Богучанский алюминиевый завод

Богучанский алюминиевый завод

 

Структура производства

Завод состоит из двух серий электролиза. Каждая электролизная серия состоит из двух корпусов, которые имеют одинаковую длину и ширину пролёта (длина – 1198 м, ширина – 27 м, рабочая отметка плюс 3,0 м). Исполнение корпусов двухэтажное, однопролетное. Шаг строительных колонн составляет 6,5 м. Корпуса соединены:

- в средней части трансбордерным коридором шириной 15 м;

- в южной и северной части транспортными коридорами шириной 12 м.

В каждом корпусе установлено по 168 электролизёров РА-300Б и по четыре (плюс 1 резервный 2 серии) технологических крана для их обслуживания. Электролизёры имеют однорядное, поперечное расположение, расстояние между продольными осями электролизёров составляет 6,5 метров

 

Перечень исходного сырья и материалов

В электролитическом производстве алюминия применяют следующие основные виды исходного сырья и материалов:

- глинозём металлургический;

- глинозем адсорбированный (фторированный);

- алюминий фтористый технический;

- фтористый кальций (концентрат плавиково-шпатовый);

- сода кальцинированная техническая;

- криолит вторичный смешанный;

- криолит высший сорт;

- обожженные анодные блоки;

- шест гасильный.

В процессе электролитического производства алюминия из исходного сырья и продуктов процесса готовятся следующие виды материалов:

- укрывной материал;

- оборотный электролит

Требования к качеству сырья приведены в соответствующих ГОСТах и технических условиях и являются обязательными, при этом они могут быть дополнены и уточнены в дополнительных технологических документах. Требования к качеству сырья используют при заключении договоров и контрактов на поставку сырья по оптимальным показателям. При несоблюдении представленных требований возможна дестабилизация технологического процесса и недостижение целевых ТЭП.

 

Характеристика основного оборудования

К основному технологическому оборудованию серии электролиза относятся:

- электролизер РА-300Б;

- система АСУТП СААТ-2;

- комплексный технологический кран;

- трансбордер;

- монтажный кран;

- устройство временной подвески анодов;

- система централизованной раздачи глинозема;

- узел загрузки технологических кранов;

- газоочистная установка «Solios».

К спецмашинам относятся:

- машина для транспортировки вакуум - ковшей;

- машина для выливки металла;

- машина перевозки анодов;

- машина пылеуборочная;

- машина для переливки электролита

 

Электролизер РА-300Б

Электролизер РА-300Б – технологический агрегат для получения алюминия-сырца электролизом криолит-глиноземного расплава, разработан специалистами ООО «РУСАЛ ИТЦ», для оснащения новых электролизных серий компании «РУСАЛ», а также существующих серий при их реконструкции. Конструкция электролизёра РА-300Б выполнена в соответствии с ГОСТ 14.201.

 

Рисунок 1 – Электролизер РА-300Б ЗАО «БоАЗ»

Группа электролизеров, подключенная последовательно к одной преобразовательной подстанции, составляет электролизную серию.

Таблица 2 – Технические характеристики электролизёра РА-300Б

Наименование	Номинальное значение	Рабочий диапазон
Сила тока, кА	320	270÷350
Анодная плотность тока, А/см2	0,86	0,73-0,92
Объем газоотсоса, при закрытом электролизере, нм3/ч	9500	8500÷10500
Объем газоотсоса, при разгерметизации электролизера, нм3/ч	17400	16400-18400

 

 

Система АСУТП СААТ-2

 

Система АСУТП предназначена для автоматизированного управления процессом

производства алюминия.

Система автоматизации представляет собой комплекс программных и аппаратных

средств. Кроме управляющих функций, система производит сбор информации, ее

обработку, визуализацию, архивное хранение и выдачу печатных отчетов.

Система АСУТП – двухуровневая (нижний и верхний уровень) с применением двух

режимов управления – ручного и автоматического. Режим функционирования –

непрерывный, круглосуточный. Диагностика функционирования АСУТП «СААТ-2»

осуществляется путем использования встроенных средств диагностики применяемых

технических средств. Система осуществляет управление в ручном или автоматическом

режиме исполнительными механизмами электролизеров, сбор информации о состоянии

технологического оборудования, значений технологических параметров, ее математическую

обработку, диагностику контроллеров, представление этой информации технологическому

персоналу в удобной для восприятия форме, архивирование и вывод на печать.

 

Функции АСУТП

Функции АСУТП на нижнем уровне:

- измерение, усреднение и фильтрация значений напряжения электролизера и тока

серии;

- прогнозирование возникновения анодных эффектов на основании анализа скорости

роста фильтрованного приведенного напряжения электролизера;

- контроль параметров анодных эффектов (длительность, среднее напряжение,

максимальное напряжение, энергия, количество миганий);

- оценка МГД - нестабильности электролизера (шума);

- контроль временного добавочного напряжения;

- расчет целевого напряжения электролизера;

- регулирование приведенного напряжения в соответствии с целевым напряжением;

- управление перемещением анода в ручном и автоматическом режимах;

- управление напряжением электролизера при выливке металла;

- управление при перетяжке анодной рамы;

- управление при исправлении перекоса анодной рамы;

- управление напряжением электролизера при замене анодов;

- управление напряжением при МГД - нестабильности электролизера;

- управление питанием глиноземом в ручном и автоматическом режимах;

- управление подачей фтористых солей;

- управление подачей дробленого электролита;

- управление при автоматическом гашении анодного эффекта;

- контроль тока электродвигателей привода анодной рамы;

- контроль исправности каналов измерение напряжения электролизера;

- контроль исправности работы нагревательных элементов;

- оповещение об анодном эффекте с помощью световой и звуковой сигнализации.

Функции АСУТП на верхнем уровне:

- прием телеграмм от концентратора данных системы по протоколу TCP/IP;

- преобразование данных в формат представления верхнего уровня;

- ведение базы данных актуальных значений параметров электролизеров;

- формирование технологических, аварийных, системных и звуковых сообщений

и их архивирование;

- обработка значений параметров (усреднение, суммирование и т.д.) по

различным временным интервалам и объектам и ведение архива данных (время хранения –

1 год);

- передача данных в долговременную базу данных ORACLE;

- передача значений уставок, запретов работы алгоритмов управления на нижний

уровень системы;

- отображение актуальных значений параметров электролизеров с возможностью

выбора пользователем набора параметров;

- просмотр архива данных в графическом и текстовом видах с возможностью

создания и конфигурации графиков и документов;

- изменение запретов, уставок и состояний алгоритмов управления;

- ручной ввод значений технологических параметров электролизеров;

- просмотр и изменение НСИ контроллеров нижнего уровня;

- настройка циклограммы работы механизмов АПГ.

Функции аудио-сервера АСУТП:

- прием сообщений от сервера АСУТП по протоколу TCP/IP;

- постановка сообщений в очередь объявлений по указанному каналу;

- трансляция сообщений по указанным звуковым каналам, количество повторов

должно настраиваться;

- ведение журнала объявлений.

Программное обеспечение системы позволяет осуществлять изменение параметров

контуров управления в необходимых объемах и включает в себя:

- прикладное программное обеспечение для контроллеров ШУЭ;

- прикладное программное обеспечение для концентратора данных;

- прикладное программное обеспечение верхнего уровня АСУТП;

- прикладное программное обеспечение аудио-сервера

Программное обеспечение обработки технологических данных обеспечивает

самотестирование аппаратных ресурсов контроллеров, а также проверку сохранности в

памяти прикладной программы и настроечных параметров. Прикладные программы

защищены от несанкционированного внесения изменений.

 

Устройство катодное

Катодное устройство предназначено для создания условий, необходимых для протекания процесса электролиза и отвода тока. Катодное устройство состоит из кожуха металлического, узла фланцевого и футеровки. Устройство представляет собой металлический кожух коробчатого типа, футерованный внутри теплоизоляционными материалами и углеродистыми подовыми блоками.

Габаритные размеры катодного устройства (длина×ширина×высота), мм 15690х4730х1865

Габаритные размеры устройства анодного без анодных стояков (длина×ширина×высота), мм 15960х1890х1973

Количество анодов, шт. 36

Типоразмеры используемых анодных блоков, мм:

Блок анодный обожженный (ч. БА – 3.012), для пускового периода 1450х700х625

Блок анодный обожженный (ч. АЛ30Д.80.00СБ) щелевой 1450х710х625

Расстояние между рядами анодов (по осям), мм 1610

Расстояние между анодами в ряду (по осям), мм 750

Вес анода в сборе (ч. БА – 3.012), кг 1491

Вес анода в сборе (ч. БА – 3.014), кг 1476

Вес анода в сборе (ч. БА – 3.015), кг 1510

Вес анода в сборе (ч. БА – 3.016), кг 1546

Расстояние от анодов:

- до продольных стенок шахты: 350 мм

чертеж БА – 3.012, чертеж АЛ30Д.80.00СБ        

- до торцевых стенок шахты, 450 мм

Количество подовых секций, шт. 24

Тип катодного блока 100% графит

Масса электролизера, 276,8 т, в том числе:

- устройство катодное, т 142,1

- устройство анодное, т 96,1

- ошиновка катодная, т 38,6

 

 

Рисунок 5.2 –Металлический кожух электролизера РА-300Б

Металлический сварной кожух состоит из продольных и торцевых стенок, днища и шпангоутов. Между шпангоутами в верхней части кожуха расположены подфланцевые листы, служащие креплением фланцевого узла к кожуху. К подфланцевому листу по продольной стороне приварены дополнительные ребра жесткости.

Соединение продольных и торцовых стенок между собой и днищем радиальное. U-образные шпангоуты таврового сечения, усиленные ребрами жесткости, приварены к обечайке двусторонним швом. Углы шпангоутов усилены дополнительными ребрами жесткости. Для транспортировки катодного устройства в шпангоутах предусмотрены строповочные элементы.

Фланцевый узел представляет собой плоскую раму, сваренную из стальных листов толщиной 40 мм и 16 мм, шириной 205 мм. Фланцевый узел устанавливается сверху катодного устройства и крепится к кожуху болтовым соединением.

Футеровка состоит из цоколя, подины и бортовой футеровки.

Цоколь содержит теплоизоляционные и огнеупорные слои. Теплоизоляция выполнена из вермикулитовых плит, уложенных в два ряда на подсыпку из шамотного заполнителя. Огнеупорные слои выполнены из шамотного кирпича и защищены слоем сухой барьерной смеси. Подина выполнена из катодных секций с монолитным блоком и составными катодными стержнями, закреплёнными в блоке посредством чугуна. Межблочные и периферийные швы заполнены межблочной массой Бортовая футеровка выполнена комбинированными бортовыми блоками (комбиблоки), состоящими из карбидокремниевой плиты и угольной вставки. Необходимое сцепление со стенками кожуха, а также исключение зазора между периферийной частью цоколя и карбидокремниевыми плитами обеспечивается карбидокремниевым раствором. 

Монтаж электролизёра

 

 

Изоляционные разрывы:

Технологическое исполнение изоляции:

1.1 Ленточный фундамент катода – от «земли». 1.2 Торцевые ж/бетонные опоры катода и ошиновки – от «земли». 1.3 Опорные ж/бетонные стойки перекрытия – от «земли». 1.4 Опорные ж/бетонные стойки перекрытия отм. +3.00 – от «земли». 1.5 Катод – от ленточного фундамента. 1.6 Компенсаторы катода – от торцевых железобетонных опор. 1.7 Катодная и общецеховая ошиновка – от опорных конструкций. 1.8 Торцевые плиты рабочих площадок электролизёра – от плит перекрытия и чистых полов отм. +3.00. 1.9 Плиты перекрытия, ригеля, чистые полы рабочих площадок отм. +3.00 от – основных несущих полов корпуса, от межколонного перекрытия отм. +3.00 и стен корпуса. 1.10 Технологические магистрали сетей вакуума, воздуха – от конструктивных элементов корпуса. 1.11 Шкаф управления электролизёром – от строительных конструкций корпуса.

2.1 Торцевые и шторные укрытия – от катода. 2.2 Низ стоек анодного устройства – от катода. 2.3 Верх стоек анодного устройства – от балки коллектора. 2.4 Винты домкратов балки коллектора – от анодной ошиновки. 2.5 Отвод газохода балки коллектора – от газоходной магистрали. 2.6 Отводы к электролизёру трубы вакуума – от основных магистралей сетей. 2.7 Отводы секции аэрожелоба ЦРГ к электролизеру – от магистрального аэрожелоба ЦРГ. 2.8 Изоляционные разрывы на магистралях сетей воздуха. 2.9 Анодная ошиновка от балки коллектора.

 

Богучанский алюминиевый завод

 

Структура производства

Завод состоит из двух серий электролиза. Каждая электролизная серия состоит из двух корпусов, которые имеют одинаковую длину и ширину пролёта (длина – 1198 м, ширина – 27 м, рабочая отметка плюс 3,0 м). Исполнение корпусов двухэтажное, однопролетное. Шаг строительных колонн составляет 6,5 м. Корпуса соединены:

- в средней части трансбордерным коридором шириной 15 м;

- в южной и северной части транспортными коридорами шириной 12 м.

В каждом корпусе установлено по 168 электролизёров РА-300Б и по четыре (плюс 1 резервный 2 серии) технологических крана для их обслуживания. Электролизёры имеют однорядное, поперечное расположение, расстояние между продольными осями электролизёров составляет 6,5 метров