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　　　　 　电化学整流技术 　　　　　　 一、电解槽的电气性能 1.槽电压的组成 　（1）理论分解电压 　（2）过电压 　（3）第二类导体（电解质盐水溶液）中的压降 　（4）第一类导体（铜、石墨阳极、离子膜、铁阴极）中的压降 2.电解槽的等效电路 Uc Ic Rc Ep 　电解槽等效电路图 　　此电路可用方程表达为：Ｕc＝Ｅp+Rc*Ic,式中Ｕc为槽电压，单位为Ｖ。Ep为极化电压，单位为Ｖ；Ｒc为电槽内阻；Ｉc为槽电流，单位为Ａ。 3.电解槽的负荷特性 100 80 60 40 20 0 20 40 60 80 100 Uc/% Ic/% 　　以Ｉc为变量，Ｕc为函数，便可作出电解槽的负荷等性曲线（伏安特性）。只有当电槽电压大于极化电压时，电槽才有电流通过。 4.电槽系列等效电路 Ud Rd Rb NCEp + - Ic NcRc Ld 电槽系列等效电路 电槽的瞬态方程为：Ｕd=(Rb+Nc*Rc)ic+Ld(dic/dt)+Nc*Ep =Rd*ic+Ld(dic/dt)+Nc*Ep 电槽的稳态方程:Ｕd=(Rb+Nc*Ra)*Ic+Nc*Ep 式中：Ｕd------电槽总电压（即整流装置输出直流电压），Ｖ； 　　　 Ｒb------整流器与电槽及电槽与电槽间连接铜排的电阻，Ω； Nc------电槽串联总台数，台； 　　　 Rc------电槽内阻，Ω； 　　　 Ic ------电槽电流，Ａ； 　　　 Ep------电槽极化电压，Ｖ； 　　 Ld------电槽电感，Ｈ； 5.电槽系列的电压分布 Ud +Ud +1/2Ud 0 -1/2Ud -Ud n N+1/2 　　　电槽系列电压分布 　　 　　电槽系列的电路是一个直流不接地系统，也叫做“浮动中点”系统，其电位 中点随电槽对地绝缘状况而浮动。 　　中点过多的偏移，将使电位高的电槽漏电增加，造成断电困难。因此，要 求装设监视直流系统对地绝缘的装置。 6.电解工艺对直流供电应提出的设计条件（要点） 　（1）电解槽电流设计值、最大值、最小值； 　（2）电解槽（系列）的电压设计值、最大值、最小值； 　（3）离子膜电解槽零电流、软起动电流升、降速度值； 　（4）电解槽电流稳定精度； 　（5）电解槽电流和电压调节范围； 　（6）电解槽分批建设或分批投产的规划，作为整流设备选型，确定其整流 电路的类型和额定值的依据； 　（7）电槽电流、电压、电能计量准确度及显示画面； 　（8）整流机组的稳流控制和ＰＬＣ监控系统接入工艺ＤＣＳ系统的要求； 　（9）电解槽及工艺故障与整流联锁保护的要求； 　（10）电槽电流急停、急降的操作方式要求； 　（11）电解槽母线对地绝缘监察装置的方式及功能； 　（12）极化电源设备参数及控制方式。 7.电解工艺电气指标 　 　 　（1）电流效率：实际上每1安时电量产出ＮaOH(折100%）的量与理论上 每安时电量能产出ＮaOH (折100%）的量之比的百分数。 　 　（2）电压效率：电解槽的理论分解电压与槽电压之比的百分数； 　 　（3）电解液直流电耗：生产每吨电解液（折100%浓度）所消耗的直流电 量，单位ＤＣkW*h/t; 　 　（4）电解液交流电耗：生产每吨电解液（折100%浓度）所消耗的交流电 量，单位ＡＣkW*h/t; 8.极化电源的作用和要求 　　当离子膜电解槽在运行中突然停电时，类似于蓄电池，会产生反向的自放电，造成电解槽极板被腐蚀。极化电源的作用是在主整流器停电时，向电解槽提供防止腐蚀的应急电源。此外，在开车前电解槽已加入电解液及正常停车后，电解槽在没有排空电解液的情况下，往往也需要启动极化电源保护电解槽。 　　对极化电源的求如下： 　　（1）极化电源长期处于待机状态，必须具有完备的故障监视报警，便于操作人员及时发现故障并修复，保证极化电源随时可投入运行。 　　（2）具有稳流、稳压控制功能。 　　（3）直流输出带平波电抗器。极化电源一般不带电压自动调档装置，完全靠晶闸管移相触发调节输出电流电压。常处于深控状态，如果没有平波电抗器，输出电流是不连续的脉动电流。 　　（4）外部启动、停止控制。极化电源在待机时，根据电解槽工艺要求事先调整好电流、电压设计值。一旦主整流器突然停电，输入一个开关量信号启动极化电源尽快输出预设的电流/电压，在启动过程中不致于因冲击造成极化电源自身损坏。 二、半导体变流技术与可控硅整流 1.晶闸管