電解鋁供電整流系統(tǒng)的優(yōu)化改造

1、電解鋁供電整流系統(tǒng)的優(yōu)化改造摘要：隨著時代的進步以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，也為我國的電解鋁行業(yè)創(chuàng)造 了更加廣闊的發(fā)展空間，各種新設(shè)備和新科技的應(yīng)用，大幅度提升了電解鋁技術(shù) 水平。但是隨著電壓和電流的不斷增大，也對整流技術(shù)提出更高要求，目的在于 更好的適應(yīng)系統(tǒng)的大功率生產(chǎn)要求。鑒于此，本文主要對電解鋁供電整流系統(tǒng)的 優(yōu)化改造進行了分析和研究。關(guān)鍵詞：電解鋁；供電；整流系統(tǒng)；優(yōu)化改造近年來，我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展十分迅速，在電解鋁行業(yè)當(dāng)中，更是為企業(yè)發(fā)展 作出了突出貢獻，大幅度提升了企業(yè)的綜合效益和生產(chǎn)效率。由于電解鋁屬于較 為先進的行業(yè)，因此，整體的生產(chǎn)和加工流程也會相對復(fù)雜，實踐過程中，經(jīng)常 會產(chǎn)生一

2、系列故障問題，加之激烈的市場競爭，由此也為整流機組帶來極大安全 隱患。為充分滿足系統(tǒng)運行需求，要求相關(guān)工作人員對整流裝置進行創(chuàng)新和改造， 以提升其運行效率和技術(shù)水平，更好的適應(yīng)復(fù)雜生產(chǎn)環(huán)境。一、供電整流系統(tǒng)改造的重要意義以某公司整流機組為例，該公司的整流機組共有六臺，且全部投入正式應(yīng)用， 電解槽數(shù)量約為258臺，可基本滿足實際的運行要求。而另外的六臺機組也全部 投入正式應(yīng)用，電解槽數(shù)量約為88臺，占據(jù)整體比例的1/3，尚無法達到滿負荷 運行實際需求1。該公司整流柜的可靠性和穩(wěn)定性較強，在整流器中二極管、快 熔等元件，均是采用了現(xiàn)代化高科技技術(shù)進行打造和加工，在配置上占據(jù)著絕對 優(yōu)勢。但隨著系統(tǒng)

3、運行時間的不斷延長，整流裝置逐漸無法跟上系統(tǒng)運行節(jié)奏， 且整流裝置在運行過程中，也出現(xiàn)較大缺陷，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：第一， 直流母線框架產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象；第二，整流柜運行過程中，振動現(xiàn)象明顯；第三， 二次輔助元器件配置相對較低；第四，整流柜中的電容出現(xiàn)漏液現(xiàn)象；第五，絕 緣材料質(zhì)量不達標；第六，重負匯流母線間間距不達標。上述因素的產(chǎn)生，均增 加了整流機組發(fā)生故障的概率，同時也對電解生產(chǎn)產(chǎn)生直接影響，大幅度降低了 生產(chǎn)加工效率。與此同時，也為整個系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運行帶來嚴重威脅。鑒于 上述情況，必須要提升整流系統(tǒng)改進水平，并對整體的改進方案進行全面優(yōu)化， 重點關(guān)注運行過程中出現(xiàn)的缺陷問題，從而為

4、系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行提供保障2。二、電解鋁整流系統(tǒng)特征分析在電解鋁行業(yè)發(fā)展過程中，在生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)中，經(jīng)常會消耗大量電能，即便 當(dāng)前的技術(shù)較為先進，但是仍無法從根本上杜絕電能消耗過大的問題。此外，在 電解鋁生產(chǎn)加工過程中，獨立整流元件、整流變壓器以及調(diào)壓變壓器等，是供電 系統(tǒng)中的核心設(shè)備，屬于大功率的電感設(shè)備，所消耗的無功功率較大，且功率因 數(shù)較低，電解鋁屬于一個需要連續(xù)生產(chǎn)和加工的過程，因此，對于供電可靠性要 求較高。實踐過程中，一旦產(chǎn)生停電問題，在供電恢復(fù)正常之后便會導(dǎo)致設(shè)備在 很長一段時間內(nèi)無法正常加工。正常情況下，在整個電解鋁廠當(dāng)中，電解鋁生產(chǎn) 所占電負荷率高達95%以上，在此情況下，必須

5、要確保供電可靠性，否則便會發(fā) 生一系列安全故障，降低生產(chǎn)效率，影響整個行業(yè)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展3。三、整流機組改造現(xiàn)狀分析通過對眾多的整流柜爆炸事故原因進行分析和研究，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)都是因為缺 乏完善的隔弧措施所導(dǎo)致。在整流柜并聯(lián)同排產(chǎn)生短路故障時，防弧隔板經(jīng)常不 能在第一時間對電弧進行隔離，并同時產(chǎn)生弧光短路，最終導(dǎo)致整流橋熔融，且 在電動力的作用之下，還會發(fā)生變形現(xiàn)象4。另外，在當(dāng)前的整流機組改造工作 中，經(jīng)常沒有對反向過流保護設(shè)施進行設(shè)置，且逆流保護裝置也十分缺乏，在整 流柜產(chǎn)生正負極短路現(xiàn)象時，在短路電流的影響之下，會產(chǎn)生電動力和電弧作用， 使整流橋臂發(fā)生嚴重變形現(xiàn)象，甚至導(dǎo)致整流柜崩塌，難以

6、對故障機組進行重新 修復(fù)。與此同時，也為電解生產(chǎn)的安全性造成嚴重影響，危及工作人員生命安全。 除此之外，智能測控裝置自身性能較差，在大磁場環(huán)境下，經(jīng)常會產(chǎn)生誤報警問 題，同時還會伴有死機現(xiàn)象，大幅度降低了通訊功能和傳輸效率，由于智能通訊 設(shè)備不夠發(fā)達，因此，在設(shè)備更新之后，經(jīng)常無法滿足數(shù)量傳輸?shù)幕疽?，無 法及時的完成操作檢測以及保護等任務(wù)。以上便是整流機組改造現(xiàn)狀，由此不難 發(fā)現(xiàn)，在電解鋁工電整流系統(tǒng)優(yōu)化改造過程中，還存在一系列缺陷和不足，需在 今后發(fā)展過程中進行完善和改進，從而為系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行提供保障5。四、電解鋁供電整流系統(tǒng)優(yōu)化改造措施（一）對整流橋臂間絕緣進行改通過對整流柜主電路

7、進行改造，可確保變壓器閥側(cè)與銅母線中的電流在一瞬 間保持一致，且方向相反，從而能夠及時抵消電流產(chǎn)生的磁通，從根本上避免了 交變磁場附加感應(yīng)電對電流分配產(chǎn)生的不利影響，從而最大限度減少線路電抗6。在同相逆并聯(lián)整流電路中，仍然會存在一系列不可調(diào)控的矛盾，如兩個整流 壁之間的距離較小，漏磁通對于整流框架和橋壁影響較小，但經(jīng)常會受到絕緣的 影響和約束，特別是在大規(guī)模的辯解情況下，高壓可達一千伏以上。由制造廠所 提供的同相逆并聯(lián)整流壁中間的間距通常在20毫米以下，因此，可取得顯著的 磁場平衡效果。但在具體應(yīng)用過程中，卻難免存在以下問題：對于兩臂之間的連 接結(jié)構(gòu)而言，為確保機械強度充足，并可有效對抗電動排

8、力沖擊，減少振動噪音， 提升設(shè)備完整性，通常會使用墊片和絕緣套管將整流橋臂和酚醛絕緣板固定在一 起，但在實踐過程中，由于整流橋較重，往往會和框架用絕緣材料在一起固定， 目的在于避免在運行過程中產(chǎn)生松動問題，因此，便會直接增加酚醛絕緣板固定 難度，且整流柜在具體運行的過程中會產(chǎn)生較大震動，如果不能牢固固定，便會 產(chǎn)生噪音，且在振動力的作用之下，還經(jīng)常會對螺絲外絕緣層產(chǎn)生破壞，對其絕 緣作用產(chǎn)生影響。通過對國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品資料進行查閱和研究，在反復(fù)論證的條 件下，決定對安裝方法進行創(chuàng)新，即在酚醛絕緣板兩側(cè)，增加高強度的橡膠絕緣 塊，以緩解其過度振動，實現(xiàn)對絕緣板性能的有效保護，具體改造如圖1所示：圖

9、1解鋁供電整流系統(tǒng)改造前后示意圖（二）逆流保護措施將逆流保護裝置引入整流柜中，在整流元件產(chǎn)生故障，在正常運動狀態(tài)當(dāng)中 的橋臂便會和機組同時向故障點傳輸電流，而此時的逆流保護裝置，可對相反方 向的電流進行及時檢測，并同時發(fā)出警報信息，具體的操作措施分析如下：在單 個整流元件上，整流柜以及直流橋壁上，安裝恰當(dāng)、合適的逆流檢測裝置，實踐 過程中，一旦檢測出反方向電流，便可直接發(fā)出報警信號和相關(guān)的跳閘信號，使 整個整流機組開關(guān)處于斷開狀態(tài)，停止繼續(xù)向變壓器供電，從而可將事故控制在 最小范圍之內(nèi)7。（三）電解鋁供電整流系統(tǒng)改造注意事項在系統(tǒng)正式改造之前，相關(guān)部門必須要聯(lián)合技術(shù)人員、設(shè)計人員以及整流器 制

10、造商，共同商議安裝方案。與此同時，還要對設(shè)計方案進行全面優(yōu)化與分析， 確保其可行性，取消整流機組系統(tǒng)，為機組安全、穩(wěn)定運行提供保障。此外，應(yīng) 結(jié)合整流機組實際情況，開展人員分組工作，打造一支專業(yè)化、高效化的管理團 隊，提升工作人員的專業(yè)素養(yǎng)和技術(shù)水平，使其更好的勝任本職工作。若想確保 改造工作的順利開展，并同時加快施工進度，必須要制定出完善可行的施工方案， 確保工作人員都能按照該方案進行施工，強化對人員的有效管理和監(jiān)督，層層把 控，立足大局，為整體工作質(zhì)量的提升提供保障。與此同時，后續(xù)的維修和管理 工作也十分關(guān)鍵，在電解鋁供電整流系統(tǒng)改造過程中，也應(yīng)將該問題納入重點考 慮范疇，從而為=設(shè)計方案

11、的完整性和科學(xué)性提供保障。結(jié)語綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，近年來，我國電解鋁行業(yè)發(fā)展十分迅 速，但在高電流以及高電壓的背景之下，若想滿足行業(yè)發(fā)展的實際需求，為系統(tǒng) 運行穩(wěn)定性和安全性提供保障，就必須要加大整流系統(tǒng)技術(shù)的改造力度，將各種 不良因素消滅于萌芽狀態(tài)，實現(xiàn)系統(tǒng)的快速、安全、高效運行，提升工作效率和 質(zhì)量，為企業(yè)經(jīng)濟效益的穩(wěn)步提升奠定良好基礎(chǔ)。參考文獻：陳海交.淺談電解鋁供電整流系統(tǒng)的優(yōu)化改造J.低碳世界，2017, 2（6）： 476-427.郭宏芳.淺談電解鋁供電整流系統(tǒng)的優(yōu)化改造J.甘肅科技，2015, 3（20）： 147-244.郭志民.淺談電解鋁供電整流系統(tǒng)的優(yōu)化改造J.中國科技縱橫，2016, 3（2）： 144-144.黃林.電解鋁供電整流