电解铝厂残极冷却系统操作细则

电解铝厂残极冷却系统操作细则一、系统组成与技术参数（一）主体设备配置残极冷却系统由密封式冷却装置、制冷循环模块、烟气收集处理单元及智能控制系统四部分构成。密封式冷却装置采用双舱室设计，单舱额定承载残极数量为4-6块，舱体材质为耐高温不锈钢（310S），内壁敷设50mm厚陶瓷纤维保温层，活动盖板配置气动锁紧机构，闭合后舱体气密性需满足GB29741-2025规定的负压泄漏率≤0.5%/h。制冷循环模块包含螺杆式制冷机组（制冷量50kW）、翅片式换热器及变频风机组，冷气输送管道采用DN150无缝钢管，出风口设置均流板使风速控制在8-12m/s。烟气收集处理单元由集气罩（覆盖率≥98%）、活性炭吸附塔（填充量300kg）及引风机（风量15000m³/h）组成，与电解车间主净化系统通过DN300烟道串联。（二）关键技术参数参数类别指标要求监测频率残极初始温度≤950℃每批次检测冷却终温≤150℃连续监测冷却时间45-60min自动记录舱内负压-50~-80Pa实时监测烟气排放浓度氟化物≤2mg/m³，粉尘≤10mg/m³每小时采样分析制冷系统压力高压侧1.6-1.8MPa实时监测二、操作流程与步骤（一）班前准备与系统检查个人防护装备确认操作人员必须穿戴完整劳保用品，包括：耐高温防护服（耐温≥1000℃）、防化手套（丁腈材质）、护目镜及安全帽呼吸防护器具选用自吸过滤式防毒面具（P100滤毒罐），使用前需检查气密性及滤毒罐有效期设备状态检查冷却装置：活动盖板升降机构运行顺畅，气动压力维持在0.6-0.8MPa；舱内温度传感器校准误差≤±2℃制冷系统：检查制冷剂液位（视镜中线以上），油位≥1/2，压缩机无异常噪音烟气系统：活性炭吸附塔压差≤2kPa，引风机轴承温度＜75℃，烟道蝶阀开度指示与实际位置一致安全设施确认确认急停按钮（红色蘑菇头按钮，安装高度1.2m）、声光报警器（报警声压级≥90dB）及消防器材（4kg干粉灭火器2具）处于完好状态，安全警示标识（含“高温危险”“必须佩戴呼吸防护器”）清晰可见。（二）残极入舱操作舱体准备通过HMI触摸屏选择“自动冷却模式”，系统执行初始化程序：制冷机组预启动（预热5min），舱内风机运行30s建立初始负压，活动盖板自动开启至90°限位。残极吊装定位采用带防摇摆装置的桥式起重机（额定起重量≥10t），吊具选用专用C型钩（承重≥5t）残极导杆需对准舱内定位卡槽，落位偏差≤±50mm，相邻残极间距保持200-300mm禁止在吊物下方站立或通行，天车操作执行“十不吊”原则（如斜拉斜吊、超载等情况严禁作业）舱体密封与启动确认所有残极落位后，按下“舱门关闭”按钮，系统自动完成：活动盖板下降→气动锁闭（压力≥0.6MPa）→负压建立（30s内达到-50Pa）→制冷系统全负荷运行。（三）冷却过程控制参数监控与调整初始冷却阶段（0-15min）：制冷温度设定为-5℃，风机全速运行，通过红外热像仪监测残极表面温度梯度，温差应≤80℃/m中期冷却阶段（15-40min）：当残极温度降至400℃时，自动切换为节能模式，制冷温度调至5℃，风机转速降至60%终期冷却阶段（40-60min）：保持舱内气流扰动，通过多点温度传感器确认所有残极温度均≤150℃异常情况处置若舱内负压低于-30Pa，系统自动开启备用引风机，同时发出声光报警，操作人员需检查烟道是否堵塞制冷系统高压压力超过2.0MPa时，应立即手动停机，检查冷凝器散热情况，清理翅片表面积灰（使用压缩空气反吹）（四）残极出舱与系统复位出舱前确认冷却程序结束后，系统自动执行：制冷机组停机→风机延时运行5min（置换残留烟气）→舱内压力恢复至常压→活动盖板开启。操作人员需通过观察窗确认残极表面无红热区域，使用接触式测温仪抽检3-5点，确保温度均≤150℃。残极转运出舱残极需通过专用托盘车转运，托盘车应配备耐高温橡胶轮（耐温≥200℃），运输路径设置专用通道，限速5km/h，严禁超载（单盘承载≤3块残极）。系统清洁与复位每日班后需清理舱内积灰（使用真空吸尘器，过滤效率≥99.97%），检查密封胶条是否老化（硬度≤60ShoreA）每周更换活性炭吸附塔滤料，记录更换量及运行时间，废活性炭按危废管理要求交由有资质单位处置三、安全控制与应急处置（一）危险源辨识与防控高温危害残极入舱时辐射热强度可达5kW/m²，操作人员必须保持安全距离（≥3m），作业时间单次不超过15min，轮换间隔≥30min。舱体外部设置隔热层（表面温度≤60℃），周边1.5m范围内划设红色警示线。有毒气体风险冷却过程中产生的氟化氢（HF）气体需通过三重防护：①舱体负压防止泄漏；②活性炭吸附塔净化（吸附效率≥99%）；③操作人员佩戴的防毒面具需每半年进行一次穿透性测试。机械伤害预防活动盖板运动区域设置光电传感器，检测到障碍物时立即停机；传动部件防护罩需符合GB4053.3要求，网孔尺寸≤12mm，防护栏杆高度≥1050mm。（二）应急处置程序火灾爆炸事故若发生残极复燃（舱内温度骤升超过300℃），立即按下急停按钮，关闭烟道蝶阀，使用二氧化碳灭火器（喷射距离≥2m）对准火源根部扑救，严禁用水直接浇灭高温残极。有毒气体泄漏当泄漏检测仪显示HF浓度≥1ppm时，系统自动启动应急排风（风量提升至20000m³/h），操作人员需立即撤离至上风向，佩戴正压式呼吸器进行泄漏点排查，修复前需用氮气置换舱内气体（置换次数≥3次）。机械故障应急活动盖板卡滞时，应切断气动系统气源，通过手动泵缓慢开启；吊装过程中若发生导杆断裂，需启动天车应急制动，设置警戒区域，使用专用夹具固定残极后再行处置。四、维护保养与记录管理（一）定期维护计划日常维护（每班）清洁温度传感器探头（使用无水乙醇擦拭）检查制冷系统过滤器压差（≤0.3MPa）测试急停按钮功能（按下后系统全停，报警灯亮）每周维护校准负压传感器（使用标准压力计，误差≤±5Pa）润滑活动盖板导轨（涂抹高温润滑脂，用量0.5kg/点）检查舱体密封胶条压缩量（保持3-5mm）月度维护清洗换热器翅片（使用中性清洗剂，水压≤0.3MPa）校验安全阀（起跳压力1.9MPa）测试消防系统联动功能（启动灭火器时，排烟风机自动切换至高速）（二）记录管理要求操作记录需包含：生产数据：每批次残极数量、初始温度、冷却时间、终温设备状态：制冷系统运行参数、负压曲线、滤料更换记录安全检查：防护装备检查结果、应急演练情况（每月1次）所有记录需采用防篡改电子台账，保存期限≥3年，关键参数异常（如排放浓度超标）需在24小时内提交技术部门分析。五、工艺优化与能效提升（一）冷却曲线优化根据残极尺寸差异实施分级冷却：大块残极（重量＞800kg）：采用“阶梯式降温法”，初始15min保持10℃温差梯度，后续阶段逐步降低至5℃/min小块残极（重量＜500kg）：启用“快速循环模式”，通过缩短制冷停机间隔（由5min调整为3min）将冷却时间压缩至40min（二）能耗管控措施制冷机组采用变频控制，根据舱内温度自动调节压缩机频率（30-50Hz），预计节电率达15-20%烟气系统实施变风量调节，残极入舱初期（0-10mi