La production et la purification du zinc comprennent deux procédés selon les matières premières : l’électrolyse et l’électroextraction. Le redresseur est un élément clé de ce procédé, influençant fortement la qualité et le coût énergétique du zinc produit. Un système de redressement complet inclut une armoire de redressement, une armoire de commande numérique, un transformateur de redressement, un refroidisseur à eau pure, des capteurs et des interrupteurs CC. Il est généralement installé à l’intérieur, à proximité de la cellule d’électrolyse, et refroidi par eau pure. Ses tensions d’entrée sont de 35 kV et 10 kV.
I. Applications
Cette série d'armoires de redressement est principalement utilisée dans divers types d'équipements de redressement et de systèmes de contrôle automatisés pour l'électrolyse de métaux non ferreux tels que l'aluminium, le magnésium, le manganèse, le zinc, le cuivre et le plomb, ainsi que des chlorures. Elle peut également servir d'alimentation pour des charges similaires.
II. Caractéristiques principales du meuble
1. Type de connexion électrique : Le type de connexion est généralement choisi en fonction des tolérances de tension continue, de courant et d’harmoniques du réseau. Deux grandes catégories existent : les connexions en étoile double et les connexions en pont triphasé, avec quatre combinaisons possibles : connexions à six et douze impulsions.
2. Des thyristors de forte puissance sont utilisés pour réduire le nombre de composants en parallèle, simplifiant ainsi la structure de l'armoire, réduisant les pertes et facilitant la maintenance.
3. Les composants et les barres omnibus en cuivre à fusion rapide utilisent des profils de circuit d'eau de circulation spécialement conçus pour une dissipation thermique adéquate et une durée de vie des composants améliorée.
4. L'assemblage par pression des composants adopte une conception typique pour une force fixe équilibrée et une double isolation.
5. Des tubes en plastique souple transparent renforcé importés sont utilisés pour les connexions d'eau internes, résistants aux températures chaudes et froides et ayant une longue durée de vie.
6. Les robinets de radiateurs composants subissent un traitement spécial pour résister à la corrosion.
7. Le meuble est usiné à l'aide de machines-outils entièrement CNC et présente un revêtement en poudre intégral pour une apparence esthétiquement agréable.
8. Les armoires sont généralement disponibles en versions ouvertes pour l'intérieur, semi-ouvertes et entièrement étanches pour l'extérieur, avec un câblage d'entrée et de sortie conçu selon les exigences de l'utilisateur.
9. Cette série d'armoires redresseuses utilise un système de commande numérique industriel pour permettre à l'équipement de...
III. Caractéristiques techniques
1. Régulateur : Les régulateurs numériques offrent des modes de contrôle flexibles et variables ainsi que des caractéristiques stables, tandis que les régulateurs analogiques offrent une réponse rapide. Les deux utilisent une régulation par rétroaction négative du courant continu, atteignant une précision de stabilisation du courant supérieure à±0,5 %. 2. Déclenchement numérique : génère des impulsions de déclenchement 6 ou 12 phases, avec un motif d’impulsions doubles étroites espacées de 60°. Il se caractérise par une forme d’onde de déclenchement robuste, une asymétrie de phase ≤ ±0,3°, une plage de déphasage de 0 à 150° et une synchronisation monophasée. Une symétrie d’impulsion élevée est ainsi obtenue.
3. Fonctionnement : Le fonctionnement par touches tactiles permet le démarrage, l'arrêt et le réglage du courant.
4. Protection : Inclut une protection contre le démarrage à vide, une alarme de surintensité CC à deux niveaux, une protection contre la perte du signal de retour, une protection contre les surpressions et les surchauffes d’eau, une protection contre le verrouillage du processus et une indication de dépassement des limites de l’angle de commande. Elle peut également ajuster automatiquement la position de la prise du transformateur en fonction de l’angle de commande.
5. Affichage : L'écran LCD affiche le courant continu, la tension continue, la pression de l'eau, la température de l'eau, la température de l'huile et l'angle de contrôle.
6. Produit à double canal : En fonctionnement, les deux canaux se relayent, permettant la maintenance sans interruption et la commutation sans coupure de courant. 7. Communication réseau : Compatible avec plusieurs protocoles de communication, notamment Modbus, Profibus et Ethernet.
Spécifications de tension :
16 V 36 V 75 V 100 V 125 V 160 V 200 V 315 V 400 V 500 V 630 V 800 V 1000 V 1200 V 1400 V
Spécifications actuelles :
300 A 750 A 1000 A 2000 A 3150 A 5000 A 6300 A 8000 A 10000 A 16000 A 20000 A 25000 A 31500 A 40000 A 50000 A
63 000 A 80 000 A 100 000 A 120 000 A 160 000 A
IV. Tableau des paramètres techniques du redresseur électrolytique
Caractéristiques principales, paramètres électriques et dimensions des redresseurs pour électrolyse
Introduction à l'alimentation électrique pour l'électrolyse du zinc
Les alimentations pour électrolyse du zinc sont généralement des alimentations CC réglables à basse tension, à courant élevé et à courant constant.
Prenons comme exemple le boîtier redresseur correspondant : KGHS-18KA/165V :
I. Configuration principale du système : Redressement par thyristors en double anti-étoile, en phase et en parallèle inversé. Chaque unité de redressement comprend un transformateur à prises commutées en charge et une armoire de redressement par thyristors de 18 kA, formant un redressement à 6 phases. Deux unités peuvent constituer un système à 12 impulsions.
II. Méthode de régulation de tension : Réglage grossier par autotransformateur en charge, réglage fin par régulation de tension à thyristors en phase ; le redresseur est équipé d’un réglage manuel et automatique de la plage de commutation en charge. Le réglage automatique s’effectue sur un angle de commande compris entre 5 et 25 degrés (pour s’adapter aux différentes conditions d’utilisation, l’utilisateur peut paramétrer lui-même la valeur de déclenchement de la commutation en charge via le système de contrôle informatique hôte et l’écran tactile).
III. Paramètres du redresseur :
Transformateur redresseur Modèle : ZHPPS-4000/10
Plage de régulation de tension : 65 % à 105 %
Nombre d'impulsions : 6 impulsions par unité.
Nombre d'étages de régulation de tension : régulation par changeur de prises en charge à 9 étages.
IV. Commande et protection de l'armoire du redresseur :
4.1 Les connexions du circuit d'eau des refroidisseurs d'éléments redresseurs, des bras de pont redresseur et des bras de pont fusible à action rapide sont réalisées selon des méthodes de connexion optimisées afin de minimiser la corrosion électrochimique. Des tuyaux en acier inoxydable sont utilisés et tous les embouts d'eau sont fixés par des boulons en acier inoxydable pour garantir une étanchéité parfaite même à haute température. Des raccords à brides sont utilisés lorsque l'installation et le démontage sont facilités.
4.2 Refroidissement à eau pure de l'armoire du redresseur principal : Le collecteur d'eau de refroidissement principal est en acier inoxydable. Chaque armoire possède une conduite d'entrée et une conduite de sortie d'eau. Tous les circuits d'eau sont raccordés par des tuyaux renforcés de caoutchouc et d'une tresse de renfort. Ces circuits doivent résister à un test de 30 minutes à une pression d'eau de 0,4 MPa sans fuite, et les tuyaux doivent être faciles et rapides à démonter.
4.3 S'assurer que les composants du redresseur ont une pression de contact suffisante, que les bras du redresseur ont une résistance mécanique suffisante, une densité de courant économique et un bon effet de refroidissement.
4.4 Protection contre les surtensions du circuit principal. Elle doit absorber efficacement les surtensions de fonctionnement et les surtensions atmosphériques, ainsi que les surtensions dues à la foudre, afin de garantir un fonctionnement sûr de la production.
4.5 Protection contre les surtensions de commutation des thyristors. Installez des composants RC aux caractéristiques appropriées au plus près du thyristor et réduisez au maximum la longueur du câblage pour une protection par absorption RC contre les surtensions de commutation.
4.6 Protection contre les défauts des thyristors. Utiliser des fusibles rapides montés en série avec le thyristor. La fusion d'un fusible rapide signale un défaut du bras correspondant ; la fusion de deux fusibles rapides bloque l'impulsion.
4.8 Protection contre les surintensités et alarme de surcharge. En cas de court-circuit dans la charge ou si le courant dépasse 105 % de sa valeur nominale, un signal de protection contre les surintensités est envoyé à l'automate programmable et une alarme se déclenche. Si le courant de charge dépasse 110 % de sa valeur nominale, le système émet une alarme de surcharge et s'arrête. (Ces paramètres sont configurables sur le système de contrôle hôte).
4.9 Protection contre la surchauffe. Des thermocouples surveillent la température de l'eau de circulation et les signaux analogiques recueillis sont transmis à l'automate programmable. Lorsque la température de sortie de l'eau de refroidissement dépasse la valeur de consigne, l'automate programmable émet une alarme de surchauffe. (Les paramètres peuvent être ajustés sur le système de contrôle de l'ordinateur hôte).
4.10 Protection contre la sous-pression. Un transmetteur de pression est installé sur la conduite d'arrivée d'eau principale en acier inoxydable et les signaux analogiques recueillis sont transmis à l'automate programmable. Lorsque la pression d'entrée est inférieure à 0,1 MPa ou que l'alimentation en eau est interrompue, l'automate programmable émet une alarme de sous-pression. (Les paramètres peuvent être ajustés sur le système de contrôle centralisé).
4.11 Système de surveillance des alarmes de défaillance des fusibles : L’état de fonctionnement de tous les fusibles à action rapide est communiqué à l’automate programmable via le dispositif de détection des fusibles. Le signal d’alarme global est également transmis à l’automate programmable par l’intermédiaire de deux contacts passifs. L’état de fonctionnement de tous les fusibles à action rapide de l’appareil est affiché sur l’écran tactile et sur l’ordinateur hôte. En cas de défaut, l’emplacement du fusible défectueux est rapidement repérable. Un voyant vert indique un fonctionnement normal, tandis qu’une alarme rouge signale un défaut, facilitant ainsi le dépannage. 4.12 Protection contre les défauts de circuit de retour d’information : Lorsque le signal de retour d’information du courant est interrompu, le système de contrôle de stabilisation du courant bascule automatiquement en mode boucle ouverte et envoie un signal de défaut de circuit de retour d’information à l’automate programmable.
V. Système informatique de contrôle. Le système informatique de contrôle permet de surveiller et d'ajuster en temps réel la tension et le courant du redresseur dans l'armoire de redressement. Il surveille également en temps réel l'état de fonctionnement de chaque fusible rapide, la température de fonctionnement de chaque thyristor, la pression et la température de l'eau de circulation, ainsi que la température de l'huile du transformateur. Les paramètres de protection peuvent être définis et ajustés, et des interfaces sont disponibles pour les paramètres du processus d'électrolyse (tension par cellule, surveillance du pH en ligne, etc.) et la protection de liaison du processus d'électrolyse.
