電解鋁中的電氣設備節能分析

楊云飛

【摘? 要】鋁制品在實際生產和生活中的應用十分廣泛，通常鋁制品的制備工藝是電解制鋁，電解制鋁是鋁生產技術手段中最優秀的應用手段。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采人力成本的增加，使得高能耗的電解鋁工藝不復以前的競爭優勢，鋁的生產制造出現了新的危機。本文通過對電解鋁過程中電氣設備的分析研究，致力于為制備鋁的過程提供有效的節能措施。

【關鍵詞】電解鋁;電氣設備;節能;措施

引言

國內能源成本的提升、原料開采成本的增加使得電解鋁制備鋁制品的過程受到了不小的沖擊。電解鋁生產過程時高能耗的工業過程，不但生產過程要求較高的能源消耗，而且電解鋁生產企業的高能耗生產使得生產設備長期處于滿負荷運轉，在設備使用中也產生了不必要的能源消耗，加劇了電解鋁生產企業的能源消耗需求。因此，追求電解鋁生產制備鋁過程的電氣設備節能成為當前電解鋁生產企業面臨的主要問題。

1.當前電解鋁生產過程中的電氣設備能耗現狀

1.1電氣設備本身的高能耗生產要求

電解鋁生產制備的過程是復雜的化學工業過程，生產過程中需要較高的能源消耗才能實現生產的高效穩定運行。電解鋁生產是建立在對原始礦料的電解基礎之上的，通過專業的技術手段和生產設備實現原始礦料中純鋁的剝離和剩余雜質的回收利用，因此其生產過程本身就需要較高的電力能源消耗要求，一旦供電不足，生產過程就會被迫停止，電氣設備失去了能源供給，對安全高效的生產過程產生了不利的影響。據研究表明，電解鋁生產企業的制鋁過程中電氣設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電解鋁生產設備故障帶來的不必要能耗浪費

電解鋁的生產過程一般都是連續性的，在生產過程中一旦產生設備故障，則生產過程就會被迫中止，此次生產的原始礦料和能源消耗就會全部浪費，造成嚴重的企業經濟損失。因此在實際的生產過程中，一定要注意對生產過程的定期養護和檢修，避免設備故障帶來的不必要能耗浪費。

1.3電氣設備利用率不足，導致能源增加，能耗增高

電解鋁生產企業的電氣生產設備都是通過消耗電能進行工作的，在電解鋁生產制備鋁制品時，通常電氣設備都是滿負荷運轉，處于高壓、高溫、腐蝕性強的極端環境，電氣設備的性能沒有完全進行發揮，導致了能耗的提高。此外電氣設備操作人員的不當操作也會使得電氣設備的能源利用率降低，嚴重的會導致設備故障，生產過程被迫停止，甚至會產生生產安全事故，給企業造成更大的經濟損失。

2.電解鋁生產企業的電氣設備改良

2.1變頻器的運用和諧波的處理

電解鋁生產過程中，一般使用的電氣設備都是較大功率的，對電能的消耗較為劇烈。而諧波的產生會導致電氣設備產生較大流量的無用功電流，這些電流的產生致使電氣設備的使用壽命大幅縮短，同時無用電流的產生會導致電氣設備兩端的電壓增大，憑空產生了不必要的電能浪費，加上電氣設備大功率的電能使用要求，電解鋁的生產過程成本大幅增加，電解鋁生產企業的經濟效益受到影響，阻礙了企業的發展。因此降低生產過程中的無用電流，就成為控制電解鋁生產過程中重要的節能措施。

變頻器應用于電解鋁的生產過程，能夠有效減少生產過程中的能源消耗。變頻器根據實際生產中電氣設備對電能的要求，通過對發動機驅動電動機轉速的調節，改變發動機的頻率，降低生產能耗，從而增強電氣設備生產過程中能耗的控制，節約生產成本，提高企業的能源利用率。同時電氣設備加裝諧波處理裝置也是有效降低能耗的節能措施，電氣設備的大功率實用特性導致一些特殊設備的諧波產生無法避免，通過對這類特殊設備加裝諧波處理裝置，可以達到抑制諧波產生，防止設備運轉過熱帶來的故障和老化磨損，從而達到節約能源、控制成本的目的，減小電氣設備的能耗，增加電氣設備的使用壽命。

2.2更換使用新型的節能環保電氣設備

我國電解制造業的不斷發展導致電氣設備更新迭代十分迅速，電氣設備的性能越來越好，對環境的影響也越來越小，節能減排的電氣設備發展趨勢十分明顯。因此，電解鋁生產企業過時老舊的電氣設備時產生能耗增加的重要原因，一些電解鋁生產企業沒有及時讀電氣設備更新換代，設備的使用時間過長，長期處于滿負荷運轉狀態，其性能自然會產生下降，也就提升了對電能的消耗。為了保證電解鋁生產企業在生產過程中實現節能，企業就必須及時對所使用的的電氣設備進行更新換代，使用更高效、更優質、能耗更低的電氣設備，一來可以實現對企業生產過程中電能消耗的有效控制，二來也可以通過迭代設備實現電氣設備的性能強化，避免設備產生故障對企業造成的生產經濟損失，為企業生產過程安全高效穩定的進行提供了強有力的保障。

2.3更新電力照明設備

電力照明設備是電解鋁生產企業電氣設備中不可忽視的能源消耗設備，一般在人們的印象中照明設備是電能消耗最少的電能使用設備，但是量變引起質變，電解鋁生產企業眾多的照明設備電能消耗加和起來也是很龐大的數目，因此對電力照明設備進行革新，使用節能的照明設備勢在必行。據調查數據顯示，正常100瓦的白熾燈的亮度與65瓦的節能燈的亮度基本一致，但是對電能的消耗卻是其三分之一，從數據中不難得出，一旦完成對電力照明設備的更新換代，電解鋁生產企業在照明設施上邊節省的能耗就要達到正常照明設施能耗的三分之二，是十分有效的電解鋁企業生產過程中的節能措施。在實際的操作中，為了避免對企業日常的生產過程產生影響，可以分批次的完成對企業照明設施的更新換代，達到以企業生產正常為前提下的最大化的節約生產過程中的能源消耗。

3.電氣設備節能改造和維護

3.1變壓器的節能改造與維護

變壓器是十分常見的電解鋁生產企業電氣設備，由于電解鋁生產企業的電氣設備一般都是滿負荷運轉，因此變壓器一般都處在高速的工作狀態，因電阻原因會不斷產生電能轉化為熱能的過程，一來增加了電能消耗，二來對變壓器的使用壽命產生了一定的影響。所以一般在生產過程中電解鋁生產企業都會給變壓器加裝冷卻系統來降低其不斷升高的溫度，保護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生的電能浪費。同時安排專業的維護人員定期對變壓器進行維護檢修，確保其生產過程中不會出現故障，從而實現電解鋁生產企業的生產過程安全高效穩定的運行。

3.2干式變壓器的節能改造與維護

在電解鋁生產企業的電氣設備中，正常運轉產生熱量最大的設備就是干式變壓器。如果干式變壓器與其他低壓供電室中的電氣設備放置在一起使用，則會很容易一起干式變壓器產生的大量熱量使得高壓電壓出現，對只能適應低壓工作的電氣設備進行破壞，設備故障導致生產停止，給企業帶來巨大的經濟損失，嚴重的甚至會引發火災、爆炸等安全事故。因此，在處理干式變壓器的放置環境和降溫設施的時候一定要注意防止與低壓設備產生相互干擾，應當獨立防止干式變壓器并對其加裝冷卻降溫系統控制干式變壓器的表面溫度，從而實現避免設備出現故障和安全事故的發生，是企業重要的節能手段之一。

4.結束語

在新的能源使用環境下，節能是電解鋁生產企業實現長遠發展的必須要面對的問題。電解鋁企業通過對電氣設備的更新，電氣設備能耗的改造等節能手段，能有效降低生產過程中電氣設備對電能的消耗，幫助企業實現控制成本、提高經濟效益的目的。

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