電解鋁供電系統(tǒng)的節(jié)能策略

摘 要：近些年來(lái)，電解鋁行業(yè)獲得了極大的發(fā)展，相應(yīng)的用電成本也在急劇上升，能源消耗問(wèn)題變得日益嚴(yán)重，企業(yè)急需解決供電系統(tǒng)設(shè)備的能量消耗問(wèn)題。文章將研究的重點(diǎn)放在滿足電解鋁生產(chǎn)平穩(wěn)運(yùn)行的背景下，對(duì)供電系統(tǒng)節(jié)能手段進(jìn)行詳細(xì)的描述，進(jìn)而使得在系統(tǒng)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益依舊能夠最大化。

關(guān)鍵詞：供電系統(tǒng)；電解鋁企業(yè)；節(jié)能措施

就行業(yè)現(xiàn)狀而言，電解鋁企業(yè)供電系統(tǒng)一般都有高壓配電室、整流機(jī)組、整流柜等組成。高壓配電室的電壓有可能為220kV，也可能是110kV。我們?nèi)∫粋€(gè)年產(chǎn)二十噸的電解鋁企業(yè)為研究對(duì)象，它在一年的用電量大概有三十二億千瓦時(shí)，這即使是在總成本中也占比很大，基本超過(guò)四成。因此，怎么在保證高效、穩(wěn)定、安全生產(chǎn)的前提下，減少生產(chǎn)設(shè)備的能源消耗，為企業(yè)獲取最大經(jīng)濟(jì)利益，是行業(yè)面臨的重大難題，下文將針對(duì)筆者自己的理解對(duì)此進(jìn)行一些討論。

一、降低穩(wěn)流系統(tǒng)的用電工作深度，提高整流效率

對(duì)于電解鋁企業(yè)而言，在各項(xiàng)能源消耗中，油循環(huán)風(fēng)冷卻系統(tǒng)占比極大，它由整流機(jī)組提供電能，每個(gè)機(jī)組的熱量必須要有八組冷卻器才能散掉，經(jīng)過(guò)估算每組冷卻器要耗費(fèi)電能十千瓦時(shí)。盡管使用了自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行調(diào)控，但是生產(chǎn)實(shí)際依舊表明，溫度變送器在運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定性極度不佳，系統(tǒng)反饋的遙測(cè)溫度數(shù)據(jù)與真實(shí)溫度很多時(shí)候都相差十幾度，這樣一來(lái)監(jiān)控判斷就失去了可靠的依據(jù)，于是很多企業(yè)就安排人員進(jìn)行巡邏監(jiān)察，以此來(lái)調(diào)整冷卻器運(yùn)行組數(shù)，這個(gè)過(guò)程相對(duì)漫長(zhǎng)，對(duì)于油溫不能夠準(zhǔn)確的把握，很多時(shí)候就是將油溫報(bào)高了，使得運(yùn)行的冷卻組數(shù)目過(guò)多，電能消耗的過(guò)多，造成不必要的浪費(fèi)。有些時(shí)候變壓器溫度又太高了，實(shí)際開(kāi)的冷卻器數(shù)目又太少，使得絕緣部分老化速度加快，對(duì)設(shè)備的使用壽命帶來(lái)了不好的影響。當(dāng)前對(duì)此最好的解決方案就是引入PLC，具體就是使用溫度變送器由PLC上傳遙測(cè)溫度，以此滿足在精準(zhǔn)度上的要求，與此同時(shí)，借助綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的軟件，設(shè)置監(jiān)視溫度的上下限，建議上不過(guò)六十?dāng)z氏度，下不低于五十五攝氏度，參照內(nèi)部絕緣溫度范圍，以及年限“八”度原則，再加上工作人員對(duì)于其他主變壓器溫度的采集情況，綜合決定風(fēng)冷系統(tǒng)的組數(shù)，同時(shí)還需要參照季節(jié)和溫度變化來(lái)改變風(fēng)機(jī)。假定一臺(tái)整流機(jī)組安排八臺(tái)冷卻裝置，后者功率按照八千三百瓦來(lái)估算，那么實(shí)際工作時(shí)，每年大約能節(jié)省四萬(wàn)千瓦時(shí)，與此同時(shí)，還能夠保證設(shè)備長(zhǎng)期在正常溫度范圍內(nèi)使用，設(shè)備性能和壽命都能夠得到保證。

二、加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)用電設(shè)備的合理設(shè)計(jì)，降低不必要的損耗

在電解鋁供電系統(tǒng)中，那些關(guān)鍵性的設(shè)備不僅要滿足基本的使用需求，還要兼顧它的經(jīng)濟(jì)效益，以及實(shí)現(xiàn)能源利用的最大化。一則，在設(shè)備器件的擇取上，首先必須是要安全可靠的，然后需要選擇正向壓降和反向漏流都小的整流元件。二是要兼顧連接材料的母線類損耗，尤其是變壓器二次母線上的電流一般都很大，這時(shí)候?qū)τ趯?dǎo)線的選取就極為重要了，電流的大小直接關(guān)系到導(dǎo)線橫截面積的選取，這時(shí)候損耗又是電流與導(dǎo)體截面積的反比。在滿足安全需求的條件下，需要采取必要的手段去縮短設(shè)備之間的距離。在連接上，一般使用一樣的材料進(jìn)行連接，如果實(shí)際情況不允許相同材質(zhì)連接，那么就必須要在連接處涂抹導(dǎo)電膏，同時(shí)還需要強(qiáng)化檢修的質(zhì)量，以及加大巡邏的力度，一旦發(fā)現(xiàn)溫度上升的情況就要在第一時(shí)間進(jìn)行處理。三則是變壓器的空載損耗和有載損耗，這一點(diǎn)在鐵心上尤為明顯，針對(duì)這一點(diǎn)建議使用冷軋硅鋼片，其最大的特點(diǎn)就是高導(dǎo)磁特性，同時(shí)還需要在裝配時(shí)進(jìn)行“取向”處理，這是針對(duì)磁場(chǎng)方向的一種調(diào)整，要求取得一致性以削弱鐵心的渦流損耗。在進(jìn)行疊片時(shí)，建議使用斜接縫處理，我們希望得到良好的密合接口，進(jìn)而減少損耗。與此同時(shí)，變壓器的有載損耗問(wèn)題，我們可以選用良好的無(wú)氧銅線來(lái)解決，我們希望單位導(dǎo)電體的電阻能夠被控制在最小范圍，以此減少損耗。

三、合理控制油風(fēng)冷卻系統(tǒng)的用電量

供電設(shè)備整流機(jī)組在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，這部分熱量如果能不及時(shí)的排出，就必然會(huì)使得設(shè)備運(yùn)行不良，因此必須要配置冷卻系統(tǒng)，通常選用的是油循環(huán)風(fēng)冷卻系統(tǒng)，就組成來(lái)看，通常包含八個(gè)冷卻器機(jī)組，每組又要有一臺(tái)潛油泵（每臺(tái)功率為三千八百瓦）和三臺(tái)散熱風(fēng)機(jī)（每臺(tái)的功率為一千五百瓦），大致估算每組冷卻器用電為十千瓦時(shí)。目前來(lái)看，進(jìn)行供電的單位基本都是使用的自動(dòng)化遙測(cè)變壓器。其在工作過(guò)程中穩(wěn)定性極差，最高甚至有十幾度的誤差，這對(duì)于運(yùn)行人員進(jìn)行決策是極為不利的，這樣一來(lái)不僅不能實(shí)現(xiàn)良好的控制效果，還會(huì)損壞設(shè)備浪費(fèi)成本。筆者建議使用可靠的溫度變送器，借助PLC上傳遙測(cè)的溫度，以此解決測(cè)量精度問(wèn)題。經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐的檢驗(yàn)，效果極佳。

四、加強(qiáng)點(diǎn)檢巡視、確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)

（一）點(diǎn)檢巡視

在電解鋁供電部門的角度來(lái)看，設(shè)備問(wèn)題時(shí)常發(fā)生，隱患較多，必須加強(qiáng)巡查的力度，盡早發(fā)現(xiàn)盡快處理。電解鋁點(diǎn)檢巡視會(huì)涉及到很多方面，不僅需要檢測(cè)整流柜元件，還需要考慮連接點(diǎn)及快熔的溫度，故而必須要在效率上進(jìn)行優(yōu)化，在質(zhì)量上也要做出保證，設(shè)定合理的績(jī)效考核制度，將廠區(qū)進(jìn)行分塊，進(jìn)而劃歸到每個(gè)人的頭上，各組各司其職推動(dòng)工作的落實(shí)進(jìn)程，參照具體情況，設(shè)定科學(xué)的巡查溫度和記錄表格，為員工的工作創(chuàng)造便利，為以后的工作提供依據(jù)。

（二）強(qiáng)化設(shè)備維護(hù)工作，降低電耗

在設(shè)備維護(hù)方面，相關(guān)操作人員，尤其是管理人員必須要強(qiáng)化保養(yǎng)的意識(shí)，需要在心里對(duì)維護(hù)保養(yǎng)有一種深刻的認(rèn)同感，不能等設(shè)備損壞再進(jìn)行檢修，那樣不僅會(huì)耽誤工期，也是對(duì)設(shè)備的一種傷害，故而，維護(hù)保養(yǎng)工作必須落實(shí)到實(shí)處。首先對(duì)設(shè)備重要性進(jìn)行劃分，然后對(duì)人員技能水平進(jìn)行評(píng)比，兩者進(jìn)行相應(yīng)的配對(duì)，將責(zé)任落實(shí)到個(gè)人。設(shè)置三級(jí)驗(yàn)收制度，由組長(zhǎng)指派區(qū)域負(fù)責(zé)人和管理員進(jìn)行驗(yàn)收，保證從產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)人員進(jìn)行責(zé)任劃分，明確驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)，在每個(gè)環(huán)節(jié)都要認(rèn)真履職。管理員需要落實(shí)專職區(qū)域的維護(hù)工作，要做到全面細(xì)致的監(jiān)督控制，保證每個(gè)設(shè)備都有自己的歸屬，同時(shí)制定維護(hù)、保養(yǎng)記錄表，將記錄工作做好，根據(jù)記錄工作才能發(fā)現(xiàn)今后維護(hù)工作的重點(diǎn)，做到有針對(duì)性的作業(yè)。

（三）編寫(xiě)運(yùn)行、檢修作業(yè)包

在常規(guī)操作和檢修中，要注重對(duì)經(jīng)驗(yàn)的積累。在各個(gè)實(shí)際工況下，每個(gè)工作的特點(diǎn)是不同的，需要編制運(yùn)行、檢修作業(yè)包。作為的運(yùn)行作業(yè)包，就是將每種操作的規(guī)定措施、用到的工具、相關(guān)注意事項(xiàng)都涵蓋進(jìn)去，對(duì)操作過(guò)程進(jìn)行細(xì)化，保證操作安全性，為之后的操作帶來(lái)借鑒。而檢修作業(yè)包就是將檢修時(shí)涉及的器具、檢修的工藝和程序等進(jìn)行剖析分解，為以后的工作提供借鑒。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電解鋁行業(yè)的高速發(fā)展使得其中的高能耗問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，唯有利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，專注技術(shù)探索和設(shè)備升級(jí)，發(fā)掘員工的主觀能動(dòng)性為問(wèn)題的解決出謀劃策，才能推動(dòng)此項(xiàng)工作的順利開(kāi)展，為節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)添磚加瓦。

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作者簡(jiǎn)介：

王維，出生年月：1982年10月，性別：男，民族：漢，籍貫：山西省永濟(jì)市，當(dāng)前職務(wù)：車間技術(shù)員，當(dāng)前職稱：工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：電氣自動(dòng)化、電力設(shè)備，變電運(yùn)行.