淺談電解鋁供電整流系統(tǒng)的優(yōu)化改造

姬九軍

（山西兆豐鋁電有限責(zé)任公司，山西陽泉 045200）

0 引言

電解鋁行業(yè)在目前各個(gè)工業(yè)行業(yè)中的發(fā)展中，屬于較快發(fā)展的一個(gè)行業(yè)，但是由于當(dāng)前各個(gè)行業(yè)中的更快發(fā)展與進(jìn)步，對(duì)電解鋁供電整流系統(tǒng)提出了及時(shí)優(yōu)化、改造與更新的更高需求，這為電解鋁行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提出了一個(gè)必答的難題。如果無法解出電解鋁供電整流系統(tǒng)及時(shí)優(yōu)化與改造的難題，就有可能使得電解鋁行業(yè)的供電整流系統(tǒng)存在嚴(yán)重的技術(shù)缺陷和安全隱患。針對(duì)電解鋁供電整流系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展進(jìn)步與優(yōu)化改造的分析，結(jié)合電解鋁供電整流系統(tǒng)存在的一些缺點(diǎn)與不足，對(duì)電解鋁行業(yè)目前的供電整流系統(tǒng)在未來可能會(huì)得到優(yōu)化與改造的部分內(nèi)容進(jìn)行多角度和多方面的探討與分析。

1 供電整流系統(tǒng)優(yōu)化改造的必要性

在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)電解鋁行業(yè)的不斷推動(dòng)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展對(duì)電解鋁行業(yè)的不斷支持的同時(shí)，電解鋁行業(yè)憑借著對(duì)金屬鋁有著較大的需求量情況將電解鋁行業(yè)與當(dāng)前較為先進(jìn)的技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)新出了電解鋁供電整流系統(tǒng)，進(jìn)而在新興工業(yè)行業(yè)中嶄露頭角。在社會(huì)發(fā)展中所形成的對(duì)電解鋁與供電的巨大需求量的推動(dòng)與引導(dǎo)下，電解鋁行業(yè)得以取得可喜的發(fā)展與較大的進(jìn)步，在當(dāng)前各個(gè)工業(yè)行業(yè)中實(shí)現(xiàn)較快的發(fā)展。

但是在電解鋁行業(yè)取得眾多的可喜成就和大好的形勢(shì)下，不可否認(rèn)的一個(gè)實(shí)際情況就是當(dāng)前電解鋁行業(yè)的發(fā)展還不夠成熟，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)電解鋁行業(yè)目前的所應(yīng)用的系統(tǒng)提出更高的要求，電解鋁行業(yè)也面臨著進(jìn)一步發(fā)展的新需求。這對(duì)目前發(fā)展還未成熟的電解鋁行業(yè)來說無疑是一個(gè)阻礙，但是不可否認(rèn)的是這也是電解鋁行業(yè)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的一個(gè)重要推動(dòng)力。

所以目前在電解鋁行業(yè)的相關(guān)從業(yè)人員和大量的技術(shù)人員要提高對(duì)于電解鋁供電整流系統(tǒng)的優(yōu)化意識(shí)，并積極吸引電解鋁行業(yè)的相關(guān)有效經(jīng)驗(yàn)、引進(jìn)國(guó)內(nèi)外的相關(guān)技術(shù)，不斷提出與增加對(duì)電解鋁整流系統(tǒng)的有效建議和提議，從而使得電解鋁行業(yè)所應(yīng)用的整流系統(tǒng)進(jìn)行逐步的加強(qiáng)和優(yōu)化改造。

2 電解鋁整流系統(tǒng)的特點(diǎn)

在電解鋁行業(yè)的不斷的進(jìn)步與持續(xù)發(fā)展以后，各行業(yè)的發(fā)展新形勢(shì)與電解鋁行業(yè)不再像以前那樣擁有一成不變的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。電解鋁行業(yè)的供電整流系統(tǒng)隨著行業(yè)背景的變化其供電整流系統(tǒng)也逐漸發(fā)生了日新月異的變化。比如目前電解鋁行業(yè)所應(yīng)用供電整流系統(tǒng)中，其所擁有的最先進(jìn)的系列電流裝置已經(jīng)由以前的小容量逐漸發(fā)展到越來越大的大容量，以前電解小流量的160 kA 也逐漸發(fā)展到如今很多裝置與系列中所普遍應(yīng)用的500 kA。這是未來電解鋁行業(yè)的大趨勢(shì)，也是對(duì)于電解鋁行業(yè)未來發(fā)展的新引導(dǎo)和新指向，同時(shí)也是電解鋁行業(yè)迫切發(fā)展的新要求和進(jìn)步的動(dòng)力。此外關(guān)于電解鋁行業(yè)在供電整流系統(tǒng)應(yīng)用的同時(shí)與現(xiàn)在電解鋁行業(yè)新的背景和形勢(shì)下，新的整流技術(shù)實(shí)現(xiàn)了逐漸發(fā)展和不斷進(jìn)步。

電解鋁供電整流技術(shù)在電解鋁行業(yè)過去傳統(tǒng)保守的背景下以及我國(guó)以前經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還沒有如此迅猛的情況下，在舊有的一些電解鋁過程中需要配備的一些裝置都比較老舊，電解鋁所花的設(shè)備成本與原料成本都較高，但所得到的成效與結(jié)果卻較低?，F(xiàn)在電解鋁直流供電的一些設(shè)備、整流設(shè)備與電解鋁直流供電的保護(hù)設(shè)備得以進(jìn)一步的優(yōu)化、更新、進(jìn)步發(fā)展以及基本設(shè)備與技術(shù)改造，只有不斷地注重電解鋁行業(yè)向這個(gè)趨勢(shì)的發(fā)展，才能夠適應(yīng)目前新經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下電解鋁過程中的高效運(yùn)行與設(shè)備完善。電解鋁行業(yè)的發(fā)展和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的過程中需要一些更加先進(jìn)的電解工藝與電解設(shè)備，以滿足新的經(jīng)濟(jì)背景形式下新行業(yè)發(fā)展對(duì)于直流供電不斷增加的需求實(shí)現(xiàn)。

3 電解鋁供電整流設(shè)備目前所存在的缺點(diǎn)

電解鋁供電整流系統(tǒng)雖然較之前的電解鋁的系統(tǒng)設(shè)備成本更低效率更高，但由于新型科學(xué)技術(shù)在供電整流系統(tǒng)的有效應(yīng)用，現(xiàn)今的電解鋁供電整流設(shè)備較之前的電解鋁系統(tǒng)設(shè)備存在更大的安全隱患。近幾年來電解鋁供電整流設(shè)備經(jīng)常發(fā)生爆炸事故，爆炸事故的多數(shù)原因是因?yàn)闆]有使電解鋁供電整流系統(tǒng)中的無隔弧措施或者隔弧措施得到較好的安裝與養(yǎng)護(hù)。而在電解鋁供電整流設(shè)備中，如果其內(nèi)部的原件與快熔下側(cè)管之間沒有防護(hù)隔板，供電整流系統(tǒng)內(nèi)部回流正母線與負(fù)橋臂之間的距離以及回流負(fù)母線與正橋臂之間的距離就會(huì)小于線路中標(biāo)準(zhǔn)的安全規(guī)定值，從而導(dǎo)致供電整流系統(tǒng)中短路事故的發(fā)生。

供電整流系統(tǒng)的電壓保護(hù)裝置與元件也會(huì)影響電解鋁供電整流系統(tǒng)的應(yīng)用與安全性。如果整流系統(tǒng)中的電壓裝置與應(yīng)用元件的質(zhì)量較差，就會(huì)使得系統(tǒng)內(nèi)部的電力運(yùn)行量大，系統(tǒng)內(nèi)部元件的熱量過高，從而使得整流系統(tǒng)內(nèi)部存在嚴(yán)重的安全隱患，容易產(chǎn)生系統(tǒng)爆炸等問題。在供電整流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝時(shí)，如果沒有恰當(dāng)考慮到系統(tǒng)的電阻設(shè)計(jì)與安裝，就會(huì)使得整流系統(tǒng)發(fā)生問題時(shí)不能得到較快的攔截，進(jìn)而引發(fā)系統(tǒng)設(shè)備的重大危險(xiǎn)，損害系統(tǒng)設(shè)備的使用壽命。在整流系統(tǒng)的二次線選型中，如果對(duì)于線型的選用不合理，如選用銅線作為系統(tǒng)的二次線等，就可能導(dǎo)致整流系統(tǒng)的多次癱瘓與問題。由于電解鋁行業(yè)的發(fā)展不夠成熟，其供電整流系統(tǒng)設(shè)備的抗干擾能力還比較差，在后臺(tái)運(yùn)行時(shí)信號(hào)過于冗長(zhǎng)雜亂，使得通訊傳輸?shù)男蚀蟠蠼档停捎谌狈?duì)于相關(guān)事故發(fā)生狀況的有效管理與解決，其設(shè)備在運(yùn)行過程中經(jīng)常陷入停機(jī)或者死機(jī)狀態(tài)，從而大大降低系統(tǒng)設(shè)備的生產(chǎn)效率。

如果供電整流系統(tǒng)缺乏相應(yīng)的電路保護(hù)措施，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中就容易出現(xiàn)各種各樣的問題。一般的供電整流系統(tǒng)都有反向限過電流保護(hù)設(shè)備從而保護(hù)逆流的電路與過電裝置。在供電整流系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部的整流柜和電解槽出現(xiàn)故障時(shí)，供電整流系統(tǒng)內(nèi)部的反向限流保護(hù)設(shè)施可以迅速將系統(tǒng)內(nèi)部的控制斷開，從而使得電路系統(tǒng)的故障源得到消除。而一旦設(shè)計(jì)人員缺乏對(duì)于反向限過電流裝置的設(shè)計(jì)時(shí)，就會(huì)使得系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部的反向電流缺乏保護(hù)設(shè)施，當(dāng)供電整流系統(tǒng)設(shè)備的正負(fù)極出現(xiàn)短路時(shí)在系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生較大的逆向電流給系統(tǒng)內(nèi)部的母線造成嚴(yán)重的破壞時(shí)，無法及時(shí)將系統(tǒng)的總開關(guān)關(guān)停，使得系統(tǒng)處理應(yīng)急事故的效率和速度大大降低，過大的電壓無法得到及時(shí)的阻斷對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的電阻零件造成直接破壞，從而使得供電整流系統(tǒng)設(shè)備故障機(jī)組正常修復(fù)的幾率極為渺茫。

4 電解鋁供電整流系統(tǒng)存在缺點(diǎn)的優(yōu)化改造方法

為加強(qiáng)對(duì)供電整流系統(tǒng)的保護(hù)力度，電解鋁企業(yè)要購(gòu)置專門的逆流保護(hù)設(shè)備用于供電整流系統(tǒng)的保護(hù)與運(yùn)行。在供電系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)故障時(shí)，逆流保護(hù)設(shè)備可以較快實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的供電，并對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試與推算，從而得出真正導(dǎo)致故障出現(xiàn)的內(nèi)部零件問題或者系統(tǒng)運(yùn)行問題。逆流保護(hù)設(shè)置也可以對(duì)整流變壓器的靈敏程度進(jìn)行恰當(dāng)保護(hù)與調(diào)整，從而減少系統(tǒng)內(nèi)部的損壞。為避免系統(tǒng)內(nèi)部的電解槽出現(xiàn)故障引發(fā)爆炸，要在系統(tǒng)內(nèi)部安裝相應(yīng)的保護(hù)裝置。在故障發(fā)生時(shí)保護(hù)裝置可以較快的感應(yīng)到問題的發(fā)生，并以最快速度將系統(tǒng)的開關(guān)及時(shí)切斷從而防止故障的延展。此外也可在系統(tǒng)中增加一個(gè)設(shè)備的總開關(guān)，以使得保護(hù)裝置發(fā)生故障時(shí)可以手動(dòng)切斷電源。

在電解鋁供電整流設(shè)備的應(yīng)用中，要在設(shè)備內(nèi)部設(shè)置隔弧板。在設(shè)置隔弧板時(shí)，要采用質(zhì)量較高的高分子復(fù)合材料進(jìn)行插槽式隔弧板安裝。高分子復(fù)合材料的機(jī)械性能較好，較以往的系統(tǒng)材料介質(zhì)損耗較小的同時(shí)具有更好的耐腐蝕性、耐熱性和阻燃性，極大地提高了供電整流設(shè)備的運(yùn)行安全性與設(shè)備穩(wěn)定性。在正負(fù)匯流母線隔弧的處理中，要用較好的硅膠復(fù)合材料按照原材料的形狀與安裝進(jìn)行復(fù)制應(yīng)用取代原來的材料，并將原來的兩方面隔弧處理分為更詳細(xì)的上、中、下三個(gè)部分進(jìn)行。在系統(tǒng)內(nèi)部的二次線選型過程中，也要將普通的多股銅線替換成為耐高壓、耐高溫、耐然性的高壓導(dǎo)線，從而確保交流母線二次線型的質(zhì)量與運(yùn)行效率，從而降低供電整流系統(tǒng)設(shè)備中安全隱患發(fā)生的可能。

在供電整流設(shè)備的實(shí)際改造中，要將整流設(shè)備的制造商、設(shè)計(jì)人員與安裝人員有效結(jié)合，使其對(duì)供電整流系統(tǒng)進(jìn)行合理的分析與優(yōu)化，從而制定出更加有效的整流系統(tǒng)安裝方案。施工人員在進(jìn)行整流系統(tǒng)的施工改造時(shí)，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙存在不解之處，要及時(shí)與設(shè)計(jì)人員進(jìn)行交流，管理人員也要加強(qiáng)對(duì)供電整流系統(tǒng)施工的監(jiān)管，從而提高供電整流系統(tǒng)的整體安裝運(yùn)行質(zhì)量。在供電整流系統(tǒng)的管理中也可以根據(jù)供電整流系統(tǒng)管理人員的特點(diǎn)和特長(zhǎng)對(duì)管理人員分組，細(xì)化供電整流系統(tǒng)的管理責(zé)任，提高管理人員的責(zé)任意識(shí)，并吸取先進(jìn)的供電整流系統(tǒng)管理技術(shù)與觀念，定期對(duì)管理人員進(jìn)行管理培訓(xùn)，提高供電整流系統(tǒng)管理人員的系統(tǒng)維修與管理技能，打造專業(yè)可靠的管理隊(duì)伍。

5 結(jié)束語

在多角度多方面的分析電解鋁行業(yè)中供電整流系統(tǒng)的優(yōu)化改造中，可以確認(rèn)電解鋁供電整流系統(tǒng)的優(yōu)化與改造對(duì)于電解鋁行業(yè)目前發(fā)展中所存在的一些迫切需要解決的問題是實(shí)際有效的。這需要電解鋁行業(yè)的專業(yè)和技術(shù)研究人員在日常生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)過程中不斷實(shí)踐，對(duì)電解鋁供電整流系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)與調(diào)整，只有堅(jiān)持這樣一個(gè)漫長(zhǎng)而又艱辛的過程，才能逐漸使得電解鋁行業(yè)與設(shè)備本身的缺陷與隱患得到解決，電解鋁行業(yè)與和電解鋁行業(yè)相關(guān)的工業(yè)產(chǎn)業(yè)也才能因此獲益。甚至可以通過電解鋁行業(yè)的改進(jìn)與發(fā)展為未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的良好趨勢(shì)以及未來社會(huì)的高效健康發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)打下良好的基礎(chǔ)。通過對(duì)電解鋁供電和整流系統(tǒng)的優(yōu)化改造進(jìn)行分析，不僅可以有助于促進(jìn)相關(guān)問題的解決，還能夠?yàn)殡娊怃X行業(yè)未來的強(qiáng)化發(fā)展和進(jìn)步創(chuàng)新提供新的路徑與更好的發(fā)展。