ציוד חשמלי ואוטומציה של מפעלי אלקטרוליזה
כל האלקטרודות באמבטיות אלקטרוליזה מחוברות בדרך כלל במקביל, כך שהזרם של האלקטרוליזר מורכב מסכום הזרמים של זוגות בודדים של אלקטרודות: להיפך, המתח באמבטיה שווה למתח בזוגות האלקטרודות . אמבטיות האלקטרוליזה, בתורן, מחוברות בסדרה, כך שהמתח הכולל של המתקן מגיע למאות וולט. יוצא דופן הוא התקנות פירוק מים שנעשו על העיקרון של מכבש מסנן, שבו כל האלקטרודות מחוברות בסדרה.
בשל העובדה שהזרמים בצמחים האלקטרוליזים וגדלים של הצמחים גדולים, מערכת העופרת הזרם מסועפת למדי, עם מספר רב של מגעים.
באיור. 1 מציג דיאגרמת פסים עבור אמבט אלקטרוליזה מאלומיניום. כפי שאתה יכול לראות, הוא מורכב מאוד, מספק אספקת חשמל דו-כיוונית באמצעות חבילות אוטובוס עוצמתיות ושימוש במפצי התפשטות תרמית גמישים.בנוסף, במקרה שיש צורך לנתק את האמבטיות במהלך תיקונים, מסופקים מגשרים המחברים את חבילות הקתודה של שתי אמבטיות סמוכות, ובכך מסירים אחת מהן.
אורז. 1. פס לאמבטיית אלקטרוליזה מאלומיניום עם אנודה אחת מתמשכת והספקת זרם צדדית: 1 - מגביר האנודה, 2 - פס האנודה, 3 - פס פיצוי, 4 - פסי פסים גמישים של האנודה, 5 - מגע פס פסי פין, 6 - מוט פס קתודה , 7 - אוטובוס קתודה גמיש, 8 - אוטובוס קתודה חבילה.
אלומיניום ונחושת משמשים כחומר למסילות, פחות ברזל. צפיפות זרם כלכלית ב הַפרָדָה חַשְׁמָלִית הוא 0.3 - 0.4 עבור פסי אלומיניום, 1.0 - 1.3 עבור פסי נחושת, 0.15 - 0.2 A / mm2 עבור פסי פלדה וברזל יצוק.
חתך הצמיגים נבדק לאובדן מתח (לא יותר מ-3%), לחימום (טמפרטורה מקסימלית 70 מעלות צלזיוס בטמפרטורת סביבה של 25 מעלות צלזיוס) ולחוזק מכני. חיבורי מגע קבועים נעשים בלחץ (הצמיגים נדחסים בין שתי לוחות פלדה יצוקה, מהודקים עם ברגים) או מרותכים. מגעי התקע מוברגים. מהדקים טריז או אקסצנטריים אמינים ונוחים יותר.
בגלל ההספק הגבוה שלהם, מפעלי אלקטרוליזה מוזנים בדרך כלל מרשת מתח גבוה, ושנאים מיוחדים להורדה משמשים כדי להתאים את מתח האספקה למתח המפעלים על ידי אספקת יחידות המרה להמרת זרם חילופין תלת פאזי לזרם ישר .
מיישרים מוליכים למחצה עם ויסות מתח חלק משמשים להפעלת מפעלי אלקטרוליזה בהספק גבוה, מכיוון שהיעילות שלהם גבוהה (98 - 99%), הם אמינים ועמידים יותר, קלים לתחזוקה, מוכנים כל הזמן לפעולה, שקטים וללא פליטות רעילות.
בעת יצירת מפעלי אלקטרוליזה רבי עוצמה, יש צורך לכלול שסתומים מוליכים למחצה במקביל, ולעיתים בסדרה, דבר הגורם לקשיים עקב פיזור מסוים של המאפיינים שלהם. כדי להשוות את חלוקת הזרם בין השסתומים בחיבור מקביל לבין המתח בסדרה, נעשה שימוש בפתרונות מעגלים מיוחדים.
מכיוון ששסתומי מוליכים למחצה אינם מסוגלים לעמוד בעומסי יתר משמעותיים של זרם ומתח, נעשה שימוש בהתקני הגנה מיוחדים המקצרים את השסתומים במקרה של תקלה ומכבים אותם כאשר מתרחשת עלייה מסוכנת במתח או בזרם ההפעלה.
ויסות המתח המיושר במתקנים עם דיודות מוליכים למחצה אפשרי רק בצד AC. לשם כך, נעשה שימוש במיתוג של שלבי המתח של שנאי הירידה הראשי או בשנאי בקרה מיוחד עם מתג צעד מרוחק. כור רוויה כלול בכל זרוע של גשר המיישר לוויסות מתח חלק.
סידור השסתומים מתבצע בדרך כלל בארונות המיוצרים עבור זרמים של 13,000 ו-25,000 A ועבור מתח מתוקן של 300 - 465 V. המרת תחנות משנה המזינות מפעלי אלקטרוליזה מושלמות על ידי הארונות. קירור של ארונות מיישרים יכול להיות אוויר או מים.
התאמה אוטומטית של יחידות הממיר יכולה להתבצע בשלוש דרכים: למתח קבוע, להספק קבוע, לזרם קבוע.
ויסות מתח DC מספק גם זרם קבוע לתהליכים שבהם אין השפעות אנודה. עבור מפעלי אלקטרוליזה מאלומיניום, מערכת כזו אינה מספקת, כי עם הופעת אפקטים אנודיים, הזרם בסדרת אמבטיות יורד ותפוקת האמבטיות יורדת, במיוחד עם השפעות אנודיות בו זמנית במספר אמבטיות. במקרה זה, לא רק הפרודוקטיביות של סדרת אמבטיות יכולה לרדת ב-20 - 30%, אלא גם מצב הפעולה התרמי של אמבטיות האלקטרוליזה מופרע.
בוויסות הספק קבוע, האחרון נשמר על ידי ווסת קבוע; במקרה הנ"ל, זרם הסדרה יורד אך פחות מאשר במקרה הקודם כאשר הרגולטור מגביר את המתח. עם תקנה זו אין שינויים בצריכת האנרגיה, הרצויה למערכת החשמל, אך מצריך מרווח מתח בתחנת המשנה.
רגולציה DC היא הטובה ביותר מבחינת עמידה בדרישות התהליך. עם זאת, עם ויסות כזה, במקרה של נפילת מתח ברשת האספקה או הופעת אפקט אנודה, הרגולטור מגביר את מתח האספקה וצריכת האנרגיה עולה. לכן, מערכת בקרה זו דורשת הן עתודות מתח והן כוח בתחנת המשנה של הממיר (בדרך כלל בתוך 7-10%).
לאחרונה החלה עבודה על שימוש במקורות זרם פרמטריים להנעת מפעלי אלקטרוליזה, בהם מתרחשת אפקט אנודה, המייצב אוטומטית את זרם החילופין ללא קשר לשינויים בהתנגדותו.
בדרך כלל, אמבטיות אלקטרוליזה מותקנים לאורך ציר גוף הבניין בשתיים או ארבע שורות, ותחנת הכוח מחוברת לגוף האמבט דרך תעלות אוטובוס בתעלות אוטובוס או על ידי רמפות. בתוך הבית, הפסים ממוקמים בתעלות פס משני צידי התאים.
תרשים של תנועת יונים במהלך אלקטרוליזה של נחושת אלקטרוליט - תמיסת נחושת סולפט מוזגת לתוך כלי ושתי לוחות נחושת (אלקטרודות) מורידות לתוכו. התהליכים המתרחשים במהלך האלקטרוליזה נדונים במאמרים מהי אלקטרוליזה ו אלקטרוליזה - דוגמאות חישוב.