đầy lại bật lửa gas(bạn có thể sử dụng lon của nhà máy Severny Press ở Leningrad). Khí đi qua hỗn hợp nước và axeton được đặt ở đó theo tỷ lệ 1: 1 có thành phần cần thiết cho quá trình đốt cháy và được chuyển hướng bằng một ống khác vào vòi - kim từ ống tiêm y tế, cháy hết ở đầu ra với nhiệt độ khoảng 1800°C.


Cơm. 1. Đầu đốt nước.

Đối với bảng điện phân, tôi sử dụng tấm mica dày, dày 25 mm. Vật liệu này dễ xử lý, kháng hóa chất với tác động của chất điện phân và cho phép bạn kiểm soát trực quan mức độ của nó để thêm nước cất qua lỗ nạp nếu cần.

Các tấm có thể được làm từ tấm kim loại (thép không gỉ, niken, sắt ngâm hoặc biến áp) với độ dày 0,6-0,8 mm. Để dễ lắp ráp, các hốc tròn được ép ra trong các tấm dành cho vòng đệm cao su, độ sâu của chúng với độ dày vòng 5-6 mm nên là 2-3 mm.

Vòng được thiết kế để bịt kín khoang bên trong và cách điện các tấm được cắt từ tấm cao su chịu dầu và xăng hoặc axit. Không khó để thực hiện việc này theo cách thủ công, nhưng lý tưởng nhất vẫn là thực hiện bằng máy cắt tròn.

Bốn đinh tán thép M8 kết nối các bộ phận được cách nhiệt bằng vải lanh 10 mm và luồn vào các lỗ 11 mm phù hợp.

Số lượng tấm trong pin là 9. Nó được xác định bởi các thông số của bộ cấp nguồn: công suất và điện áp tối đa của nó - với tốc độ 2 V trên mỗi tấm. Dòng điện tiêu thụ phụ thuộc vào số lượng bản cực tham gia (càng ít bản cực thì dòng điện càng lớn) và nồng độ của dung dịch kiềm. Trong dung dịch đậm đặc hơn, dòng điện nhỏ hơn, nhưng tốt hơn là sử dụng dung dịch 4-8% - nó không tạo bọt nhiều trong quá trình điện phân.

Các đầu tiếp xúc được hàn vào ba tấm đầu tiên và cuối cùng. Bộ sạc tiêu chuẩn cho ắc quy ô tô VA-2, được kết nối với 8 tấm, ở điện áp 17 V và dòng điện khoảng 5 A, cung cấp hiệu suất cần thiết của hỗn hợp dễ cháy cho vòi phun - kim có lỗ bên trong 0,6 mm. Tỷ lệ tối ưu giữa đường kính của kim phun và hiệu suất của máy điện phân được thiết lập theo kinh nghiệm - sao cho vùng đánh lửa của hỗn hợp nằm bên ngoài kim. Nếu năng suất thấp hoặc đường kính của lỗ quá lớn, quá trình đốt cháy sẽ bắt đầu trong chính kim, kim này sẽ nhanh chóng nóng lên và tan chảy từ đó.

Một rào cản đáng tin cậy chống lại sự lan truyền của ngọn lửa qua ống cung cấp bên trong máy điện phân là khóa nước đơn giản nhất, được làm từ hai hộp mực rỗng để đổ đầy bật lửa gas. Ưu điểm của chúng cũng giống như ưu điểm của vật liệu ván: dễ gia công, kháng hóa chất và trong mờ, cho phép bạn kiểm soát mức chất lỏng trong phớt nước. Bể trung gian loại bỏ khả năng trộn lẫn chất điện phân và thành phần của phớt nước trong các chế độ vận hành chuyên sâu hoặc dưới tác động của chân không xảy ra khi tắt nguồn. Và để chắc chắn tránh điều này, khi kết thúc công việc, bạn nên ngắt ngay ống ra khỏi máy điện phân. Các phụ kiện của thùng chứa được làm bằng ống đồng 4 và 6 mm, chúng được lắp đặt ở thành trên của lon bằng ren. Thông qua chúng, thành phần của nước bịt kín được lấp đầy và nước ngưng được thoát ra khỏi bể tách. Một cái phễu tuyệt vời cho việc này sẽ đến từ một bình xịt rỗng khác, đã được cắt. làm đôi và với một ống mỏng được lắp vào vị trí của van.

Kết nối máy điện phân với bình chứa trung gian có ống polyvinyl clorua ngắn 5 mm, ống sau có bịt kín nước và đầu ra của nó nối với ống dài hơn có vòi kim (Bạn có thể sử dụng ống tiêm y tế có kim làm vòi). Bên trong tay cầm (ống tiêm) được đặt một bao bì chữa cháy - một lưới bằng đồng được cuộn thành hình xoắn ốc.





Cơm. 2. Thiết bị điện phân:
1 - ống PVC cách điện 10 mm, 2 - chốt M8 (4 chiếc.), 3 - đai ốc M8 có vòng đệm (4 chiếc.), 4 - bo mạch bên trái, 5 - chốt cắm M10 có vòng đệm, 6 - tấm, 7 - vòng cao su, 8 - ống nối, 9 - vòng đệm, 10 - ống PVC 5 mm, 11 - bảng bên phải, 12 - ống nối ngắn (3 chiếc.), 13 - bình trung gian, 14 - đế, 15 - đầu cuối, 16 - ống bong bóng , 17 - kim phun, 18 - thân khóa nước.

Bật bộ chỉnh lưu, điều chỉnh điện áp hoặc số lượng tấm được kết nối với dòng điện định mức và đốt cháy khí thoát ra khỏi vòi.

Nếu bạn cần hiệu suất cao hơn - hãy tăng số lượng tấm và sử dụng nguồn điện mạnh hơn - với LATR và bộ chỉnh lưu đơn giản. Nhiệt độ ngọn lửa cũng có thể điều chỉnh được nhờ thành phần của phớt nước. Khi chỉ chứa nước, hỗn hợp chứa rất nhiều oxy, điều này trong một số trường hợp là không mong muốn. Bằng cách đổ rượu metylic vào khóa nước, hỗn hợp có thể được làm giàu và tăng nhiệt độ lên 2600 ° C. Để giảm nhiệt độ ngọn lửa, khóa nước được đổ đầy hỗn hợp axeton và nước theo tỷ lệ 1: 1. Tuy nhiên , trong những trường hợp sau, người ta không nên quên bổ sung nội dung của khóa nước.



Yu.ORLOV, Troitsk, khu vực Moscow
Đăng bởi: Modeller Constructor

Để chia sẻ với bạn bè:
bài viết tương tự