一、前言
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??? 電解鋁生產(chǎn)是一個(gè)連續(xù)化生產(chǎn),電解槽的串聯(lián)結(jié)構(gòu)決定著電解鋁生產(chǎn)的運(yùn)營方式,電解槽的生產(chǎn)需要在高溫狀態(tài)下運(yùn)行,強(qiáng)大的電流需要源源不斷地供應(yīng)電解槽的生產(chǎn),以維持電解槽生產(chǎn)所需要的能量。一臺(tái)電解槽一經(jīng)投產(chǎn)就標(biāo)志著其不停地生產(chǎn)運(yùn)行下去,一旦停止運(yùn)行將給該槽帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。尤其是當(dāng)前電解鋁生產(chǎn)企業(yè)大型化生產(chǎn)的投入運(yùn)行,雖然實(shí)現(xiàn)了集約自動(dòng)化控制、大型機(jī)械化控制,提高了經(jīng)濟(jì)效益,降低了生產(chǎn)成本,但是其安全生產(chǎn)也相應(yīng)的增加了風(fēng)險(xiǎn),因?yàn)楝F(xiàn)在的大型電解槽,每臺(tái)電解槽的單臺(tái)造價(jià)已經(jīng)超過三百萬元,年產(chǎn)超過20萬噸的電解鋁系列的造價(jià)已經(jīng)超過數(shù)十億元,一旦系列停產(chǎn),給公司和國家造成的經(jīng)濟(jì)損失不可估量。
??? 2006年7月1日整個(gè)華中電網(wǎng)停電,豫西某鋁業(yè)公司剛剛投產(chǎn)的電解系列在此次停電事故中造成了毀滅性的打擊;2007年12月青海某鋁業(yè)公司因電解槽短路口爆炸造成系列停電長達(dá)六個(gè)小時(shí),直接經(jīng)濟(jì)損失超過3個(gè)億,一次次慘痛的教訓(xùn)給整個(gè)鋁行業(yè)敲響了安全生產(chǎn)的警鐘。2008年5月12日,四川汶川地震給四川阿壩鋁廠造成了毀滅性的打擊。人類在大自然災(zāi)害面前顯得無可奈何,但是對(duì)于除此之外的任何事故我們都應(yīng)該能做到預(yù)防,只有做好各項(xiàng)預(yù)防措施,方能保證電解鋁生產(chǎn)的安全運(yùn)行。
二、鋁電解生產(chǎn)運(yùn)行的特征
??? (一)鋁電解生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)
??? 鋁工業(yè)生產(chǎn),主要采用冰晶石-氧化鋁熔鹽電解法,其主要設(shè)備是電解槽。電解法的簡單原理為,強(qiáng)大的直流電通入電解槽,在陽極和陰極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),電解產(chǎn)物,陽極生成一氧化碳和二氧化碳?xì)怏w,在陰極表面生成鋁液。在電解槽的結(jié)構(gòu)上,連接陰陽兩極的主要結(jié)構(gòu)是鋁母線和碳素體,鋁母線作為電解槽導(dǎo)電的主體導(dǎo)電體而配置的。電解槽生產(chǎn)所需要的電能來源于電廠發(fā)電或網(wǎng)上供給,強(qiáng)大的直流電給生產(chǎn)也帶來了潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。
??? (二)電解槽安裝的特點(diǎn)
??? 所有的鋁電解槽都是串連安裝的,通過串連的形式把所有的電解槽串聯(lián)起來,形成一個(gè)整體的回路,電解槽的這一特點(diǎn)也給安全生產(chǎn)帶來安全隱患,這就要求每一臺(tái)電解槽都要保證穩(wěn)定安全運(yùn)行,避免造成漏爐事故的發(fā)生,造成電流回路中斷而影響整個(gè)系列生產(chǎn)的安全運(yùn)行。
??? 三、影響鋁電解系列安全生產(chǎn)的因素
??? (一)系列供電
??? 鋁電解生產(chǎn)是一個(gè)高耗能生產(chǎn),主要的動(dòng)力能源是電能,一個(gè)年產(chǎn)20萬噸的電解系列每小時(shí)所消耗的直流電能就高達(dá)數(shù)十萬度,這些電量的供給,主要用于系列所有電解槽的能量輸入以維持電解槽的能量平衡,電解槽是在高溫下運(yùn)行生產(chǎn)的,一旦失去了電能的供給,電解槽的槽溫會(huì)迅速下降,尤其是當(dāng)前以大型電解槽生產(chǎn)為主的電解槽,其散熱速度更快。短時(shí)間的停電可能對(duì)生產(chǎn)影響不很大,但是長時(shí)間的停電直接造成的后果就是槽內(nèi)電解質(zhì)冷卻沉降,鋁液上升于電解質(zhì)表面,沉降的電解質(zhì)沉積在鋁液下層阻隔電流通道,造成電解槽電流中斷,當(dāng)恢復(fù)電流供應(yīng)后給恢復(fù)生產(chǎn)帶來巨大的困難,甚至造成系列停產(chǎn),帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
影響系列供電的主要因素是發(fā)電機(jī)組突然停機(jī)或網(wǎng)上供電突然中斷,另一方面是整流變壓器供電設(shè)備故障突然造成變壓器跳停,再有就是夏季雷雨季節(jié)由于防雷措施不力造成變壓器跳停等故障。
??? (二)系列供風(fēng)
??? 大型電解槽的正常生產(chǎn)除了電力的供應(yīng)之外,還需要風(fēng)源的供給,這是因?yàn)殡娊獠鄣恼Ia(chǎn)中完成打殼下料動(dòng)作的設(shè)備都是風(fēng)動(dòng)設(shè)備,離開了風(fēng)源,其設(shè)備無法動(dòng)作和運(yùn)行,電解槽的原料-氧化鋁就無法加入電解槽內(nèi),如果系列供風(fēng)一旦長時(shí)間停止,電解槽長時(shí)間得不到氧化鋁補(bǔ)充,電解槽效應(yīng)將大量發(fā)生,不但給系列供電造成巨大的沖擊,對(duì)電解槽自身的安全也同樣造成較大的威脅,大量效應(yīng)的發(fā)生使電解槽自身槽溫迅速上升,造成漏爐或其他事故引發(fā)系列停電。
??? (三)系列供料
??? 目前大型電解槽的供料方式為超濃相輸送方式,電解槽實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)打殼下料,極大減輕了員工個(gè)體力勞動(dòng)。但是一旦出現(xiàn)輸送故障,系列長時(shí)間停止供料,電解槽內(nèi)不能及時(shí)補(bǔ)充,同樣會(huì)造成電解槽大量效應(yīng)的發(fā)生,從而威脅到電解槽自身的安全和系列的安全。
??? (四)計(jì)算機(jī)失控
??? 目前大型電解槽全部實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制,自動(dòng)化控制系統(tǒng)地投入使用同樣減輕了員工的巨大的工作量,但是一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)了失控,電解槽的一切動(dòng)作全部停止,引發(fā)的效應(yīng)更加難以熄滅,其造成的后果比系列供料和供風(fēng)造成的后果更加嚴(yán)重。
?。ㄎ澹┢渌鹿室l(fā)系列安全
??? 以上四種是由于系列事故引發(fā)的電解系列事故,但是正常生產(chǎn)中也有其他事故引發(fā)系列事故,近年來曾經(jīng)發(fā)生多起由于其它操作事故而造成系列停電停產(chǎn)的。