200 kA铝电解槽短路口绝缘改造

200kA铝电解槽短路口绝缘改造1问题的提出中国铝业青海分公司第三电解厂200kA电解槽自投产以来，短路口运行一直不平稳，绝缘效果较差，曾发生几次短路口打火放炮事故，严重影响电解生产的正常进行。另外，在工作中发现联结短路口斜立柱母线与短路母线的螺栓、以及与之配套使用的绝缘套管相互配合间隙过小，导致在电解槽启动或停槽时拆卸、安装电解槽短路口的绝缘套管及联结螺栓比较困难，使得停、开槽时的停电时间延长。为此，必须对短路口的绝缘装臵、联结双头螺杆及绝缘套管进行改造，从而达到提升短路口绝缘性能的目的。现状分析2．1改造前短路口结构及工作原理改造前短路口结构见图la，主要由斜立柱母线、短路母线、绝缘护板、双头螺杆、绝缘套管、垫片等组成。短路口工作原理为：在电解槽运行时，用绝缘护板将斜立柱母线与短路母线进行隔离，起到绝缘作用，强大的电流通过斜立柱母线到达阳极水平母线，再流经28组阳极及电解槽槽体，最后到达电解槽阴极，从而达到电解铝的目的；在电解槽停槽时，取出绝缘套管及绝缘护板，以保证斜立柱母线与短路母线紧密接触，使其成为一个回路，这样，电流由斜立柱母线直接流经短路母线到达下一台电解槽，而不流经已停电解槽的槽体，达到电路畅通的目的。

a改造前b改造后a改造前b改造后1+斜立柱母线2.=12mm钢板3*5=15mm绝缘套管外垫4■绝缘护板父短路母线6•螺母7•双头螺杆取易打火部位9・宀5聞绝缘护板10•圆角垫板11•丝扣保护套图1200kA电解槽短路口结构图Fig.1Structunddrawingofshortcircuitorafor200kAfsaluminaelectrobath2．2短路口绝缘失效原因分析通过对108台200kA电解槽短路口绝缘性能进行测量，结果见图2a。只有50%的短路口绝缘电阻大于100MI2，35％的电解槽短路口绝缘性能一般，15％的电解槽短路口绝缘存在安全隐患（见图2a）。由于部分电解槽短路口绝缘效果不好，先后造成108、103、85、26电解槽短路口发生打火放炮事故，致使短路口两立柱母线上穿套管及螺杆的孔被严重击坏，并引起系列生产停电，其中，103、26号电解槽停电时间分别长达38、39min，造成较大经济损失。

^100绝缘电阻50MQL92•：：；：：：；：：：；.；：：：=■^100绝缘电阻50MQL92•：：；：：：；：：：；.；：：：=■"•.活:::卡:弄:;•:慕六念■民净T：赠花乂图2电解槽短路口绝缘状况Fig.2Insulationofshortcircuitoraforaluminaelectrobath在短路I：I绝缘装置结构中（见图la）,两种规格绝缘套管尺寸及双头螺杆规格如下：两种套管规格为：①48/①38H—19048/①38H—310双头螺杆规格为：M36由此可见,两种长度不同的绝缘套管与母线、螺杆与绝缘套管之间的间隙均为1mm,在理想状况下，即没有任何变形、没有高温且极度对中的情况下，拆卸和安装操作难度尚可,但实际上,电解槽短路口工作环境相当恶劣,温度高且易被电解质灼伤，1mm的间隙过小，在停、开槽时，绝缘套管与螺杆的安装拆卸往往非常困难，经常需要动用大锤、气焊等进行破坏性拆除，延长了停、开槽时间制约了电解生产及其各项生产指标的完成。短路口两个绝缘套管对接处预留有44mm的间隙，其目的是为了停槽时不必取出绝缘套管，但该间隙太大，杂物易进入，很容易引起短路口放炮。固定螺杆长出螺母部分的丝扣因无保护设施，在捞块或换极时常易出现电解质落在丝扣上，或被碰撞，造成丝扣损伤，当停、开槽时，螺栓的安装、拆卸困难。延长停、开槽时间。原设计中，电解槽开槽后，斜立柱母线与短路母线之间应至少保留20mm的间隙，目的是为了散热，以降低短路口绝缘材料的工作温度，从而不影响其绝缘性能。但是，实际生产中绝缘护板厚度为5mm，仅留有5mm的间隙，两根母线之间不通风，致使两母线之间温度最高达到120—130C，严重影响短路口绝缘材料的绝缘性能，同时降低短路口绝缘材料的使用寿命。改进方案结合现场实际情况，将电解槽短路口双头螺栓尺寸及绝缘套管的规格尺寸进行了全面改进，改进后的短路口结构见图1b。①绝缘导管规格尺寸：将①48/①38H—190改为①42/①32H—215①48/①38H—310改为①42/①32H—336双头螺杆规格尺寸由M36改为M28通过上述改造，螺杆与套管、套管与母线之间的间隙分别加大至2mm和4mm,在停开槽时，很容易拆装套管及双头螺杆，缩短了停、开槽时系列停电的时间。缩小两个绝缘套管对接处的预留间隙。将两个绝缘套管的长度分别由190mm增长至215mm、310mm增长至336mm，这样两个对接套管对接处的间隙减小至7—8mm。电解槽启动后，经过一段时间的运行，因套管受热膨胀，两个套管间间隙还会缩小3—4mm，这样，避免了杂质进入，有效地防止了出现效应时该处打火放炮现象的发生。对联结螺栓长出螺母部分的丝扣用胶皮套管作保护套，保证了丝扣不被损坏，使联结螺栓的安装、拆卸更加方便、快捷。更改短路口垫片、绝缘套管、垫片及绝缘护板的相关尺寸，使之能够与更改后的双头螺杆相匹配。改造后，原三面形绝缘板厚度由原来的5mm增加到10mm，同时增加一块两面形绝缘板，厚度为5mm，从另一侧插入，除此之外，还增加了一块5mm厚的直角垫板压条，使两母线的间隙达到20mm,满足了原设计要求，提高了两母线之间的散热效果。结论通过对108台电解槽短路口进行改造，大大提高了短路口的绝缘性能，减少了停开槽所需时间，使电解槽短路口运行更加平稳，至今未发生短路口短