氧化铝厂电气节能设备的效能优化

刘 心

（东海氧化铝有限公司，山东 烟台 264001）

近年来，国家大力推持可持续发展战略原则，而节能减排是贯彻落实可持续发展的重要措施。为了响应国家的号召，同时也减低企业的生产成本，许多生产企业通过电气节能设备的效能优化，来实现节能减排的战略目标。但是大多生产企业对电气节能设备的工作原理认识不足，导致其效能优化的效果不够明显，甚至影响到了企业自身的生产效率和生产质量，特别是在生产过程中电能消耗率较高的氧化铝厂[1]。氧化铝厂在生产过程中对大型的电气设备依赖性较高，同时对电气设备的损耗程度也较高，导致一部分无功功率生产，增加了氧化铝厂的生产成本。为此，此次研究从氧化铝厂电气节能设备的科学使用、有效搭配、合理选择三个原则出发，对变压器和变频器进行效能优化，提高电气节能设备的使用价值，减少氧化铝厂的投资成本，实现氧化铝厂电气设备的效能最大化，为推进可持续发展战略原则做出应有贡献。

1 对氧化铝厂变压器的效能优化

变压器是氧化铝厂的电气节能设备的重要设备之一，变压器使用的不合理会直接导致节能效率低，所以要实现氧化铝厂电气节能设备的效能优化，首先需要合理控制变压器，使变压器发挥出最大节能效率。

①根据氧化铝厂自身的电压情况，设置合理的变压器平均负荷率[2]。由于变压器在运行过程中所承载的功率因数和负载容量是不断变化的，如果设置的平均负荷率过小，会出现变压器超载运行状况，影响变压器使用效率。反之如果设置的平均负荷率过大，氧化铝厂在生产过程中设备所消耗的电压远远不能达到变压器的平均负荷率，会出现“大材小用”的现象，会增加变压器的空载损耗率，所以要合理控制变压器的平均负荷率，根据氧化铝厂的设备特点，将变压器的平均负荷率设置为其定额容量的60%～70%之间。②其次影响变压器节能效率除了平均负荷率外，还有氧化铝厂电网设备的负载功率因数，负载功率因数的降低会直接影响到变压器的运行效率，导致变压器的耗损过大。氧化铝厂在生产过程中设备除了要消耗一部分有功功率之外，还要消耗一部分无功功率，无功功率的消耗会导致氧化铝厂电网系统功率因数损坏现象，从而使变压器消耗过大，增加了氧化铝厂电费成本。所以为了抑制无功功率的消耗，需要添设移相电容器与电压器搭配运行。移相电容器能将氧化铝厂在生产过程中消耗的无功功率转化为有功功率，对氧化铝厂的电网系统的负载功率因数具有修复作用，从而提高变压器的运行效率，减少氧化铝厂的电能消耗。

③目前大多数氧化铝厂所使用的变压器为s9型变压器，该型号的变压器属于较为陈旧的机种，在运行过程中不仅产生的噪音特别大，同时所消耗的电能量还较多，许多氧化铝厂在电气节能设备的效能优化中并不重视变压器的使用，所以电气节能设备的效能优化成效不高。目前变压器电气节能设备已经发展到了s13型号，该型号的变压器是由合金材质构造的，具有运行噪音低、电能消耗量低、使用周期长的优点，完全符合氧化铝厂电气节能设备效能优化要求，所以氧化铝厂要想从根本上实现电气节能设备的效能优化，变压器的合理选用是很重要的。

合理控制氧化铝厂变压器的平均负荷率，搭配移相电容器使用，以及选用节能变压器，实现了氧化铝厂变压器的效能优化，提高氧化铝厂的电能使用率。

2 对氧化铝厂变频器的效能优化

在氧化铝厂，变频器的作用是用来控制电气设备运转速度的，而电气设备的运转速度与功率消耗成正比关系。通过对变频器的效能优化，来改变氧化铝厂电气设备的运转速度，实现节能效果，以下从两点实现氧化铝厂变频器的效能优化。

①根据氧化铝厂电气设备的负荷特性、正常负载率等情况，对变频器进行效能优化。大多数氧化铝厂的电气设备负载率在70%～75%之间，且在运行过程中负荷稳定在150kW左右，在不影响氧化铝厂生产效率，且能量使用价值最大，变频器的运转周期为15min，每个运转周期要间隔10s，以此降低电气设备负载率，缓解电气设备在启动时对电源的冲击作用，同时也减轻了电气设备在运转过程中的冲击作用，实现既能保证氧化铝厂的生产质量和生产效率，同时也降低了电气设备能源消耗。②变频器在运行过程中由于始终处于高速运转状态，会产生一部分谐波电流，该电流会使氧化铝厂的电气设备在运行过程中温度增加，电气设备的使用寿命减少，并且还会额外增加电气设备的消耗功率。为了降低谐波电流对电气设备的影响，将变频器与动态跟随的谐波治理装置联合运行，来缓解谐波电流对电气设备的消耗，保证变频器的运行效率，达到最佳的效能优化效果。

3 结语

从对变压器和变频器的合理使用，实现氧化铝厂电气节能设备的效能优化，减少了氧化铝厂的生产成本，符合国家节能减排的政策要求，同时也是贯彻落实可持续发展原则的需求，具有良好的社会效益和经济效益。