試論電解鋁供電整流系統(tǒng)的優(yōu)化改造

錢(qián)景磊

摘要：在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)電解鋁行業(yè)的不斷推動(dòng)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展對(duì)電解鋁行業(yè)的不斷支持的同時(shí)，電解鋁行業(yè)憑借著對(duì)金屬鋁有著較大的需求量情況將電解鋁行業(yè)與當(dāng)前較為先進(jìn)的技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)新出了電解鋁供電整流系統(tǒng)，進(jìn)而在新興工業(yè)行業(yè)中嶄露頭角。在社會(huì)發(fā)展中所形成的對(duì)電解鋁與供電的巨大需求量的推動(dòng)與引導(dǎo)下，電解鋁行業(yè)得以取得可喜的發(fā)展與較大的進(jìn)步，在當(dāng)前各個(gè)工業(yè)行業(yè)中實(shí)現(xiàn)較快的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電解鋁;供電整流系統(tǒng);優(yōu)化改造

引言

當(dāng)前電解鋁整流系統(tǒng)主要包括二極管整流和晶體管整流。一種用于晶閘管整流的穩(wěn)定流量控制策略，建立了一個(gè)全數(shù)字大功率整流控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)帶負(fù)載分流開(kāi)關(guān)的零電流調(diào)節(jié);采用新的感應(yīng)濾波技術(shù)改造6路晶閘管整流系統(tǒng)后，采用兩種舊的6路整流系統(tǒng)形成了一種新型晶體管整流和傳統(tǒng)的2路整流的18路混合工業(yè)整流系統(tǒng)。對(duì)一種在不同鋁料系統(tǒng)下使用飽和飽和飽和抗原（SR）的典型鑄造的直流控制模型進(jìn)行研究，得出了負(fù)載變化時(shí)直流控制仿真的結(jié)果。對(duì)于電解鋁整流系統(tǒng)的幾個(gè)單元并聯(lián)運(yùn)行，提出了穩(wěn)定的流量控制策略，并根據(jù)陽(yáng)極效應(yīng)沖擊電流的控制效應(yīng)計(jì)算了節(jié)能效果。

1.電解鋁供電整流系統(tǒng)優(yōu)化改造的必要性

需要對(duì)電力鋁業(yè)電力恢復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，這意味著某些參數(shù)發(fā)生了變化，可能影響到企業(yè)的正常運(yùn)作和經(jīng)濟(jì)效益，甚至對(duì)電力鋁業(yè)產(chǎn)生不利影響。相比之下，優(yōu)化后的轉(zhuǎn)換將帶來(lái)安全運(yùn)行重組器、控制維護(hù)和保養(yǎng)成本以及減少工作量等好處。一般來(lái)說(shuō)，一家公司使用所有設(shè)備來(lái)加工電解鋁，這很容易造成危險(xiǎn)的情況，在這種情況下，滿載作業(yè)可能導(dǎo)致事故。隨著該系統(tǒng)的加速發(fā)展和反應(yīng)堆的不同步發(fā)展，需要制定優(yōu)化措施和改進(jìn)方案，研究和分析問(wèn)題和差距，以解決和糾正這些問(wèn)題和差距。

2.供電整流系統(tǒng)常見(jiàn)故障

2.1整流柜上的過(guò)電保護(hù)裝置與元件存在問(wèn)題

整流柜包含所有電壓和開(kāi)關(guān)裝置。電容器的類型和質(zhì)量——即使不一定符合要求，在放入整流柜時(shí)更有可能受到系統(tǒng)的加熱，甚至可能在嚴(yán)重時(shí)造成影響更大的爆炸事故。此外，在整流柜中，電阻問(wèn)題未得到充分考慮，元件在工作過(guò)程中反向電壓突然升高，從而增加了電容器的損耗，使電容器更容易因損耗而發(fā)生嚴(yán)重事故。電源修復(fù)系統(tǒng)的大部分常見(jiàn)故障都是由于電源保護(hù)裝置和修復(fù)機(jī)箱上的組件部分出現(xiàn)問(wèn)題造成的。

2.2電解槽系列負(fù)荷變化對(duì)功率因數(shù)的影響

整流系統(tǒng)為電解系列提供恒流直流電源，負(fù)載的變化直接反映在串聯(lián)電壓的變化上。（1）在電解系列正常生產(chǎn)過(guò)程中，電解電池產(chǎn)生效果，增加電池電壓需要增加系統(tǒng)電壓。此時(shí)整流單元功率因數(shù)增大，輸出電流波動(dòng)幅度增大。這種情況是臨時(shí)性的，時(shí)間較短，功率因數(shù)是根據(jù)對(duì)每月平均功率因數(shù)沒(méi)有重大影響的每月平均值計(jì)算的。（2）電解槽在生產(chǎn)過(guò)程中停止。屆時(shí)，由于部分電解槽爐關(guān)閉，功率因數(shù)將降低，電解槽負(fù)荷將降低，串聯(lián)電壓將降低。在這種情況下，通過(guò)重新定義最優(yōu)整流單元OLTC操作系列，并根據(jù)新的最優(yōu)OLTC系列運(yùn)行，可以正確調(diào)整凝汽器輸入量，從而重新定義諧波治理裝置的參數(shù)。

2.3綜合自動(dòng)化系統(tǒng)不夠完善

盡管現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)化和信息化已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，但智能測(cè)控設(shè)備的抗干擾能力較差。如果受到影響或者死機(jī)，會(huì)降低通信的傳輸效率，后臺(tái)的信號(hào)會(huì)過(guò)于冗雜，沒(méi)有有序的管理。這是綜合自動(dòng)化系統(tǒng)不完善，沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)踐調(diào)整的表現(xiàn)。

3供電整流系統(tǒng)常見(jiàn)故障的解決措施

3.1針對(duì)整流柜線路的措施

在系統(tǒng)整流柜中，線路引起的故障問(wèn)題很多，線路一旦出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)直接影響整個(gè)電源整流系統(tǒng)。一、正負(fù)收斂棒改造，采用硅橡膠復(fù)合材料可實(shí)現(xiàn)分離電弧處理，滿足點(diǎn)火、絕緣、散熱等要求。第二，更換整流柜中的第二行。特別是，需要更換最初使用普通銅線的某些次級(jí)線路，以確

保電力恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。通常在整流柜中使用的副線是由專業(yè)高壓線選擇的，這種規(guī)格線具有高壓強(qiáng)度、高溫強(qiáng)度和耐燃燒性等多種優(yōu)點(diǎn)，大大提高了性能比普通銅線。

3.2兼顧功率因數(shù)控制與其他電量指標(biāo)的平衡

電解鋁生產(chǎn)供電系統(tǒng)是一種基于直流供電的供電系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)最大效率，必須考慮功率因數(shù)、整流效率、諧波治理、輸出電流穩(wěn)定性等要求。我們必須找到最好的結(jié)合點(diǎn)。具體要求如下：（1）盡可能保持功率因數(shù)相對(duì)穩(wěn)定，減小功率因數(shù)波動(dòng)幅度。（2）統(tǒng)一和統(tǒng)一權(quán)力要素和協(xié)調(diào)治理。嘗試通過(guò)調(diào)整整流系統(tǒng)輸出直流的穩(wěn)定性來(lái)提高自然功率因數(shù)。（3）合理確定功率因數(shù)和諧波補(bǔ)償方法，優(yōu)化整流機(jī)組的整流效率。

3.3管理施工方案，跟進(jìn)優(yōu)化進(jìn)度

雖然可以合理地假定，根據(jù)一種具體的理論，已經(jīng)采用了先進(jìn)的技術(shù)來(lái)優(yōu)化電解鋁系統(tǒng)的改造，但建筑的實(shí)際應(yīng)用和應(yīng)用受到許多內(nèi)部和外部因素的影響，研究人員必須事先做好準(zhǔn)備電解鋁工業(yè)如果想優(yōu)化電力恢復(fù)系統(tǒng)改造，通常既受到人才的制約，又受到建設(shè)的制約。本文件就這兩個(gè)典型方面提供了實(shí)用和有用的指導(dǎo)。在高度合格的專業(yè)人員和工作人員的協(xié)助下，工作的管理和規(guī)劃必須分階段進(jìn)行。①實(shí)施前，有必要制定科學(xué)實(shí)施計(jì)劃，這是確定進(jìn)展和改造效果的基礎(chǔ)。②可以適當(dāng)加快施工進(jìn)度，但必須嚴(yán)格按照計(jì)劃進(jìn)行安裝和施工，并組織專業(yè)人員的監(jiān)督管理，以確保施工現(xiàn)場(chǎng)情況得到及時(shí)控制和處理，從根本上保證質(zhì)量③期末維護(hù)和修理，是一個(gè)需要檢查時(shí)間和做法的項(xiàng)目。

3.4購(gòu)置專門(mén)的逆流保護(hù)設(shè)備

為加強(qiáng)對(duì)供電整流系統(tǒng)的保護(hù)力度，電解鋁企業(yè)要購(gòu)置專門(mén)的逆流保護(hù)設(shè)備用于供電整流系統(tǒng)的保護(hù)與運(yùn)行。在供電系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，逆流保護(hù)設(shè)備可以較快實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的供電，并對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試與推算，從而得出真正導(dǎo)致故障出現(xiàn)的內(nèi)部零件問(wèn)題或者系統(tǒng)運(yùn)行問(wèn)題。逆流保護(hù)設(shè)置也可以對(duì)整流變壓器的靈敏程度進(jìn)行恰當(dāng)保護(hù)與調(diào)整，從而減少系統(tǒng)內(nèi)部的損壞。為避免系統(tǒng)內(nèi)部的電解槽出現(xiàn)故障引發(fā)爆炸，要在系統(tǒng)內(nèi)部安裝相應(yīng)的保護(hù)裝置。在故障發(fā)生時(shí)保護(hù)裝置可以較快的感應(yīng)到問(wèn)題的發(fā)生，并以最快速度將系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)及時(shí)切斷從而防止故障的延展。此外也可在系統(tǒng)中增加一個(gè)設(shè)備的總開(kāi)關(guān)，以使得保護(hù)裝置發(fā)生故障時(shí)可以手動(dòng)切斷電源。

結(jié)束語(yǔ)

由企業(yè)供電整流系統(tǒng)的故障可以看出，目前的電解鋁工業(yè)中，供電整流系統(tǒng)故障主要存在于整流柜的元件、裝置、線路以及供電整流系統(tǒng)的保護(hù)裝置中，而要減少故障，就需要從這幾部分入手，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。

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