关于《直流大电流测量过程控制》的一些想法




年初,收到了《直流大电流测量过程控制》国家计量技术规范(以下简称《规范》)的官方出版物,真诚的喜悦无法形容。虽然,在《规范》的形成过程中,我参与了几个讨论和评论,我对《规范》的内容有所了解,但当时我倾向于讨论一些个别问题,现在整个研究。 ,对《规范》有更深入的了解。

《规范》的发布不仅为电解装置的直流电流值的可追溯性铺平了道路,而且为价值追溯方法引入了一种新方法。

一,电解厂直流测量的历史回顾和现状

电解铝是一种高功耗产品。电解铝设备是高强度直流负载单元。年产20万吨铝的工厂需要大约40万千瓦时的电力,相当于中等城市民用电力的总和。中国铝工业的发展始于20世纪50年代。由于铝的广泛使用,它发展迅速。 2001年,全国铝产量突破400万吨。

寻求降低铝的直流功耗一直是铝厂的重要目标。:

Pd——铝直流电耗,kWh/kg; Ud——平均电池电压,V /槽; ηd——电解过程的平均效率。

从上式可以看出,降低直流功耗的主要方法是提高电流效率(减少电解槽中电解过程的损失),降低电池电压(保持适当的极距和减小)。电路压降损失)。这取决于直流电流的精确测量。

20世纪80年代以前,由于采用大容量直流电流比测量装置,在强外部磁场干扰下误差增大。因此,没有适合现场使用的国产大容量直流测量装置,也没有可行的现场检测方法。工厂不能直接测量串联直流电流;为了获得串联直流电流数据,作为电解过程技术决策的参考,20世纪50年代采用了“软硬”的间接计算方法,这是绕过当时障碍的一种权宜之计。该计划至今仍在使用。

通过该方法获得的DC电流的精度取决于AC电度表,DC电压表和整流效率估计值的精度。当使用1.0级交流变压器,2.0级电能表,2.5级电压表,整流效率当估算值误差约为2%时,计算出的直流电流值的不确定度约为3.9%。如果使用0.5级交流变压器,1.0级电能表,0.5级直流电压表,以及整流效率估算精度,与以前一样,直流电流值的不确定度约为2.3%,这主要取决于整改效率估算的准确性。为了提高直流电流值的准确性,技术人员做了很多努力,如使用高精度交流变压器和电能表,并用旋转直流电压计取代手动累计指示器直流电压表。 (2.5)。然后,推广应用高精度数字直流电压计(0.5级)代替旋转直流电压计。然而,由于不能精确地测量整流装置的DC输出功率,并且难以测量整流装置的每个部分的损耗值,因此难以获得用于整流效率估计值的令人满意的数据。

在20世纪70年代之前,铝厂有单一的电解槽类型,汞弧整流器(前苏联产品或仿制品)被广泛使用。该设备的性能没有太大差异。整流效率值主要随整流器件的串联电压和电流负载率而变化。每个工厂的电解直流指标具有一定的可比性。 20世纪70年代以后,铝合金通常转向半导体整流器;不同容量和类型的电解槽的出现使得整流设备的性能和容量突破了原有的模式,电解槽的种类和整流设备的多样化使得计算得到的直流电流值不确定地增加了不确定度,每个工厂选择整流效率估算值的随意性,进一步扩大了整流效率估算值的不确定性,从而降低了各工厂的电解直流指数。可比性。

20世纪80年代以后,一些铝厂引进了直流大电流测量装置,并在中国生产了各种类型的直流电流测量装置;哈尔滨电子仪器研究所,武汉高压研究院,华中科技大学等机构先后建立了100kA和0.05的直流电流比标准,使直流电流测量实现了直接测量。但是,由于没有统一的产品标准,没有统一的质量检验方法,产品性能无法保证;直流大电流值不是强制性验证范围,实验室与用户之间的必要关系未建立,因此大多数铝厂直流电流测量值仅用作“参考”,报告统计为仍然采用传统方法。

20世纪90年代,原中国有色金属工业总公司在抚顺铝厂建立了强大的直流测试站,以确定直流指数的准确性。通常测试直接铝厂的精馏效率。多年的工作,基本了解整流效率和相关直流指标的现状,也积累了现场检查各类大容量直流电流测量装置的经验。目前,高可靠性电流测量装置和工作标准已具备了源的可追溯性。直流电流测量装置的现场检测方法也比较成熟,但如何进行实验室与用户之间的体积传输,即现场的直流电流量如何建立价值可追溯性链?它仍然是当务之急。

《规范》的发布带来了半个多世纪以来一直希望的未决案件的曙光。

二,《规范》的几个特点

作为国家计量技术规范,它必须是科学的,可操作的和经济的,否则将很难推广其应用。现在让我们来看看一些值得称赞的功能《规范》:

1.《规范》突破传统的卷传输模式,提出新的可追溯性思路;传统的逐步价值转移模式是一种具有多层次,多个中间环节和许多人为因素的树形结构;用户需要拿走测试对象将其送到规定的实验室进行测试。它工作量大,成本高。即使对合格的直流电流测量装置进行测试,由于外场操作期间外部磁场的影响,也不能保证精度。

《规范》提出的新想法是点对点星形结构。无需删除用户站点上的对象进行检查。它可以通过工作标准和传输标准由参考标准有效控制。实验室的标准值是“一个。将蝎子插入底部直接进入现场,减少水平和中间环节,节省用户的检查费用。在这里,参考标准在实验室中扮演“主人”的角色,监督交付标准和工作标准是否处于正常状态;交付标准相当于“旅游大使”,它在实验室和用户之间运行;它相当于“常驻调度员”并持续监控现场DC幅度。该模式不仅简化了工作过程,而且使DC大电流值的可追溯性切实可行。

2.对于由多个并联的整流器件组成的整流系列,串联直流电流的跟踪值基于直流电流转换器和总加法器的校准,总测量系统作为参考标准。校准一系列直流电流测量传感器。这样,传输标准和工作标准的容量仅需要适应分离式直流电流转换器,并且不需要制造与串联直流电流测量变换器兼容的大容量标准装置。即使简化了现场校准工作,也降低了难??度,并且降低了标准装置的制造成本和用户的测试成本。总测量系统的总误差由子测量转换器误差的加权平均值确定,该加权平均值必须小于子测量转换器的最大误差值并且可以被校正。

3.《规范》规定了参考设备,传输标准,工作标准,比率计,累加器等的测量性能要求,其中参考标准,传输标准和工作标准的参考电流精度标准分别为0.001。等级,0.02,0.05,传输标准,工作标准,比例计,总添加剂环境允许杂散磁场强度不超过10mT,这样的检测水平足以满足电解厂的当前需求,这是确保大DC是准确电流值的前提。《规范》还规定了建立校准数据和过程参数数据库的程序,以及测量确认报告和记录的格式。这些保证了《规范》本身的科学性,可靠性和可操作性。

三,前景

《规范》虽然已经发布,但仍有很多工作要做,以促进电解厂的应用。

1.参考电流比精度是所有要求的灵魂《规范》,《规范》没有具体的方法来确保参考标准的电流比的准确性,但有必要做好这项工作。

2.注意并推动相关标准的制定。例如,DC高电流测量设备产品没有国家标准,性能相关的误差表达方法,错误检测方法和产品对外部磁性能的抵抗力。制造商正在尽力而为。这使得《规范》的实现缺乏坚实的基础。另一个例子是在电解设备中选择DC电流测量装置的安装位置。如何确保并确认外部磁场强度不超过10mT?还必须在相应的设计和安装规范中做出适当的规定。

3.《规范》促销和应用的关键是用户对直流高电流的确切需求。目前传统的测量方法虽然不合理,已经使用了几十年,已成为一种习惯,而且对用户来说是“免费的”,只有当用户采用《规范》时才需要花钱:直流高电流的来源是可追溯的,它的好处(明显的,不可见的)大于支出的成本,而企业领导者意识到实现DC高电流值可追溯性的失败将会丢失,企业真的会愿意采用《规范》。加入WTO后,电解厂将推动企业的实施,以满足国际标准的要求《规范》。此外,国家计量监督部门,统计部门和电解行业管理部门应提高统计数据要求的准确性,以促进《规范》的实施。

目前,中国正处于经济结构调整时期。主要反映管理者意愿的计划经济模式正逐渐淡出。市场经济法对企业行为的影响正在增加。受监管的市场长期不会容忍不规范行为的存在。而“大水”的统计数据也将被虚假广告等人拒绝。我相信在未来,电解厂将愿意接受《规范》并成为《规范》的积极推动者,以实现其长远利益。

关键词:电解厂,直流电流,国家标准网

>

下一篇:直流大电流测量与检测系统的开发与应用









时间:2019-02-23 07:01:57 来源:凤凰彩票 作者:匿名