电解铝厂电气设备节能技术的应用研究

2019-08-13豆亮

中国金属通报 2019年7期

豆亮

（商丘阳光铝材有限公司，河南商丘 476000）

节能环保是现今我国社会发展的总要求，对于纺织、冶金以及建材等行业，国家也具有对应的节能限耗指标，以此对企业在运行中的能耗控制提出了要求。对于电解铝厂来说，其也是高耗能行业，在实际生产中，即需要能够从电气设备运行角度加强控制，通过节能降耗措施的应用不断降低生产成本，实现自身的健康可持续发展。

图1 电解铝厂生产实景图

1 节能降耗措施

1.1 调压整流变压器

在该设备实际应用当中，可以对其调压接线形式进行优化，以此起到较好的节能降耗目标。具体来说，可以对以往独立角形补偿绕组结构调压整流变压器进行取消，对新型双卷降压二次角形接线进行应用，将粗调线圈按照三角型线路连接，在三角型内部，应用粗调线圈同时作为补偿线圈进行应用，对设备内部整流变当中具有的毒力补偿绕组进行取消，将粗调绕组同补偿绕组进行合并，通过该方式即能够对变压器整体损耗进行有效的降低。同时，可以对三绕组调压整流变压器进行应用，同电气容量相比，其具有1.5倍的结构容量，使用第三绕组进行有在调压，对大型整流变存在的独立补偿绕组进行取消，将粗调绕组同补偿绕组合并，也能够降低变压器损耗。在实际生产当中，上述两种方式在实际应用中都能够降低6%以上的变压器损耗，在分析节能效果时，需要能够根据固定数值取值分析，计算实际节能功率。

在辅机节能设计中，可以对调压整流变压器的冷却方式进行改变，从强油风冷实现对自冷方式的改变，通过该方式对冷却器当中冷却风扇、循环油泵等设备进行取消，对调压整流变压器的降耗目标进行实现。在该方面节能效果分析中，需要在同等规模项目基础上，根据固定数值取值分析计算节能功率。

1.2 车间变压器节能

在该项工作当中，可以对1级能耗产品进行使用。同目前电解铝厂经常应用的配电变压器相比，一级能耗产品具有更低的空载损耗，具体可以达到70%损耗的降低，而在负载损耗方面具有10%的降低。在实际计算节能效果、计算车间变压器有功功率损耗时，需要根据相关公式进行计算。低压电机节能工作中，也可以对1级能耗产品进行应用，同三级能效低压电动机相比，能够具有3%电机效率的提升。在实际分析节能效果、计算损耗时，同样根据公式计算即可。

1.3 照明系统节能

在电解铝厂生产中，照明节能也是不可忽视的一项内容，根据所处位置的不同，可以将企业照明系统分为两大块：第一，车间照明。以对照明智能节电系统进行应用。在该系统中，将智能节电器设置在照明系统当中，同时结合实际生产情况优化系统的输入电压，以此保证供给照明负载电压处于设计最佳值，能够在运行中对自动的分时控制进行实现，不仅能够起到较好的电能节约效果，且对于灯具的使用寿命也具有较好的延长作用。同时，可以在现有的基础上对灯具罩杯水平进行提升，对LED光源进行应用，该类光源具有较高的照度，功率小且具有较长的使用寿命，能够较好的节约系统照明功率，能够在生产中对电量消耗量进行进一步的降低。在分析节能效果时，需要在节能情况基础上，以照明容量比例取值分析；第二，道路照明。在厂区道路照明中，在同样应用智能节电系统的同时，需要对原有路灯进行更换，统一应用太阳能路灯，具有蓄电池储能功能，光源统一对LED光源进行应用。在该路灯应用中，白天在阳光的照射下，太阳能板即能够为蓄电池充电，并在夜间放电，以此为厂区道路提供光源，在不对外部电能消耗的情况下，即能够实现绿色能源的转换与应用，同原有系统相比具有100%的节电率。在分析节能效果时，可以根据同等规模情况，根据道路总照明容量分析计算节能功率。

1.4 高压变频技术

在现今微电子、电力电子技术不断发展的过程中，高压大功率变频调速装置获得了快速的发展与应用，通过单元串联、器件串联方式的应用，能够实现原本高压问题的有效解决。在电解铝企业运行中，电解槽应用的为直流电，存在直流电耗，其中部分交流电耗属于高压电机用电，企业当中的高压设备包括有空压站水泵、电解槽净化排风机等等。在实际生产中，可以结合生产需求应用变频技术，其主要优势体现在：第一，在变频技术改造后，在节能效果方面具有较好的表现。如风机设备，在进行改造之前，主要通过调节阀控制流量，在变频改造完成后，即可以通过对电源频率的调节根据实际生产需求对流量进行输出，以此在对风机功耗进行降低的基础上获得较好的节能效果。

第二，在变频技术应用中，其软启动方式能够对启动中的功耗进行降低，对设备的使用寿命也具有较好的延长作用。同时，该技术能够对功率因数进行提升，通常来说，其功率因数能够达到0.95以上；第三，在该技术应用中，能够对电机设备在非正常条件下工作的时间进行减少，在起到较好保护效果的情况下降低其损坏几率，这对于企业的设备维修费用也具有较好的降低效果。

1.5 应用节能设备

在科学技术不断发展工程中，电解铝厂在运行过程中，也面临到电器设备的更新换代。而在部分企业当中，从成本以及持续运行角度考虑，则存在不换设备也无所谓的思想，依然使用老旧设备进行生产。对于这部分设备来说，因具有较长的使用时间，部分气体、尘土则将因此进入到设备中，并因此对电器设备的绝缘性产生影响，影响设备的散热功能，且在运行中也具有一定的安全隐患问题，且会因过度产热、漏电等情况消耗多余的能源。以空气开关为例，如使用的空气开关质量不过关、没有满足节能降耗要求，在应用一定时间后，则将存在漏电情况，不仅会对能源进行不必要的浪费，且可能因使用时间较长使其失去应用的保护作用，进而对安全生产造成威胁。对此，即需要企业能够引起重视，转变原有的管理观念，积极做好新式环保设备的更换与应用，在进一步提升设备节能水平的基础上满足节能较好需求，同时保证企业的安全生产。

2 设备改造维护

在电器设备节能工作当中，做好其改造与维护也十分重要。具体来说，其主要包括有两方面内容：第一，干式变压器。在电解铝厂运行当中，干式变压器将产生较大的热量，能耗方面同其余电气设备相比较高。在部分企业运行中，对其没有形成充分的重视，存在将其在低压供电室中通其余设备一起使用的情况。该种情况的存在，则会使其在运行中产生较大的热量，对附近的电气设备产生威胁，对生产安全造成了隐患。而在实际低压配电室热量降低方面，也将因此损耗较多的能源，提升了企业运行能耗。对于该种情况，可以在生产中独立放置干湿变压器，单独对其进行降温处理，避免其在运行中同其余设备间存在干扰。通过该方式的应用，不仅能够实现安全事故问题的有效避免，且能够在对企业成本降低的情况下起到节约能源的效果；第二，变压器改造维护。在电解铝企业节能改造工作开展中，对变压器进行改造、保护十分关键。变压器是企业当中常见的电气设备，且将一直处于运行状态，如果缺少日常的维护工作，则可能出现能耗不断加大的情况。对于该情况，工作人员即需要能够积极升级冷却系统，定期做好其检查维护，安排专人负责该项工作，通过该方式保证其能够始终处于良好的运行状态当中，避免出现提升能耗问题。