楊云飛

【摘? 要】鋁制品在實(shí)際生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用十分廣泛，通常鋁制品的制備工藝是電解制鋁，電解制鋁是鋁生產(chǎn)技術(shù)手段中最優(yōu)秀的應(yīng)用手段。但是隨著能源成本的不斷提升，其制鋁原材料原始礦料的開(kāi)采人力成本的增加，使得高能耗的電解鋁工藝不復(fù)以前的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，鋁的生產(chǎn)制造出現(xiàn)了新的危機(jī)。本文通過(guò)對(duì)電解鋁過(guò)程中電氣設(shè)備的分析研究，致力于為制備鋁的過(guò)程提供有效的節(jié)能措施。

【關(guān)鍵詞】電解鋁;電氣設(shè)備;節(jié)能;措施

引言

國(guó)內(nèi)能源成本的提升、原料開(kāi)采成本的增加使得電解鋁制備鋁制品的過(guò)程受到了不小的沖擊。電解鋁生產(chǎn)過(guò)程時(shí)高能耗的工業(yè)過(guò)程，不但生產(chǎn)過(guò)程要求較高的能源消耗，而且電解鋁生產(chǎn)企業(yè)的高能耗生產(chǎn)使得生產(chǎn)設(shè)備長(zhǎng)期處于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，在設(shè)備使用中也產(chǎn)生了不必要的能源消耗，加劇了電解鋁生產(chǎn)企業(yè)的能源消耗需求。因此，追求電解鋁生產(chǎn)制備鋁過(guò)程的電氣設(shè)備節(jié)能成為當(dāng)前電解鋁生產(chǎn)企業(yè)面臨的主要問(wèn)題。

1.當(dāng)前電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中的電氣設(shè)備能耗現(xiàn)狀

1.1電氣設(shè)備本身的高能耗生產(chǎn)要求

電解鋁生產(chǎn)制備的過(guò)程是復(fù)雜的化學(xué)工業(yè)過(guò)程，生產(chǎn)過(guò)程中需要較高的能源消耗才能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。電解鋁生產(chǎn)是建立在對(duì)原始礦料的電解基礎(chǔ)之上的，通過(guò)專業(yè)的技術(shù)手段和生產(chǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)原始礦料中純鋁的剝離和剩余雜質(zhì)的回收利用，因此其生產(chǎn)過(guò)程本身就需要較高的電力能源消耗要求，一旦供電不足，生產(chǎn)過(guò)程就會(huì)被迫停止，電氣設(shè)備失去了能源供給，對(duì)安全高效的生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生了不利的影響。據(jù)研究表明，電解鋁生產(chǎn)企業(yè)的制鋁過(guò)程中電氣設(shè)備消耗的電能約占總能耗的70%左右，是最主要的“吃能大戶”。

1.2電解鋁生產(chǎn)設(shè)備故障帶來(lái)的不必要能耗浪費(fèi)

電解鋁的生產(chǎn)過(guò)程一般都是連續(xù)性的，在生產(chǎn)過(guò)程中一旦產(chǎn)生設(shè)備故障，則生產(chǎn)過(guò)程就會(huì)被迫中止，此次生產(chǎn)的原始礦料和能源消耗就會(huì)全部浪費(fèi)，造成嚴(yán)重的企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。因此在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，一定要注意對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的定期養(yǎng)護(hù)和檢修，避免設(shè)備故障帶來(lái)的不必要能耗浪費(fèi)。

1.3電氣設(shè)備利用率不足，導(dǎo)致能源增加，能耗增高

電解鋁生產(chǎn)企業(yè)的電氣生產(chǎn)設(shè)備都是通過(guò)消耗電能進(jìn)行工作的，在電解鋁生產(chǎn)制備鋁制品時(shí)，通常電氣設(shè)備都是滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，處于高壓、高溫、腐蝕性強(qiáng)的極端環(huán)境，電氣設(shè)備的性能沒(méi)有完全進(jìn)行發(fā)揮，導(dǎo)致了能耗的提高。此外電氣設(shè)備操作人員的不當(dāng)操作也會(huì)使得電氣設(shè)備的能源利用率降低，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致設(shè)備故障，生產(chǎn)過(guò)程被迫停止，甚至?xí)a(chǎn)生生產(chǎn)安全事故，給企業(yè)造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.電解鋁生產(chǎn)企業(yè)的電氣設(shè)備改良

2.1變頻器的運(yùn)用和諧波的處理

電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中，一般使用的電氣設(shè)備都是較大功率的，對(duì)電能的消耗較為劇烈。而諧波的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備產(chǎn)生較大流量的無(wú)用功電流，這些電流的產(chǎn)生致使電氣設(shè)備的使用壽命大幅縮短，同時(shí)無(wú)用電流的產(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致電氣設(shè)備兩端的電壓增大，憑空產(chǎn)生了不必要的電能浪費(fèi)，加上電氣設(shè)備大功率的電能使用要求，電解鋁的生產(chǎn)過(guò)程成本大幅增加，電解鋁生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益受到影響，阻礙了企業(yè)的發(fā)展。因此降低生產(chǎn)過(guò)程中的無(wú)用電流，就成為控制電解鋁生產(chǎn)過(guò)程中重要的節(jié)能措施。

變頻器應(yīng)用于電解鋁的生產(chǎn)過(guò)程，能夠有效減少生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗。變頻器根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)中電氣設(shè)備對(duì)電能的要求，通過(guò)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，改變發(fā)動(dòng)機(jī)的頻率，降低生產(chǎn)能耗，從而增強(qiáng)電氣設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中能耗的控制，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的能源利用率。同時(shí)電氣設(shè)備加裝諧波處理裝置也是有效降低能耗的節(jié)能措施，電氣設(shè)備的大功率實(shí)用特性導(dǎo)致一些特殊設(shè)備的諧波產(chǎn)生無(wú)法避免，通過(guò)對(duì)這類特殊設(shè)備加裝諧波處理裝置，可以達(dá)到抑制諧波產(chǎn)生，防止設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)熱帶來(lái)的故障和老化磨損，從而達(dá)到節(jié)約能源、控制成本的目的，減小電氣設(shè)備的能耗，增加電氣設(shè)備的使用壽命。

2.2更換使用新型的節(jié)能環(huán)保電氣設(shè)備

我國(guó)電解制造業(yè)的不斷發(fā)展導(dǎo)致電氣設(shè)備更新迭代十分迅速，電氣設(shè)備的性能越來(lái)越好，對(duì)環(huán)境的影響也越來(lái)越小，節(jié)能減排的電氣設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)十分明顯。因此，電解鋁生產(chǎn)企業(yè)過(guò)時(shí)老舊的電氣設(shè)備時(shí)產(chǎn)生能耗增加的重要原因，一些電解鋁生產(chǎn)企業(yè)沒(méi)有及時(shí)讀電氣設(shè)備更新?lián)Q代，設(shè)備的使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，長(zhǎng)期處于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，其性能自然會(huì)產(chǎn)生下降，也就提升了對(duì)電能的消耗。為了保證電解鋁生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能，企業(yè)就必須及時(shí)對(duì)所使用的的電氣設(shè)備進(jìn)行更新?lián)Q代，使用更高效、更優(yōu)質(zhì)、能耗更低的電氣設(shè)備，一來(lái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中電能消耗的有效控制，二來(lái)也可以通過(guò)迭代設(shè)備實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的性能強(qiáng)化，避免設(shè)備產(chǎn)生故障對(duì)企業(yè)造成的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失，為企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程安全高效穩(wěn)定的進(jìn)行提供了強(qiáng)有力的保障。

2.3更新電力照明設(shè)備

電力照明設(shè)備是電解鋁生產(chǎn)企業(yè)電氣設(shè)備中不可忽視的能源消耗設(shè)備，一般在人們的印象中照明設(shè)備是電能消耗最少的電能使用設(shè)備，但是量變引起質(zhì)變，電解鋁生產(chǎn)企業(yè)眾多的照明設(shè)備電能消耗加和起來(lái)也是很龐大的數(shù)目，因此對(duì)電力照明設(shè)備進(jìn)行革新，使用節(jié)能的照明設(shè)備勢(shì)在必行。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，正常100瓦的白熾燈的亮度與65瓦的節(jié)能燈的亮度基本一致，但是對(duì)電能的消耗卻是其三分之一，從數(shù)據(jù)中不難得出，一旦完成對(duì)電力照明設(shè)備的更新?lián)Q代，電解鋁生產(chǎn)企業(yè)在照明設(shè)施上邊節(jié)省的能耗就要達(dá)到正常照明設(shè)施能耗的三分之二，是十分有效的電解鋁企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的節(jié)能措施。在實(shí)際的操作中，為了避免對(duì)企業(yè)日常的生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生影響，可以分批次的完成對(duì)企業(yè)照明設(shè)施的更新?lián)Q代，達(dá)到以企業(yè)生產(chǎn)正常為前提下的最大化的節(jié)約生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗。

3.電氣設(shè)備節(jié)能改造和維護(hù)

3.1變壓器的節(jié)能改造與維護(hù)

變壓器是十分常見(jiàn)的電解鋁生產(chǎn)企業(yè)電氣設(shè)備，由于電解鋁生產(chǎn)企業(yè)的電氣設(shè)備一般都是滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，因此變壓器一般都處在高速的工作狀態(tài)，因電阻原因會(huì)不斷產(chǎn)生電能轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程，一來(lái)增加了電能消耗，二來(lái)對(duì)變壓器的使用壽命產(chǎn)生了一定的影響。所以一般在生產(chǎn)過(guò)程中電解鋁生產(chǎn)企業(yè)都會(huì)給變壓器加裝冷卻系統(tǒng)來(lái)降低其不斷升高的溫度，保護(hù)變壓器的正常使用性能不受影響，從而避免因變壓器溫度升高產(chǎn)生的電能浪費(fèi)。同時(shí)安排專業(yè)的維護(hù)人員定期對(duì)變壓器進(jìn)行維護(hù)檢修，確保其生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)故障，從而實(shí)現(xiàn)電解鋁生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程安全高效穩(wěn)定的運(yùn)行。

3.2干式變壓器的節(jié)能改造與維護(hù)

在電解鋁生產(chǎn)企業(yè)的電氣設(shè)備中，正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生熱量最大的設(shè)備就是干式變壓器。如果干式變壓器與其他低壓供電室中的電氣設(shè)備放置在一起使用，則會(huì)很容易一起干式變壓器產(chǎn)生的大量熱量使得高壓電壓出現(xiàn)，對(duì)只能適應(yīng)低壓工作的電氣設(shè)備進(jìn)行破壞，設(shè)備故障導(dǎo)致生產(chǎn)停止，給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)火災(zāi)、爆炸等安全事故。因此，在處理干式變壓器的放置環(huán)境和降溫設(shè)施的時(shí)候一定要注意防止與低壓設(shè)備產(chǎn)生相互干擾，應(yīng)當(dāng)獨(dú)立防止干式變壓器并對(duì)其加裝冷卻降溫系統(tǒng)控制干式變壓器的表面溫度，從而實(shí)現(xiàn)避免設(shè)備出現(xiàn)故障和安全事故的發(fā)生，是企業(yè)重要的節(jié)能手段之一。

4.結(jié)束語(yǔ)

在新的能源使用環(huán)境下，節(jié)能是電解鋁生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的必須要面對(duì)的問(wèn)題。電解鋁企業(yè)通過(guò)對(duì)電氣設(shè)備的更新，電氣設(shè)備能耗的改造等節(jié)能手段，能有效降低生產(chǎn)過(guò)程中電氣設(shè)備對(duì)電能的消耗，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)控制成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

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