第11期2019年11月
中国氣碱
China Chlor-Alkali
No.11
Nov.,20197
田娜，郭永，孙昌稳
(唐山三友氣城有限责任公司，河北唐山063305)
摘要：介绍了离子膜烧碱生产工艺中电解槽零点电位差的重要性，通过对电解槽零点电位差测量 原理的详细说明，确定了合理的可变电阻及电阻的规格。 关键词：零点电位差；可调电阻；电解槽
中图分类号：TQ114.261 文献标识码：B文章编号：1009-1785(2019)11-0007-02
Application of ceramic valves in chlor alkali industry
TIANNa,GUO Yong,SUN Chang-wen
(Tangshan Sanyou Alkali Chloride Co.,Ltd.,Tangshan063305, China)
Abstract ：The importance of zero potential difference of electrolyzer in production process of ionic membrane caustic soda was introduced,the measuring principle of zero potential difference of electrolyzer is explained in detail,determine reasonable variable resistance and resistance specifications.
消声室制作Keywords：zero potential difference;adjustable resistance;electrolyzer
电解槽是离子膜法生产烧碱的核心设备1在工 艺生产过程中，准确检测电解槽运行是否正常尤为 重要。现工艺在电解槽设置有零点电位差检测装置，零点电位差作为电解槽的监测装置，可快速判断出 电解槽在运行时的异常情况，并设有高高、低低联锁 调停电解槽程序，可在发现异常情况下直接切停整 流装置，避免发生生产事故，降低经济损失。零点电 压差装置对安全生产有重要的意义。
1电解槽零点电位差的重要性
结片机
离子膜法烧碱电解工序电解反应是连续进行 的，进槽盐水流量、循环碱液流量不正常等都会对 电解槽离子膜带来损伤，影响离子膜的使用寿命，严重时会导致氢气、泄漏，引起爆炸。在电解过 程中，每个单元槽槽电压大约是3 V，以每台电解槽 有120个单元槽为例，电解槽总电压为360 V，上半 区、下半区均为180V，电解槽中点电压理论上应该 为零。一旦电解槽上半区或是下半区出现问题，无论是发生断路还是短路情况，电解槽中点电压都会 随之发生很大的变化，破坏中点电压的平衡，导致 出现电位差，电位差值超过允许的设置值时，DCS 就会发出停车信号，联锁整流器封锁脉冲进行停电 保护。零点电位差的联锁保护作为重要有效的防护 措施'其重要性显而易见。
在电解工序中，每台电解槽都安装有独立的零 点电位差，并且电位差联锁是为正常运行的电解槽 而设定的，反映的是电解槽在运行时突然变化的电 位差，电解槽每次开停车过程中其电位差也会有变 化，所以零点电位差每次开车都必须调整。在正常 生产过程中，零点电位差的信号以4~20 m A的形式 输送至DCS，在DCS程序控制中，设有高高、低低联 锁，直接将停车信号发送整流器或整流变，实施联 锁停对应的电解槽。选用高质量、高精度的零点电 位差对整个电解工序意义重大。
电解槽电位差作为检测电解槽的重要设备，一
8中国氣碱2019年第11期黑猎蝽
旦电位差发生变化，一定要高度重视，及时处理。单 元槽阳极液进槽软管堵塞、单元槽膜漏、单元槽
漏 等设备损坏情况都会导致电位差发生变化2，如果电位差故障，不能及时反应出生产中的异常状态，很有可能会造成离子膜损坏，因此零点电位差长期 处于良好的运行状态尤为重要。
2电解槽零点电位差测量原理
2.1电解槽零点电位差测量原理
零点电位差是利用电解槽本体与两个外接电 阻共同组成一个电桥，把电解槽从中间分开，取出 电解槽中点电位，再与两个外接电阻中点电位相比 较，得到的差值就是这个电位差。由于每个单元槽 的特性不完全相同，所以从电解槽取得的中点电位 只是物理上的中点，不是电压中点，为了解决这一 问题，让电桥保持平衡，就在两个外接电阻之间设 立了可调电阻，在系统开车前期通过调节可调电阻 将电位差调到0点，稳定后投人联锁，电解槽零点 电位差测量原理示意图见图1。
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圈1电解樓零点电位差测置雇9!示意图
2.2 电解槽零点电位差可调电阻及外接电阻规格的选定
图1中：尺,、/?2为零点电位差外接电阻，且 /?2,—般为k l l级(M5V S变送器配套提供为10k n)。
V/?为零点电位差可调电阻，在电解槽开车阶 段，未投人联锁前，通过调节此电阻将电位差调为 零，一般为k f i级(M5V S变送器配套提供为5 k n)。
/?为电位差变送器的输入内阻，常用M5V S变 送器（此为超小型端子盘形信号变送器，可将直流 信号转换成标准过程信号)此内阻为1M il。
随着电解槽电解能力不同，槽电压也不同，一
安全传输般为直流几百伏（以J/C=600 V为例）。
按丨=/?2=10 kH、K/?=5 kft计算
回路电阻:kfl
回路电流:/。《m A
电阻凡、/?2功率约为5.76 W，电阻处于发热较大的状态，电阻端子易出现老化现象，长期运行还 会改变电阻的性质，甚至可能出现短路造成故障引 起联锁停车。
按照此参数值选择电阻还会造成电位器（即可调电阻分压较大。电位器转动很小的角度 时输出就有较大的变化，不易调零，延长了开车调 试时间。
综合以上的分析结果，为了降低电阻的发热 量，需适当增大零点电位差回路电阻/?//阻值；为 了提高调节精度，又需适当减小零点电位差电位器 的阻值，即增大外接的阻值，减小阻值。电阻/?,、私选40 kftJOW，可调电阻选2kf t、l W。
二维码打印设备
回路电阻：尺,+/?2+V7?=82 kfl
回路电流:/。=t y/?//=7.3 m A
电阻U2功率约为2.14 W，工作状态良好。
通过查阅M5V S变送器的规格书，确定输人内 阻为1M I1，精度±0.1%，输人量程为直流-2.5~+ 2.5V，输出为4~20mA。可得变送器最大输入电流 /2=2.5 p A，经过计算，新选定的电阻值对测量的最大 影响为0.3%c，满足测量精度要求。
3结语
零点电位差是靠连接与电槽的一个电桥来实 现检测的，开车时要通过可调电阻将压差调到0点，这是因为每个单元槽的特性不会一致，上下半区的 电压也不会相同，初始压差也不会为0，但这并不表 示电解槽有故障，按照常规操作将电位差调0即可。另外，槽温变化、阴阳极液浓度变化、流量变化 都会造成电解槽电阻变化，要将零点电位差联锁解 除，正常之后重新投用。
电解槽电位差在投人联锁前调0过程中，由于 中间环节很多，加上电解槽总电压最高可达500 V 以上，因此用简单信号发生器无法模拟现场的实际 工况，而且由于最终测量的电压变化范围只有-2.5~ 2.5 V，因此有必要用专用的信号发生器对工况进行 模拟。目前行业内无专用校验仪对电解槽零点电位 差进行校验，在零点电位差出现误差、异常波动等 现象时故障点查困难，此问题可作为日后研究的 方向，研制一种零点电位差专用的校验装置，便于 迅速准确查故障点，保证零点电位差处于良好状 态。
参考文献：
[1]王小敏.进槽盐水质量对离子膜电解槽电压影响分析.中国氣碱. 2018.05.
[2J孙建国，张故轩.离子膜电解槽总结.氣碱工业.2010.03.
收稿日期：2019-07-1
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