氧化鋁廠電氣節能設備的效能優化

劉 心

（東海氧化鋁有限公司，山東 煙臺 264001）

近年來，國家大力推持可持續發展戰略原則，而節能減排是貫徹落實可持續發展的重要措施。為了響應國家的號召，同時也減低企業的生產成本，許多生產企業通過電氣節能設備的效能優化，來實現節能減排的戰略目標。但是大多生產企業對電氣節能設備的工作原理認識不足，導致其效能優化的效果不夠明顯，甚至影響到了企業自身的生產效率和生產質量，特別是在生產過程中電能消耗率較高的氧化鋁廠[1]。氧化鋁廠在生產過程中對大型的電氣設備依賴性較高，同時對電氣設備的損耗程度也較高，導致一部分無功功率生產，增加了氧化鋁廠的生產成本。為此，此次研究從氧化鋁廠電氣節能設備的科學使用、有效搭配、合理選擇三個原則出發，對變壓器和變頻器進行效能優化，提高電氣節能設備的使用價值，減少氧化鋁廠的投資成本，實現氧化鋁廠電氣設備的效能最大化，為推進可持續發展戰略原則做出應有貢獻。

1 對氧化鋁廠變壓器的效能優化

變壓器是氧化鋁廠的電氣節能設備的重要設備之一，變壓器使用的不合理會直接導致節能效率低，所以要實現氧化鋁廠電氣節能設備的效能優化，首先需要合理控制變壓器，使變壓器發揮出最大節能效率。

①根據氧化鋁廠自身的電壓情況，設置合理的變壓器平均負荷率[2]。由于變壓器在運行過程中所承載的功率因數和負載容量是不斷變化的，如果設置的平均負荷率過小，會出現變壓器超載運行狀況，影響變壓器使用效率。反之如果設置的平均負荷率過大，氧化鋁廠在生產過程中設備所消耗的電壓遠遠不能達到變壓器的平均負荷率，會出現“大材小用”的現象，會增加變壓器的空載損耗率，所以要合理控制變壓器的平均負荷率，根據氧化鋁廠的設備特點，將變壓器的平均負荷率設置為其定額容量的60%～70%之間。②其次影響變壓器節能效率除了平均負荷率外，還有氧化鋁廠電網設備的負載功率因數，負載功率因數的降低會直接影響到變壓器的運行效率，導致變壓器的耗損過大。氧化鋁廠在生產過程中設備除了要消耗一部分有功功率之外，還要消耗一部分無功功率，無功功率的消耗會導致氧化鋁廠電網系統功率因數損壞現象，從而使變壓器消耗過大，增加了氧化鋁廠電費成本。所以為了抑制無功功率的消耗，需要添設移相電容器與電壓器搭配運行。移相電容器能將氧化鋁廠在生產過程中消耗的無功功率轉化為有功功率，對氧化鋁廠的電網系統的負載功率因數具有修復作用，從而提高變壓器的運行效率，減少氧化鋁廠的電能消耗。

③目前大多數氧化鋁廠所使用的變壓器為s9型變壓器，該型號的變壓器屬于較為陳舊的機種，在運行過程中不僅產生的噪音特別大，同時所消耗的電能量還較多，許多氧化鋁廠在電氣節能設備的效能優化中并不重視變壓器的使用，所以電氣節能設備的效能優化成效不高。目前變壓器電氣節能設備已經發展到了s13型號，該型號的變壓器是由合金材質構造的，具有運行噪音低、電能消耗量低、使用周期長的優點，完全符合氧化鋁廠電氣節能設備效能優化要求，所以氧化鋁廠要想從根本上實現電氣節能設備的效能優化，變壓器的合理選用是很重要的。

合理控制氧化鋁廠變壓器的平均負荷率，搭配移相電容器使用，以及選用節能變壓器，實現了氧化鋁廠變壓器的效能優化，提高氧化鋁廠的電能使用率。

2 對氧化鋁廠變頻器的效能優化

在氧化鋁廠，變頻器的作用是用來控制電氣設備運轉速度的，而電氣設備的運轉速度與功率消耗成正比關系。通過對變頻器的效能優化，來改變氧化鋁廠電氣設備的運轉速度，實現節能效果，以下從兩點實現氧化鋁廠變頻器的效能優化。

①根據氧化鋁廠電氣設備的負荷特性、正常負載率等情況，對變頻器進行效能優化。大多數氧化鋁廠的電氣設備負載率在70%～75%之間，且在運行過程中負荷穩定在150kW左右，在不影響氧化鋁廠生產效率，且能量使用價值最大，變頻器的運轉周期為15min，每個運轉周期要間隔10s，以此降低電氣設備負載率，緩解電氣設備在啟動時對電源的沖擊作用，同時也減輕了電氣設備在運轉過程中的沖擊作用，實現既能保證氧化鋁廠的生產質量和生產效率，同時也降低了電氣設備能源消耗。②變頻器在運行過程中由于始終處于高速運轉狀態，會產生一部分諧波電流，該電流會使氧化鋁廠的電氣設備在運行過程中溫度增加，電氣設備的使用壽命減少，并且還會額外增加電氣設備的消耗功率。為了降低諧波電流對電氣設備的影響，將變頻器與動態跟隨的諧波治理裝置聯合運行，來緩解諧波電流對電氣設備的消耗，保證變頻器的運行效率，達到最佳的效能優化效果。

3 結語

從對變壓器和變頻器的合理使用，實現氧化鋁廠電氣節能設備的效能優化，減少了氧化鋁廠的生產成本，符合國家節能減排的政策要求，同時也是貫徹落實可持續發展原則的需求，具有良好的社會效益和經濟效益。