上海芮晨机电设备有限公司
电解槽槽电压监测系统
M2VS 技术方案
2010 年4 月
上海芮晨机电设备有限公司 电话：18616090377
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一、项目简介
烧碱，化学名氢氧化钠，又名火碱、苛性钠，是重要的基础化工原料之一， 广泛应用于轻工、化工、纺织、印染、医药、冶金、石油和军工等行业，在国民 经济中占有重要地位。 一、 离子交换膜法制烧碱 目前世界上比较先进的电解制碱技术是离子交换膜法。这一技术在 20 世纪 50 年代开始研究，80 年代开始工业化生产。 离子交换膜电解槽主要由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜 棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。右图表示的是一个 单元槽的示意图。电解槽的阳极用金属钛网制成，为了延长电极使用寿命和 提高电解效率，钛阳极网上涂有钛、钌等氧化物涂层；阴极由碳钢网制成， 上面涂有镍涂层；阳离子交换膜把电解槽隔成阴极室和阳极室。阳离子交换 膜有一种特殊的性质，即它只允许阳离子通过，而阻止阴离子和气体通过， 也就是说只允许 Na+通过，而 Cl-、OH-和气体则不能通过。这样既能防止阴 极产生的 H2 和阳极产生的 Cl2 相混合而引起爆炸，又能避免 Cl2 和 NaOH 溶液作用生成 NaClO 而影响烧碱的质量。 离子交换膜法电解制碱的主要生产流程可以简单表示如下图所示：
用户名称 四川乐山福华 农药科技有限 公司 四川新津烧碱 厂 新疆乌鲁木齐 中泰化工 湖北宜昌兴发 化工 河南神马氯碱 北京化工机械 厂 甘肃金川化工 一期 河南焦作 昊华宇航氯碱 厂 内蒙亿利化学 烧碱 四川泸州鑫福 化工 蓝星（北京） 化 工机械有限公 司 内蒙古瑞达泰 丰化工有限责 任公司
签约日期
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二、M-SYSTEM产品在烧碱行业的应用
1. M2VS-0A-M 在电解槽电压监测方面的应用 日本 M-SYSTEM 的 M2VS-0A-M 隔离器在烧碱项目的电解槽槽电压监 测方面有广泛的应用。因为氯碱行业电解槽槽电压监测的行业特殊性，对隔 离器的要求相对也比较高。 例如： 隔离器的零漂应尽可能的小； 稳定性要好； 重复性要好。这样才能直观的反映出每个电解槽的运行状态和可用性状态。 若隔离器的指标达不到预期要求将会直接影响到生产过程，造成不必要的停 车。以下是 M2VS 直流电压信号隔离器在现场应用的照片。
上海芮晨机电设备有限公司 二、 对控制设备的要求 在离子膜制碱工艺中有较多的联锁控制，如在整流、压力、液位、温 度、流量、PH、REDOX、泵、风机、调节阀、ON/OFF 阀之间有许多复杂 的安全联锁。这里举例介绍紧急停整流联锁和氢气切断阀紧急开关联锁。 1． 紧急停整流和整流停的联锁 紧急停整流和整流停的联锁在离子膜制碱生产中很重要，它同时与多种 工艺状况相关联。且工艺有时需根据实际工况切除某些自动联锁或修改某些 联锁参数，为了操作方便直观，在 CRT 上设置了联锁图。 2． 系统要有较强的 PLC 的程控功能 二套装置中有盐水一次精制、二次精制，电槽电压监控等 5 个较大规模 的控制程序及较复杂的安全连锁程序。为了统一监控和操作，同时为了降低 系统成本，故要求全部功能在一套 DCS 中实现。 3． 抗强磁场干扰能力 由于现场条件的限制， 控制室环境比较恶劣，有二个近距离的 1.25 万和 1.58 万安的大直流电，还有一个离开约 5m 的 5.7 万安大直流电流（隔膜槽） 的强磁场干扰，故对控制系统的抗强磁场干扰能力、安全稳定性、可靠性、 实时控制精度等要求高。 4． 抗强共模电压干扰 电槽单元电压对于保护昂贵的离子膜是一个很关键的参数，需采集每个单元 电压并参加报警、连锁。本项目共有 6 台电解槽，每台电解槽均由 115 个单元槽 组成，正常时每个单元电压约为 3.25V，这样电槽单元电压测量信号的共模输入 电压最高可达 450V 以上。按照惯例，每个电压信号要配置一个隔离器以隔离共 模干扰信号，若信号直接接入 DCS，信号极易受到干扰，而且对 DCS 板卡是一 个极大的考验。本方案采用三点一检测的方式，即达到了监测的目的，又大大地 节约了成本。
2） 、系统结构图
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备注：由于每个电解槽最终串联起来共膜电压很大，可达直流450VDC.这样对产品要求比较 严格，柜内主要产品信号隔离转换器为日本M-SYSTEM原装进口产品，可抗击耐压直流700V、 瞬间电压2000V/分钟。 目前国内所使用的电解槽日本氯工程、日本旭化成、英国伊洛斯、北化机的槽子所配 的槽电压产品均为日本M-SYSTEM产品！ 柜内接线端子以做10%余量考虑。
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近三年离子膜电解槽 销售业绩 附录一： 附录一：近三年离子膜电解槽 近三年离子膜电解槽销售业绩
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 合同标的具体 名称及内容 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统若干套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 M-SYSTEM 槽电压 检测系统一套 合同履行情 况 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 正常并已投 入运营 已供货未运 营 正常并已投 入运营 已供货未运 营 用户联系 人及电话
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上海芮晨机电设备有限公司 3. 结构图和系统配置 1）.系统配置 本项目采用三点一检测的方式。现场的每个槽电压信号（115 * 6）进熔断 柜，通过熔断柜内接线端子可以方便的测量任意两点间电压。待测槽电压信号 230 点经过熔断器后， 进入隔离柜内 M2VS 转换为 4-20MA 标准信号， 直接送到 DCS.
09 年 2 月 08 年 5 月 06 年 10 月 09 年 4 月 08 年 2 月 07 年-09 年 08 年 11 月 07 月 08 年 12 月
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上海芮晨机电设备有限公司 2. M2VS-0A-M 的功能与特长
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超小型插入式构造的变换器 将直流信号转换成标准过程信号 隔离强度: 输入－输出－电源－地面间 AC 2000 V 1分钟 标准精度: ±0.1 % 温度系数: ±0.015 %／℃ 响应时间: 25 ms 以下 绝缘电阻: 输入－输出－电源间 可进行高密度安装 CE 标准 UL 认证 100 M 以上／DC 500 V