隔膜电解槽.docx

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隔膜电解槽

设备维护检修规程

隔膜电解槽维护检修规程

1总则……………………………………………………………………………3

2设备完好标准…………………………………………………………………5

3设备的维护……………………………………………………………………5

4检修周期和检修内容…………………………………………………………7

5检修方法和质量标准…………………………………………………………8

6试车与验收……………………………………………………………………13

7维护检修安全注意事项………………………………………………………13

1总则

1.1规程适用范围

本规程适用于氯碱工业产中的饱和氯化钠溶液电解设备30型隔膜法金属阳极电解槽，其他槽型可参照执行。

1.2设备结构简述

隔膜法金属阳极电解槽，主要由阳极组合件（含槽底）、阴极组合件（含槽体）和槽盖三部分组成（见图1）。

a.阳极组合件主要由导电铜板、支撑钢板、防腐钛板和阳极片组成。

阳极片为钛铜复合棒和表面涂钌的钛网焊接件，用螺母固定在上述三板上（见图2）。

b.阴极组合件阴极组合件主要由阴极箱外壳、吸附隔膜后的阴极网袋和导电铜板组成（见图3）。

c.槽盖槽盖采用钢板焊接制成，内衬3mm厚耐酸橡胶两层制成（见图1）。

图1金属阳极电解槽

1-钛阳极组合件；2-阳极铜板；3、6-橡胶密封垫；4-阴极箱组合件；5-阴极网袋；

7-槽盖；8-衬胶层；9-阳极片；10-槽间铜板；11-钛衬板；12-槽底铜板；13-铜焊层

图2钛阳极组合件

1-阳极铜板；2-铜螺母；3-槽底钢板；4-钛衬板；5-氯丁橡胶；6-阳极片；7-垫板；

8-槽钢；9-螺栓；10-垫圈；11-螺栓

1、2、3-阴极网袋；4-阴极箱外壳（含阴极导电铜焊层）；5、6、7、8-阴极网片

1.3主要设备性能

工作介质饱和氯化钠水溶液、氢氧化钠、氯气、氢气；

工作温度90～99℃；

工作压力阴极室98～196Pa，阳极室0～49Pa；

阳极面积30m2;

电流负荷54000～58000A；

电流密度1500～18000A/m2；

槽电压＜3.5V；

电流效率≥95%

2设备完好标准

2.1零部件完整齐全，质量符合技术要求

2.1.1电槽各部分连接螺栓紧固，基础支座稳固可靠，质量符合要求。

2.1.2盐水断电器、碱液滴流器等计器、仪表齐全、灵敏、可靠。

2.1.3管线、管件、阀门、支架等安装合理，标志分明，质量符合要求。

2.1.4电槽外表面涂漆、保温完整。

2.2设备运转正常，性能良好，达到铭牌出力或查定能力

2.2.1槽电流、槽电压、电流密度、电流效率等参数符合工艺要求。

2.2.2电解液中氢氧化钠浓度120～135g/l，单槽氯气浓度大于97%，。

2.2.3电解能力满足生产要求。

2.3技术资料齐全、完整

2.3.1设备技术档案应及时填写。

内容包括技术性能、运行统计、检修记录、评级记录、缺陷记录、事故记录等。

2.3.2电槽装配图、部件图及主要易损件图纸齐全准确。

2.3.3设备操作规程、维护检修规程齐全。

2.4设备及环境整洁、无跑冒滴漏

3设备的维护

3.1日常维护

3.1.1定时清洗盐水断电器、以防结盐堵塞，保持滴流平稳。

3.1.2碱液断电器要对准碱液管漏斗，保持滴流处于良好状态。

3.1.3电槽各部位因螺栓松动所造成的渗漏，应及时紧固，对其结盐、碱应及时清洗干净。

3.1.4每3～6个月冲洗盐水总管，擦洗电槽基础绝缘瓶。

3.1.5随时注意对地电压的波动情况，发现异常应及时查找原因，进行处理。

3.2常见故障及处理方法（见表1）

表1

不正常现象

引起异常原因

处理办法

新加槽流量大，含氢高

1.隔膜过薄过湿

2.装隔膜时，隔膜破裂

1.提高液面，增大渗透压

2.必要时加石棉浆液（流状加入）

单槽氢气吸力波动

1.液封过高

2.支管不畅出口堵塞

3.系统存水

4.电流或吸力不稳

1.检查调整

2.检查疏通

3.疏通滴水口放水

4.联系供变电三站及氯氢处理

单槽氯气吸力波动

1.支管不畅或人为堵塞

2.系统存水

3.电流或吸力不稳

1.检查疏通

2.疏通滴水口放水

3.联系供变电三站及氯氢处理

氢气断电器、吸力表、放空管着火

1.断电器结盐连电严重

2.外因火花引起

3.避雷装置或外因引起

1.用湿物包盖灭火，拆下装置除掉结盐，包扎密封。

2.认真操作，巡回检查

3.检查避雷器及阻火器

氢气纯度低和波动较大

1.系统密封不严

2.负压过大

3.滴水无液封系统有漏点

4.压力波动或出口输送系统不畅

5.运行电流不稳

1.认真包扎密封

2.调整吸力，联系氯氢处理

3.检查系统水封阀门及放空系统

4.联系氯氢处理工序

5.保证电流运行稳定

氯气纯度低和波动较大

1.系统密封不严

2.负压过大

3.滴水无液封系统有漏点

4.盐水含碱高

5.盐水预热温度低

6.运行电流不稳

1.认真包扎密封

2.调整吸力，联系氯氢处理

3.检查系统水封及滴水

4.严格控制盐水PH值

5.提高盐水的预热温度。

6.保证电流运行稳定

氯内含氢高

1.液面过低，流量过大，铁丝外露，隔膜破坏

2.氢气正压过大

1.加高液面，必要时注入石棉浆

2.联系调整压力或改放空，处理无效则除槽

盐水供应不足

1.预热器管路或其它部位漏水

2.管路、支管堵塞

3.供水工序故障

1.联系有关部门修理堵漏

2.立即组织疏通管路

3.联系盐水工序处理

阴极液封管断或漏碱严重

长期腐蚀严重

立即包扎加固必要时及早除槽

电槽汽化沸腾

1.液面过低

2.盐水注入管堵

3.长时间假液面

1.立即大量注入淡盐水抢救并将氯氢系统断开，降电流处理或除槽

2.严重时立即联系停电以防爆炸

3.加强巡回检查以防为主，必要时降电流或除槽

电解液流量小

1.电解液溢流口被堵

2.隔膜硬化

3.阴极网内有结盐

1.清除溢流管杂物

2.预先用淡盐水浸泡隔膜

3.更换阴极箱

3.3紧急情况停车

设备运行过程中出现下列问题时应紧急停车：

3.3.1厂内外供电系统发生故障而突然停直流电时，班长（或操作人员）必须按紧急停车步骤进行处理，听候调度室命令。

3.3.2盐水供应中断，当阳极液面低于液面计，而盐水又不能马上恢复供应时，班长要联系调度室，请示停车（或减产）。

3.3.3氯气大量外溢无法处理时，班长要立即停车并报生产调度，通知厂部或工段长。

3.3.4氢气管路、氯气管路、电槽发生爆炸无法进行生产时，班长在紧急情况下，按紧急停车按钮，并汇报调度室。

3.3.5氢气系统爆炸只有在无火焰的情况下才能停车，氢气系统着火严禁停产（正压法灭火）。

3.3.6交流电供应中断，氯压机、氢压机发生故障，班长按紧急停车步骤进行处理。

3.3.7发生严重人身触电事故时，班长（或操作人员）按紧急停车处理。

3.3.8停车时间如不超过2小时，按正常操作处理。

停车时间如超过2小时，则按电槽正常停电操作处理。

4检修周期和检修内容

4.1检修周期（见表2）表2

检修类别

小修

中修

大修

检修周期，月

随时

24

72

4.2检修内容

4.2.1小修

a.检修或更换各泄漏处的

密封垫及胶管接头；

b.检修或更换盐水、碱液滴流器等各部分断电、绝缘装置；

c.除去阴极箱旧隔膜，修复网袋、网片和吸附新隔膜；

d.修补槽盖衬里

e.更换或修补破损的保温层及外护层。

4.2.2中修

a.包括小修内容；

b.检查、修复钛阳极组合件；

c.修复钛阳极片或为新制钌钛涂层

d.槽体外表面除锈、涂漆；

e.电槽整体拆装。

4.2.3大修

a.包括中修内容；

b.更换钛阳极组合件；

c.更换槽体钢壳及阴极箱网袋、网片；

d.更换槽盖钢壳及橡胶衬里。

5检修方法和质量标准

5.1检修方法

5.1.1电解槽拆除

a.停槽检修前应与生产岗位、生产调度及有关单位联系，做好停槽前的准备工作和处理工作。

b.将检修电槽前后两台电槽的阳极铜导板和短路铜导板接触面，摩擦干净，使其平整，无油垢、锈斑，铜见本色。

c.检查短路铜导板两端接头是否用绝缘垫或瓷砖断开，在确保绝缘的情况下。

即可通知电槽值班员联系停槽。

d.电槽值班人员通知可以停槽后，即可借助绝缘棒将短路铜导板的绝缘垫抽出，用压板紧固螺栓将短路铜导板与电解槽阳极铜板连接紧固，即可完成断电停槽操作。

e.拆除槽间铜导板、氯气管，用胶塞封堵总管上的氯气、氢气进口，再拆除盐水入口管、盐水及碱液滴流断电器等附件。

f.将槽内阴极液用胶管虹吸到电解液管路中、待阳极液面降至阴极箱上口时，再拆除槽盖连接螺栓，拆下槽盖，放置安全处待修。

g.将阴极箱内的阳极液排放到杂水池，再将阴阳极组合件运往修槽岗位解体待修。

5.1.2电解槽解体

a.拆除阴极箱下压口连接螺栓，吊出阴极箱，取出下压口密封垫圈。

b.将阳极片和钛底板用水冲洗干净，使其不挂残绒。

c.将钛阳极组合件连同槽底吊起放在拆装固定架上，拆下钛阳极片固定螺母，卸下阳极片，用木板条隔层垫好，连同槽底三板（铜板、钢板、钛板）摆放整齐，待处理和检修。

5.1.3钛阳极组合件检修

a.钛网与钛铜复合棒脱焊时，应清除脱焊部位杂物，装入焊机胎具中重新点焊修复。

b.钛铜复合棒上封头及以下焊缝区脱焊时，应予以更换，焊上新封头，焊缝采用氢弧焊。

如棒芯腐蚀严重，应更换新复合棒。

c.钛底板腐蚀穿孔时，应视腐蚀孔大小施以钛板补焊。

并附以夹具。

d.阳极片钛法兰被腐蚀时，应用车床车去腐蚀法兰，焊接新法兰。

e.阳极片焊修后，按照涂层寿命周期进行酸洗处理，对其表面进行局部或全部涂钌。

f.阳极铜螺母锈蚀时，应将铜螺母放入280～300g/L的碱液中浸泡，并通入蒸汽煮沸1小时，取出后用清水洗干净，再放入31%盐酸中浸泡15分钟，取出后再用清水洗净，晾干待用。

g.钛铜复合棒铜螺纹锈蚀时，可用铜焊，再用车床加工螺纹。

h.阳极底三板孔眼锈蚀时，可先用Φ31.5mm铰刀对孔眼进行铰削除锈，再用砂布打磨干净。

i.阳极钢底板锈蚀时，用扁嘴手锤砸去锈层，再用钢丝刷除去锈膜后，涂防锈漆即可。

5.1.4阴极箱组合件检修

a.旧隔膜的清除

1）将旧阴极箱运往清洗处，用2.5～4MPa的水枪冲下旧隔膜，然后用水枪冲净阴极网眼上的残存石棉，要求每个网眼不堵、畅通。

2）检查阴极箱组合件，如发现网袋有脱焊、开裂时，经除锈后采用气焊修复。

焊丝采用材质与铁丝网相同的低碳钢丝，采取丝对丝焊接，焊后网眼大小应与原网眼近似。

焊后如有锈斑，可用钢丝刷或31%盐酸除锈，再用水洗净，晾干，调平，并在600～650℃的温度下退火，以消除应力。

3）将修复后的阴极箱，吊进电解液槽里泡碱处理，以防生锈。

b.改性隔膜液的配制

1）石棉配比30m2的电槽，电流为40～50KA时，石棉绒用量为1.3～1.5kg/m2。

电流大于50KA时，石棉绒用量为1.2～1.4kg/m2。

2）浆液组成氢氧化钠125±5g/l、氯化钠180±5g/l，Na2CO3≤30g/l，改性剂7kg/台槽，用压缩空气将浆液搅拌均匀，石棉苛化24小时。

3）吸附隔膜将清洁无锈的阴极箱浸泡在制膜槽中，进行吸附隔膜。

吸附起始真空度为0.04MPa，逐渐开启总阀门，此时液面开始下降。

在吸附过程中，为了防止石棉纤维在相邻网袋之间“搭桥”，采用动态吸附法进行上下移动。

当真空度达0.085MPa以上时，要频繁上下运动阴极箱。

当池内浆液下降至300mm时，将阴极箱吊起，移至附近平地上。

用水将箱体杂质冲洗掉（禁止用水冲洗网袋），翻转90°，将网袋边上的石棉绒抹平，修整隔膜。

根据电流密度大小，保持真空度在0.06～0.07MPa之间，干抽4小时以上。

4）烘干烧结操作将干抽完毕的阴极箱送入烘干室，在70℃～110℃的温度下烘干至表面发白为止（烘干时间：

夏季24小时以上，冬季48小时以上）。

改性隔膜在烘干以后，推入固化炉中烧结，当烧结达360℃后，继续烧结4个小时。

隔膜放置时间不宜过长，一般不超过7天，时间过长网袋铁丝容易返锈或受到伤害，影响使用寿命。

c.吸附隔膜注意事项

1）制膜槽浆液中氢氧化钠及氯化钠的浓度，每周应分析一次，如不合格应及时配液；

2）制膜槽的浆液，在吸附70～100台电槽后，必须彻底清理一次，以清除槽底部的杂质和铁锈。

5.1.5槽盖检修

a.局部衬里鼓泡破损，出现裂纹、渗漏时，应铲除损坏的衬胶层，除去锈污后，用工业酒精或丙酮擦洗干净，再用酚醛树脂胶泥修补。

b.衬里严重鼓泡破损，出现裂纹、脱层，无修复价值时，应更换全部橡胶衬里。

衬胶方法见“橡胶衬里设备维护检修规程”。

5.1.6电解槽组装

a.钛阳极的组装

经过检修、验收后的阳极片，装上密封胶垫，将阳极片铜螺纹部位抹上导电油，轻轻插入底板孔眼中，找正并调好中心间距。

再将抹上导电油的铜螺母紧固，其预紧力约100～150N·m即可。

安装阳极片应从中间开始，向外扩展，以防止错位、钛板鼓起。

组装时为保证阳极片间距，每排应用方木块隔开。

b.套装阴极箱

1）首先将组装好的钛阳极组合件放置于安全水平位置。

将每个阳极片上套装好阳极保护罩，下压口放好橡胶垫圈。

2）套装时，水平吊起阴极箱，对准各阳极网片，四角站人精心调正极距后，缓慢放下阴极箱。

3）借助定位销，调好阴阳极距，装好下压口连接螺栓及绝缘套，紧固螺栓。

4）用直径3mm的聚四氟乙烯棒或玻璃棒短节，调整阴、阳极间距，使极距不小于3mm。

5.1.7电解槽安装

a.用砂布打磨光阴、阳极铜导板和槽间铜导板各接触面，检查阴极室内有无铁质、杂物，用塑料布盖好，备齐连接螺栓及垫圈。

b.摆放好槽墩、绝缘瓶。

c.将套装好的电槽吊入安装位置，调整电槽间距，控好槽墩及绝缘瓶。

d.连接各条槽间铜导板，紧固螺栓。

保证导板间接触良好。

e.放好上压口橡胶垫圈，安装槽盖，紧固连接螺栓。

f.安装电槽盐水、碱液滴流器及氯气、氢气等各种工艺管线、管件。

5.2质量标准

5.2.1钛阳极组合件

a.钛阳极检修、焊接后不得有毛刺、气孔、击穿和裂纹。

焊缝要平整、圆滑过渡，以利于表面涂活化层。

b.阳极片上钛法兰与复合棒组焊的焊角高度为2～3mm。

c.阳极片表面平面度公差为1.5/1000。

d.阳极片表面涂活化层，要严格按工艺、配方进行。

要求涂敷层结合力好，厚薄均匀无漏涂，热氧化完全，外观呈灰黑色，用滤纸轻轻擦拭无明显脱落现象。

涂层成份应与标准样品一致，旧极片重涂时，其涂层含钌量不低于8g/m2，新极片不低于10g/m2。

e.阳极钛铜复合棒螺纹公差等级与铜螺纹公差等级应分别符合GB197（普通螺纹）8h和7H的精度要求，螺纹偏差值应符合GB2516（普通螺纹偏差表）中的有关规定。

f.阳极片厚度偏差为±1mm，长度偏差为±2mm，宽度偏差为±1.5mm。

g.槽底板与槽钢组焊后，其平面度公差为2mm，厚度偏差为±2mm。

h.钛衬板、槽底板、阳极铜板的钛阳极片装配孔，其直径偏差偏差均为±0.40.1mm，相邻两孔中心距偏差为±0.4mm，任意两孔中心距偏差为±0.6mm。

i.钛铜复合棒及铜螺母的螺纹完整无损，无锈蚀。

螺纹部分和阳极铜板与铜螺母接触面组装时，应光洁无毛刺，金属见本色。

j.钛阳极片组装后，网面与底板的垂直度公差为1mm，相邻两片中心距偏差为±1mm，任意两片中心距偏差应小于1.5mm。

k.钛底板密封良好，无渗漏、无因应力集中的鼓起现象。

5.2.2阴极箱组合件

a.阴极箱加工后，其高度偏差为±2mm，箱体两对角线偏差为±2/1000×amm（a为对角线尺寸），法兰密封平面度公差为1.5mm。

b.阴极铜板成型后，其长度偏差为±105mm，宽度偏差为±63mm，高度偏差为±3mm。

c.阴极铜板与箱体焊接的焊缝高度应符合图纸要求，但焊缝不得有裂纹、弧坑等缺陷

d.阴极钢板工作面平整，与阴极箱体下法兰平面的垂直度公差为3mm。

e.阴极铜板与箱体接触面打磨见金属光泽后用螺栓紧固。

f.阴极网片、网袋组焊后无脱焊，铁丝网与骨架必须焊牢，不得损坏网眼。

焊后网眼大小应与原网眼相似，符合图纸要求。

g.采用铁丝网焊接制成的阴极网袋，要求丝对丝焊接，避免搭接或两根以上的丝焊在一起，焊缝宽度不大于5mm。

h.采用钢板网焊接制成的阴极网袋，采用电焊或气焊，焊缝宽度小于5mm，局部点偏差不大于8mm。

i.阴极网袋面的平面度公差为2mm，网袋厚度偏差为±1.5mm，高度偏差为±2mm。

j.阴极网袋点焊或塞焊点尺寸不大于8mm×8mm，同一网片上允许有4个面积不大于11mm×11mm的焊点。

k.阴极组装后，相邻两网袋中心距偏差为±1.5mm，任意两片中心距偏差为±2mm。

l.箱体上下铁丝网的封口，要求丝对丝气焊焊接，以避免搭焊或两根以上的铁丝焊在一起。

铁丝网封口连接处半径应大于8mm。

箱体上下钢板网封口采用电焊或气焊，焊缝宽度应小于5mm，局部点允许不大于8mm。

钢板网封口采用直角连接，直角顶尖的圆弧半径应大于5mm。

m.阴极网袋的网面与箱体下法兰平面的垂直度公差为1.5mm。

n.阴极箱吸附隔膜后应平整，无疙瘩，厚度均匀。

不露铁，试水不渗漏。

o.阴极箱组合件与阳极组合件套入组装后的阴阳极距，用检验棒沿阳极高度插入阴阳极之间平行移动，能顺利通过为合格。

检验棒直径D=b-2（b为极距，mm）。

5.2.3槽盖

a.槽盖组焊后其焊缝应无裂纹、凹坑、气孔，内焊缝要求打磨光，圆滑过渡。

b.槽盖法兰密封面的平面度公差为1.5mm。

c.槽盖衬胶按“橡胶衬里设备维护检修规程”质量标准进行。

6试车与验收

6.1试车前的准备工作

6.1.1确认检修工作已经完毕，检修质量符合标准。

6.1.2有关部门工艺及管理人员确认各接管连接正确，电槽基础牢固。

6.1.3各类人员分别到岗位，按职责范围检查各自准备工作完成情况，并做好记录。

6.2负荷试车

6.2.1向电解槽内注入盐水，检查有无泄漏，待液面升至规定高度后方可通电。

6.2.2将电解槽氢气、氯气管线与总管接通。

6.2.3有关人员确认系统正常后，即可断开停槽短路铜导板，接通电源，拆除短路铜导板。

6.2.4电解槽在通电运行后，应按时进行分析，检查：

a.电流密度在1500～1800A/m2时，槽电压应小于3.1V;

b.电解液含氢氧化钠为80～110g/l。

c.氯气纯度大于97%，二氧化碳含量小于2%，氯中含氢小于1%。

d.槽间导板接触电压降小于40mV。

e.电解槽保温良好，碱液、氯气、氢气出口管路畅通，附件和槽体无渗漏现象。

6.2.5确认一切正常无问题，连续运行七天。

6.3验收

电解槽经负荷试车，运行情况良好，各项主要操作指标均达到铭牌能力或设计要求，确认电解槽达到完好标准，即可按规定程序办理交接手续。

7维护检修安全注意事项

7.1维护安全注意事项

7.1.1维护带电设备、零部件及线路时，必须带绝缘手套，穿绝缘靴。

7.1.2维护酸碱设备、工艺管线及其零部件时，必须带好眼镜及必须的防护用品，以防灼伤眼睛和身体。

7.1.3维护高空设备、工艺管线及其零部件时，必须带好安全帽，安全带，以防被落物砸伤。

7.1.4登梯作业时，地面必须设监护人，以防梯子滑倒伤人。

7.1.5凡高空作业，不准自上而下乱扔物件，必要时，应和地面监护人取得联系。

7.1.6严格执行岗位各项安全技术规程。

7.2检修安全注意事项

7.2.1修槽工人进入施工现场，必须穿戴好劳动保护用品。

吸附隔膜操作人员，还必须戴好眼镜，以防浆液飞溅灼伤。

7.2.2拆槽前必须通过岗位操作人员，对槽内的残存液体处理干净后方可拆槽。

7.2.3当阳极液面低于阴极箱上沿时，方准予拆除槽盖。

7.2.4拆装、搬运电槽时，要有专人检查、指挥、操作起重设施。

起吊过程中应防止被吊物体受强磁场的作用力而发生转向，造成与在用设备接触短路事故，严禁超负荷吊装。

7.2.5检修工具与拆、换的零部件，要在指定的地方摆放整齐，做到文明检修。

7.2.6如需操作其它设备时，应遵守该设备的安全操作规程。

7.2.7严格遵守各项安全技术规程。