Разработка проекта электролизного цеха

Система контроля концентрации глинозема основана на чередовании периодов, где глинозем вводится с меньшей скоростью (т. е. недостаточное питание) и с большей скоростью (т.е. усиленное питание), чем скорость, соответствующая нормальному расходу в электролизере (т.е. номинальная скорость).

3.4.1 Процедура точечного питания, основанная на малых уменьшениях межэлектродного расстояния

Периоды усиленного питания определяются в соответствии с изменением псевдосопротивления электролизера в зависимости от содержания глинозема: когда электролизер находится в состоянии недопитывания, сопротивление электролита будет увеличиваться, приводя к тому, что среднее значение рассчитанного псевдосопротивления будет выше нерегулируемой зоны. Если не выполняется специальная программа, не похожая на обычную систему регулирования псевдосопротивления, на электролизер будут подаваться постоянно понижающие предписания (не превышающие нескольких десятых миллиметров).

Если, несмотря на постоянно понижающие предписания, псевдосопротивление электролизера всегда остается выше нерегулируемой зоны после N-последовательных периодов регулирования, усиленное питание начинается заранее в течение определенного времени, в конце каждого возобновляют недостаточное питание. Во время усиленного питания сопротивление электролизера уменьшается до нерегулируемой зоны. Если оно уменьшается ниже нерегулируемой зоны, на электролизер будут подаваться повышающие предписания в соответствии с обычной системой регулирования сопротивления.

Низкая концентрация глинозема, вызывающая усиленное питание, определяется, когда в определенное время увеличение в сопротивлении из-за уменьшения в концентрации глинозема нейтрализуется уменьшением в сопротивлении из-за малых уменьшений межполюсного расстояния.

Эта программа точечного питания, в настоящее время, является средством управления изменениями в сопротивлении электролизера сверх времени и введения периода усиленного питания, когда это изменение превышает заданную величину (постоянно понижающие задания).

; (3.1)

Определенное значение , скомбинированное со скоростью недостаточного питания , соответствует определенному наклону профиля ванны (R в сравнении с А1₂О₃).

3.4.2 Процедура точечного питания, основанная на непрерывном расчете наклона сопротивления

Непрерывный расчет dR в течение недостаточного питания dt, при постоянном МПР, можно также определить для введения периода усиленного питания, когда содержание глинозема достигает низкого порога (критический наклон). Если он не достигается, сопротивление выводится обратно к нерегулируемой зоне понижающим заданием. Этот второй метод не использует механизацию анода для контроля изменений сопротивления электролизера. Это может быть значительным преимуществом для давно работающих электролизеров с неточной механизацией балки анода. Этот метод также приводит к явно уменьшенному общему количеству движений анода. Он позволяет работать с уменьшенной областью изменений концентрации глинозема около низкого задания количества благодаря доступу к определенному количественно значению концентрации глинозема (наклон).

3.4.4 Влияние процедур питания глиноземом на межполюсное расстояние

3.4.5 Условия для успешного точечного питания

Стабильность теплового режима является главным критерием оптимального технологического процесса, обеспечивающим возможность успешного управления точечным питанием на минимальных уровнях температурой электролита Тэл и межполюсным расстоянием (МПР).

Среднее значение Т_эл при нестабильном тепловом режиме всегда будет выше, чем при стабильном, так как процессы плавления и крисунокталлизации электролита регулируются в электролизере по допустимому минимуму. Среднее значение нестабильного МПР также всегда должно быть больше стабильного с тем, чтобы не допустить «зажатия» электролизера в периоды минимумов.

Абсолютная стабилизация всех параметров невозможна. Чем ближе процесс к абсолютной стабильности, тем труднее становится им управлять вследствие отсутствия исходных сигналов. И, с другой стороны, чем выше частота и меньше амплитуда отклонений, тем выше качество регулирования.

При наличии помех, сопоставимых по амплитуде и периодичности с основным сигналом, способность системы обеспечивать высокое качество регулирования отдельного параметра в лучшем случае оказывается бесполезной, в худшем -- вносится дополнительная нестабильность.

Нестабильность тока серии, колебания температуры наружного воздуха, технологические операции, включая анодные эффекты, оказывают значительно меньшее влияние на тепловой режим, чем глубокие, циклические колебания С_Al2O3 в электролите, изменяющие как приходную, так и расходную части теплового баланса. При снижении С_Al2O3 с 5,5 до 1,5 % омическое падение напряжения в электролите снижается на 132 мВ, но в результате более резкого, противоположного по знаку изменения Е_обр напряжение электролизера повышается на 240 мВ [6], т. е. при постоянной температуре электролита Т_эл на каждый процент снижения С_Al2O3 напряжение повышается в среднем на 60 мВ: -1 % С_Al2O3 > +60 мВ U_p -- применительно к электролизерам С-8БМ при i_А = 0,67 А/см², МПР = 6,5 см [6].

Точечное АПГ максимально стабилизирует С_Al2O3 до 0,5 %, что является наряду с изменением механизма газовыделения и окисления металла весомым вкладом в достижение максимальных значений з_т при работе на низких С_Al2O3.

Уменьшение КО на 0.1 имеет следующие последствия [6]

-0,1 КО > +49 мВ U_ом, -0.1 КО > + 2 мВ Е_обр.

Суточные изменения КО за счет естественных потерь A1F₃ не превышают 0,05 [6]. Но при нестабильном тепловом режиме в циклах плавление -- крисунокталлизация КО в течение нескольких часов может измениться до 0.2 ввиду различного содержания A1F₃ в жидком электролите, настыли и гарнисаже.

Таким образом, работоспособность расчетных формул U_пр и R определяется степенью стабилизации процесса по многим взаимосвязанным параметрам, включая С_Al2O3, температуру и состав электролита, ток серии, уровни металла и электролита, ФРП, при этом глинозему принадлежит главная роль.

Объем электролита должен быть как можно более постоянной величиной, так как для определенных, недостаточного и усиленного питаний, изменение содержания глинозема со временем , зависит от объема электролита.

Незначительные изменения в температуре электролита должны быть ограничены изменениями, вызываемыми путем изменений в содержании глинозема (изменение на 10 °С будет вызывать нежелательное регулирование МПР на 0,4 мм путем регулирования псевдосопротивления [2]).

Растворение глинозема должно быть быстрым и полным так, чтобы необходимая скорость питания имела непосредственное влияние на содержание глинозема в электролите. Глинозем должен быть хорошо растворимым и иметь низкое содержание мелкой фракции.

Очень надежное управление МПР особенно необходимо в случае процедуры, использующей малые понижающие задания: поверхность анода должна оставаться как можно более ровной. Следовательно, для обеспечения более надежного управления МПР простой моторизированной системе доверяют больше, чем индивидуальным двигателям анода.

Однако опыт показал, что процедуры точечного питания, описанные выше, являются очень гибкими и чувствительными к потребностям электролизера и способны адаптироваться к внезапному изменению в тепловом балансе электролизера.

Современные стратегии управления наряду с уставкой напряжения или сопротивления предусматривают использование добавок A1F₃ для регулирования теплового баланса. Это возможно в циклах продолжительностью не менее суток в условиях:

- автоматизированного питания A1F₃;

- полного освоения режима АПГ;

- наличия достаточных объемов жидкого электролита, гарнисажа и настыли;

- эффективной схемы контроля состава электролита;

- применения катодных кожухов с усиленной теплоизоляцией цоколя и минимальным термическим сопротивлением бортов.

3.5 Управление технологическим процессом

Для управления технологическим процессом электролиза система реализует следующие функции:

- автоматическую стабилизацию на заданном уровне цели регулирования в виде уставки приведенного напряжения электролизера с заданной точностью с помощью перемещений анода;

- сопровождение стандартных технологических операций (обработки, выливки, переустановки анодных штырей (для электролизеров с самообжигающимися анодами), перетяжки анодной рамы, замены анода (для электролизеров с обожженными анодами)) с автоматической коррекцией уставок приведенного напряжения перед началом и после окончания операций;

- прогноз, обнаружение анодных эффектов, измерение и расчет параметров анодных эффектов (максимальной амплитуды, длительности, потерь электроэнергии, характера анодного эффекта).

- выдача в корпусе звукового сигнала и отображение на матричном дисплее номера электролизера, на котором возник анодный эффект, с помощью контроллера отображения и сигнализации;

- автоматическое сопровождение гашения анодных эффектов с использованием АПГ и, при необходимости, перемещений анода;

- автоматический выход на анодный эффект через заданное время (с использованием АПГ);

- измерение уровня шумов напряжений электролизера с целью оценки его технологического состояния, прекращение регулирования при заданном уровне шумов;

- обнаружение и ликвидация магнитогидродинамической нестабильности (волнения металла);

- индивидуальное управление каждым пробойником, дозатором глинозема и дозатором фторсолей для предотвращения зарастания корки глинозема при длительных запретах АПГ, а также для сдвигов по времени работы отдельных механизмов внутри базового цикла с целью более оптимального растворения глинозема;

- работа АПГ по графику с заданной частотой с учетом запретов, налагаемых технологическими операциями;

- запрет работы АПГ по календарному графику в течение суток;

- автоматическое регулирование концентрации глинозема в электролизере с помощью модифицированного 3- ступенчатого алгоритма чередования базового, редкого и частого питания АПГ;

- управление тепловым балансом электролизера за счет автоматического расчета периода питания фторсолями с учетом заданного криолитового отношения, данных химического анализа, температуры электролита, возраста ванны и других параметров на верхнем уровне и выдачи управляющих сигналов на дозатор фторсолей в соответствии с полученным значением периода на нижнем уровне;

- устранение перекоса анодной рамы для электролизеров с двумя приводами анода;

- изменение (с ограничением доступа) с помощью клавиатуры контроллера электролизера уставки напряжения и других технологических параметров.

3.6 Автоматическое управление криолитовым отношением

- избыток A1F₃ в электролите;

- температура электролита;

- падение напряжения в катоде;

- возраст электролизера;

- смена анода;

- анодные эффекты и действия операторов электролизера;

- содержание фтора во фторированном глиноземе, полученном путем очистки выбросов завода.

3.6.3 Расчёт интервалов дозирования питателя A1F3

Анализы электролита или измерения температуры предоставляются регулярно, для системы управления это является первым проводимым путем возможного замера. Если данные обоснованы, то число доз A1F3, добавляемых в заданное время, пересчитывается согласно графикам, основанным на избытке A1F3 и температуре электролита (рисунок. 1.17.).

Графики включают минимальное и максимальное количество A1F₃, добавляемого для предотвращения быстрых изменений теплового баланса электролизера, и рисунокка чрезмерного локального охлаждения электролита под питателем A1F₃.

Интервал дозирования A1F₃ рассчитывается из количества добавляемых доз A1F₃.

Рисунок 1.17 - Влияние температуры электролита на количество AlF₃, добавляемого за одну смену [2]

Временно проводятся коррекции избыточным или недостаточным количеством в случае чрезмерно низкой или высокой концентрации A1F₃, смены анода, анодного эффекта и т. д. Для новых электролизеров согласно возрасту групп электролизеров применяется долговременная корректировка A1F₃ в недостаточном количестве. Регулярно измеряется и принимается во внимание соотношение фтора во фторированном глиноземе.

В исключительных случаях, возможно, изменить количество добавляемого A1F₃ посредством соответствующего диалога с системой управления.

3.6.4 Расчёт дополнительных сопротивлений

Дополнительное сопротивление электролита, пропорциональное массовому криолитовому отношению, вычисляется при каждом новом расчете интервала дозирования питателя АlF3 согласно введению анализа на избыток А1F3 или измерению температуры электролита.

Регулярно вводится новое падение напряжения в катоде, оно проводится путем возможного замера. Если измерение обосновано, новое дополнительное сопротивление катода рассчитывается как функция значения измеренного падения напряжения в катоде, возможно, сглаженная одним или несколькими предыдущими измерениями падения напряжения в катоде.

3.6.5 Условия для оптимального управления АПФ

Точность управления основывается на частоте анализов электролита и измерений температуры электролита. Для достижения точного корректирования добавками АlF₃, необходимо обновлять измерения температуры и анализы электролита, по крайней мере, каждые три дня.

3.6.6 Описание алгоритма АПФ в системе «TROLL» и «Stella»

Алгоритм позволяет рассчитать оптимальную добавку фторисуноктых солей с учетом текущего технологического состояния электролизера и полученных лабораторных и измеренных данных.

Для расчета оптимальной добавки она представляется в виде алгебраической суммы трех независимых переменных составляющих, динамически реагирующих на возмущение каждая по своему каналу на отклонение от номинального значения

Мдоб = Мко + Мтемп + Мнорм (3.2)

В данной формуле задействованы следующие переменные:

- Мдоб - общая (рассчитываемая) добавка фторсолей для коррекции КО и технологического состояния электролизера;

- Мко - добавка по текущему КО (лабораторные данные);

- Мтемп - добавка по температуре (измеренная величина);

- Мнорм - добавка, в которой можно учесть, например, количество фторсолей необходимое только для поддержки КО при отсутствии других факторов (так называемый нормативный расход фторсолей - количество фторидов необходимых для получения определенной массы металла).

Отличие (удобство) ее заключается в том, что ее можно задавать прямо к килограммах и она всегда учитывается в общей сумме добавок Мдоб.

Переменная составляющая Мко вычисляется по формуле

Мко=2·Мэл·(КОтек-КОбаз)/(С·КОбаз·КОтек+2·КОбаз+КОтек+2)) (3.3)

где Мэл - масса электролита в электролизере;

КОтек - текущее КО (данные из лаборатории);

КОбаз - базовое КО (уставочное КО для данной ванны);

С - константа характеризующее используемое сырье.

Как видно из формулы при равенстве текущего КО и базового КО Мко равно нулю и таким образом коррекции по КОтек не производится. Переменная Мтемп позволяет скорректировать Мдоб с учетом температуры, измеренной термопарой.

После выбора оптимальной температуры, как правило его значение меняется в пределах 955 - 958 градусов, строится функциональная зависимость температуры с величиной добавки.

В простейшем случае - это линейная зависимость, без учета текущего КО, можно данную зависимость реализовать в виде определенной добавки на конкретное значение из рабочего диапазона перепада температуры на электролизере от своего номинального значения. По данной формуле вычисляется Мтемп при выборе линейной зависимос

Мтемп = Ктемп · (Темп - Тбаз) (3.4)

Данная формула содержит переменную Темп - температуру электролизера. Таким образом, величина корректирующей добавки по температуре электролизера является линейной функцией. Для изменения величины добавки при изменении температуры на 1 градус от своего целевого значения в НСИ системы предусмотрено изменение коэффициента Ктемп.

Рекомендуемая величина данного коэффициента равна 1,2 кг/град.

Минимальные и максимальные значения границ для расчета корректирующей добавки по температуре вводятся через НСИ и составляют, обычно, 5 градусов ниже своего целевого значения и на 10- 15 градусов выше.

При этом величина корректирующей добавки по температуре колеблется от 6 кг до 32 кг в сутки.

После ввода всех данных производится автоматическое вычисление добавки с учетом всех введенных параметров и далее вычисляется период (цикл) питания электролизера фторсолями.

О параметрах и константах использующихся в алгоритме:

- КОбаз - базовое ( уставочное ) значение КО электролизера;

- КОтек - текущее КО электролизера;

- С - константа сырья, учитывается при расчете всех корректирующих добавок Мтемп, Мнорм и Мко. На данный момент С =1,00 и таким образом не влияет на величину добавок.

Минимальные и максимальные значения границ для расчета корректирующих добавок по текущему значению КО вводятся через НСИ и составляют следующие значения. Минимальная граница составляет «- 0.1» от своего уставочного значения и «+0,3» - максимальная граница. Данные граничные значения были подобраны опытным путем и в этом интервале автоматической стабилизации «корректно» работает формула по расчету корректирующих добавок по КО.

В системе заложена возможность вычисления массы электролита по формуле

Мэл = Hэл · Psm, (3.5)

где Hэл - уровень электролита в электролизере;

Psm - “цена” сантиметра электролита.

Позже данный параметр сделали константой, с возможностью изменения через НСИ.

Переменная составляющая Мнорм отдаваемая за сутки вычисляется по следующей формуле

Мнорм = (Hмет/Hбаз) · НОРМбаз (3.6)

где НОРМбаз - нормативный расход фторсолей;

Hмет - уровень электролита в электролизере;

Hбаз - базовый уровень электролита в электролизере.

НСИ приводятся предварительные (по умолчанию):

1. Масса электролита (кг) при базовом уровне (baseMbath) = 4400 - 11800кг. (от типа электролизёра);

2. Базовая температура (град) при расчете добавок фторсолей = 958 град

3. Минимальное КО (minKO) при расчете =2,30

4. Максимальное КО (maxKO) при расчете = 2,80

5. Минимальная температура (град) электролита (minTbath) = 953 град

6. Максимальная температура (град) электролита) (maxTbath) = 985 град

7. Масса фторсолей (кг/ град) на 1 град (cfTbath) = 1,2 кг/град

8. Минимальный уровень электролита (см) при расчете (minHbath) =15 см

9. Максимальный уровень электролита (см) при расчете (maxBath) =30 см

10. Базовый уровень электролита (см) (baseHbath) = 22 см

11. Цена 1 см. уровня электролита (кг/см) (cfHbath) = 200 - 540 кг/см (от типа эл.).

3.6.7 Анализ работы алгоритма АПФ

Опытно-промышленный корпус электролиза (ОПКЭ) Саяногорского алюминиевого завода, оборудованный электролизёрами на силу тока 255кА, работает на предлагаемом алгоритме с ноября 2002 года. Анализ работы алгоритма питания AlF₃ через систему АПФ показывает, что количество отклонений по криолитовому отношению от заданных параметров (2,25-2,4 моль.) составляет не более 7-9% (допустимые отклонения по технологической инструкции - ± 10%), при этом целевое КО = 2,3. Цель по температуре - 960^оС, также выдерживается в допустимом технологическом «коридоре» (955-965^оС). Отклонения от допустимого технологического «коридора» берутся с учётом пусковых электролизёров.

Успешная работа данного алгоритма определяется благодаря ежедневному обновлению измеренной температуры и качественного анализа электролита три раза в неделю.

4. ОСНОВНЫЕ РЕШЕНИЯ ПО ЭЛЕКТРОСНОБЖЕНИЮ

4.1 Внешнее электроснабжение КЭЗа

Основными потребителем электроэнергии на Казахстанском электролизном заводе является электролизное производство.

В соответствии с технологическими решениями электролизное производство завода представлено одной двухкорпусной серией электролиза. В каждом корпусе электролиза устанавливается по 144 электролизера на силу выпрямленного тока 320 кА

В результате предварительных расчетов электрических нагрузок определилось, что максимальная электрическая нагрузка завода в целом составит 464,5 МВт при годовом расходе электроэнергии 373710⁶ кВтчас, в том числе:

- максимальная электрическая нагрузка электролизного производства составит 405,2 МВт при годовом расходе электроэнергии 3505106 кВтчас;

- максимальная электрическая нагрузка прочих производств составит 59,3 Мвт при годовом расходе электроэнергии 232,510⁶ кВтчас.

Внешнее электроснабжение Павлодарского электролизного завода осуществляется путем строительства двух одно-цепных высоковольтных линий (ВЛ) 500 кВ от Аксуйской ГРЭС и ПЭЗ с расширением ОРУ 500 кВ на ГРЭС на две линейные ячейки с двумя выключателями и сооружением подстанций (ПС) 500/220 кВ ПЭЗ, на которой будут установлены две группы однофазных автотрансформаторов мощностью 3х167 МВА с резервной фазой 1х167 МВА.

Рисунок4.1- Внешнее электроснабжение электролизного завода

Предусматривается:

- установка двух трехфазных автотрансформаторных групп 500/220 кВ мощностью 2x501 МВА с подключением резервной фазы при помощи перемычек;

- открытое распределительное устройство (ОРУ) 500;

- закрытое распределительное устройство (ЗРУ) 10 кВ с реакторными камерами;

- общеподстанционный пункт управления (ОПУ);

- проходная.

В соответствии с типовыми проектными решениями и, учитывая количество присунокоединений, приняты следующие принципиальные схемы распределительных устройств:

- 500 кВ по схеме «Четырехугольник» (500-7);

- 10 кВ - «две одиночные системы шин».

Согласно «Карте уровней изоляции «Павлодарэнерго» и информации проектирования завода ВАМИ ПС расположена в районе со II степенью загрязненности атмосферы (СЗА) по ГОСТ 9920-89.

Распределительное устройство 500 кВ выполняется открытым с использованием силовых трансформаторов и высоковольтного оборудования с эффективной длиной пути утечки внешней изоляции не менее 2,25 см/кВ.

Расчет токов короткого замыкания (КЗ) выполнен применительно к схеме сети, для режима параллельной работы трансформаторов на напряжении 500 кВ и раздельной на стороне 10 кВ. Значения токов трехфазного КЗ составляют на стороне 500 кВ - 13,7 кА, на стороне 220 кВ - 19,3 кА, на стороне 10 кВ - 15,3 кА (до реактора), 9,9 кА - за реактором 10 кВ.

Для ограничения токов короткого замыкания на шинах 10 кВ, проектом предусматривается установка токоограничивающих реакторов в закрытых камерах размером 6x6 м², примыкающих к зданию ЗРУ 10 кВ.

Питание собственных нужд предусматривается от двух трансформаторов 10/0,4 кВ мощностью по 630 кВА, подключаемых к шинам 10 кВ через выключатели.

Для размещения шкафов комплектного распределительного устройства (КРУ) 10 кВ предусмотрено сооружение ЗРУ.

На ПС принимается оперативный постоянный ток с питанием от двух аккумуляторных батарей.

На напряжении 380-220В предусматривается установка щита собственных нужд (С.Н.), состоящих каждый из двух секций, работающих раздельно, с секционным автоматом, оборудованным устройством АВР.

Для размещения систем управления, релейной защиты, автоматики, телемеханики, собственных нужд переменного и постоянного тока, предусматривается сооружение здания ОПУ.

Количество и места установки ограничителей перенапряжения, необходимых для защиты от волн перенапряжений, приходящих с ВЛ, выбраны в соответствии с ПУЭ исходя из количества линий, присунокоединяемых к ПС.

Заземляющее устройство (ЗУ) предусматривается выполнить по норме на допустимую величину сопротивления растеканию из полосовой стали сечением 4x40 мм. Сечение заземляющих проводников соответствует условиям термической стойкости и коррозионной устойчивости.

Схема электроснабжения завода в целом представлена на чертеже G 5234SQ-49.

На главной понизительной подстанции (ГПП) алюминиевого завода предусматривается установка двух групп понижающих автотрансформаторов 500/220/10,5 кВ мощностью по 501 МВА каждый.

Со стороны 500 кВ автотрансформаторы подключаются к открытому распределительному устройству 500 кВ (ОРУ 500 кВ), получающему питание от ТЭС по двум ЛЭП -500 кВ.

Со стороны 220 кВ автотрансформаторы подключаются к открытому распределительному устройству 220 кВ (ОРУ-220 кВ), собранному по схеме “две системы сборных шин”.

В объем внутриплощадочного электроснабжения входят следующие основные технологические объекты:

- одна серия электролиза, состоящая из двух корпусов электролиза;

- четыре блока газоочистки по два блока на каждую половину серии электролиза;

- технологические объекты цеха обожженных анодов, рассчитанные на обеспечение обожженными анодами одной серии электролиза;

- компрессорная станция;

- литейное отделение;

- объекты водоснабжения и канализации;

- объекты ремонтно-вспомогательного назначения;

- объекты складского хозяйства;

- объекты транспортного хозяйства.

Результаты предварительных расчетов электрических нагрузок с распределением их по основным объектам завода приведены в таблице4.1.

4.2 Распределение электрических нагрузок

Схемой электроснабжения предусматривается совместное питание электролизных и прочих потребителей электроэнергии от общих сборных шин ОРУ-220 кВ.

Для электроснабжения серии электролиза предусматривается сооружение одной выпрямительной подстанции (ВП). На ВП устанавливается 6 преобразовательных агрегатов. Каждый агрегат рассчитан на силу выпрямленного тока 75 кА и напряжение 1300 В. Первичное напряжение агрегатов - 220 кВ.

В состав каждого блока трансформатор - выпрямитель входят:

- один регулировочный трансформатор с устройством переключения ступеней под нагрузкой (РПН);

- два преобразовательных трансформатора для питания выпрямителя;

- два дросселя насыщения с глубиной регулирования напряжения 40В для плавного регулирования напряжения в пределах ступени РПН регулировочного трансформатора.

- охлаждение агрегатов осуществляется по схеме “деионизированная жидкость - воздух”.

Таблица 4.1 - Распределение электрических нагрузок по основным объектам завода

Система из шести выпрямительных блоков обеспечивает 72-импульсный режим выпрямления, что способствует уменьшению величины высших гармоник на шинах 220 кА.

Каждый регулировочный трансформатор имеет третью обмотку, рассчитанную на мощность 25 МВА и напряжение 20 кВ, для подключения фильтркомпенсирующих устройств. Эти устройства обеспечивают фильтрацию высших гармонических тока и увеличение коэффициента мощности на шинах 220 кВ до величины 0,92.

Все преобразовательные агрегаты на ВП подключаются к открытому распределительному устройству 220 кВ (ОРУ - 220 кВ) при помощи разъединителей и элегазовых выключателей.

Для повышения надежности электроснабжения ОРУ - 220 кВ выполняется с двумя системами сборных шин 220 кВ: с рабочей системой шин и с резервной системой шин. К каждой из рабочих систем шин подключается группа из шести преобразовательных агрегатов, питающих серию электролиза. Резервная система шин служит для резервного электроснабжения серий электролиза в аварийных ситуациях или при ремонте рабочих систем шин.

ОРУ 220 кВ ВП получает питание от двух групп трансформаторов, устанавливаемых на главной понизительной подстанции (ГПП).

Каждая из указанных групп рассчитана на номинальную мощность 501 МВА и сочетание напряжений 500/220/10,5 кВ. Одна из групп является резервной и включается в работу в случае выхода из строя другой группы автотрансформаторов.

Для электроснабжения прочих силовых потребителей завода предусматривается сооружение центральной распределительной подстанции 10 кВ (ЦРП - 10 кВ). ЦРП -10 кВ представляет собой двухсекционное распределительное устройство 10 кВ, состоящее из комплектных камер, серийно выпускаемых заводами-изготовителями.

ЦРП - 10 кВ получает питание двумя кабельными линиями от двух взаимно резервируемых трансформаторов мощностью по 40 МВА каждый и сочетанием напряжений 220/10,5 кВ, устанавливаемых на ГПП завода.

Указанные трансформаторы подключаются к ОРУ-220 кВ при помощи разъединителей и элегазовых выключателей.

К ЦРП - 10 кВ подключаются при помощи кабельных линий цеховые распределительные пункты 10 кВ (РП - 10 кВ), от которых запитываются высоковольтные потребители прочих производств и цеховые трансформаторные подстанции, предназначенные для питания низковольтных потребителей на напряжении 380/220 В.

Всего на заводе будет работать:

- пять РП -10 кВ;

- десять трансформаторных подстанций.

Основными электроприемниками на напряжении 380/220 В корпусов электролиза являются краны, механизмы транспорта сырья, механизмы подъема анодов и освещение корпусов.

Для электроснабжения низковольтных потребителей корпусов электролиза и газоочистных сооружений предусматривается сооружение при корпусах электролиза двух комплектных двухтрансформаторных подстанций КТП - 2 1600 кВА.

Для газоочистки электролиза предусматривается сооружение четырех блоков газоочистки.

Основными электроприемниками газоочистных установок на напряжении 10 кВ являются шестнадцать двигателей дымососов мощностью по 500 кВт каждый, по четыре двигателя в каждом блоке газоочистки. Один из двигателей каждого блока газоочистки является резервным.

Суммарная потребляемая мощность блоков газоочистки корпусов электролиза и литейного отделения составит 10165 кВт, 11 237 кВА.

Для питания потребителей на напряжении 380/220 В корпусов электролиза и блоков газоочистки предусматривается сооружение двух комплектных двухтрансформаторных подстанций КТП-2х1600 кВА.

5. ОХРАНА ТРУДА

Деятельность предприятий в области охраны труда ведется в соответствии с Трудовым Кодексом Республики Казахстан. Кодекс регулирует общественные отношения в области охраны труда в Республике Казахстан и направлен на обеспечение безопасности, сохранение жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, а также устанавливает основные принципы государственной политики в области безопасности и охраны труда.

5.1 Выписка из Трудового Кодекса Республики Казахстан от 15 мая 2007 года [2]

1) Охрана труда - система обеспечения безопасности жизни и здоровья работников в процессе трудовой деятельности, включающая в себя правовые, социально-экономические, организационно-технические, санитарно-гигиенические, лечебно-профилактические, реабилитационные и иные мероприятия и средства.

2) Условия труда -- условия оплаты, нормирования труда, режима рабочего времени и времени отдыха, порядок совмещения профессий (должностей), расширения зон обслуживания, выполнения обязанностей временно отсутствующего работника, безопасности и охраны труда, технические, производственно-бытовые условия, а также иные по согласованию сторон условия труда.

3) Безопасность труда - состояние защищенности работника, обеспеченное комплексом мероприятий, исключающих вредное и опасное воздействие на работников в процессе трудовой деятельности.

4) Безопасные условия труда - условия труда, созданные работодателем, при которых воздействие на работника вредных и опасных производственных факторов отсутствует либо уровень их воздействия не превышает нормы безопасности.

5) Несчастный случай на производстве - воздействие на работника производственного фактора при выполнении им трудовых (служебных) обязанностей или заданий работодателя, в результате которого произошли травма, внезапное ухудшение здоровья или отравление работника, которые привели его к временной или стойкой утрате трудоспособности, профессиональному заболеванию либо смерти.

6) Нормы безопасности - качественные и количественные показатели, характеризующие условия производства, производственный и трудовой процесс с точки зрения обеспечения организационных, технических, санитарно-гигиенических, биологических и иных норм, правил, процедур и критериев, направленных на сохранение жизни и здоровья работников в процессе их трудовой деятельности.

7) Нормативы условий труда - нормативы, содержащие эргономические, санитарно-гигиенические и психофизиологические и иные требования, обеспечивающие нормальные условия труда и многие другие.

Требования по безопасности и охране труда обязательны для исполнения всеми работодателями и работниками.

Государственная политика в области безопасности и охраны труда направлена на:

1) разработку и принятие нормативных правовых актов Республики Казахстан, государственных стандартов, правил, норм в области безопасности и охраны труда;

2) разработку государственных, отраслевых (секторальных) и региональных программ в области безопасности и охраны труда;

3) создание и реализация систем экономического стимулирования деятельности по разработке и улучшению условий, безопасности и охраны труда, разработке и внедрению безопасных техники и технологий, производству средств охраны труда, индивидуальной и коллективной защиты работников;

4) осуществление мониторинга в области безопасности и охраны труда;

5) проведение научных исследований по проблемам безопасности и охраны труда;

6) установление единого порядка учета несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний;

7) государственный надзор и контроль за соблюдением требований законодательства Республики Казахстан в области безопасности и охраны труда;

В статье 311 Трудового Кодекса даны основные принципы в области безопасности и охраны труда [2].

1) Условия безопасности труда на рабочем месте должны соответствовать требованиям государственных стандартов, правил по безопасности и охране труда.

2) На время приостановления работ вследствие нарушения работодателем требований по безопасности и охране труда за работником сохраняются место работы (должность) и средняя заработная плата.

3) Отказ работника от выполнения работ в случае возникновения непосредственной опасности для его жизни и здоровья или окружающих людей не влечет привлечения его к дисциплинарной и (или) материальной ответственности.

4) В случае необеспечения работодателем работника средствами индивидуальной и (или) коллективной защиты, специальной одеждой, работник вправе прекратить выполнение трудовых обязанностей, а работодатель обязан оплатить возникший по этой причине простой в размере средней заработной платы работника.