導(dǎo)語：整流裝置節(jié)能降耗措施一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

為了將交流電轉(zhuǎn)換成直流電供電解裝置使用，氯堿企業(yè)都設(shè)有一定數(shù)量的大功率整流裝置。整流設(shè)備的變流效率是衡量其本身設(shè)計和結(jié)構(gòu)上先進(jìn)合理性的重要指標(biāo)，也是離子膜法燒堿整流裝置運(yùn)行中降低電耗的關(guān)鍵指標(biāo)。整流設(shè)備的效率定義為:效率=輸出功率/輸入功率×100%。由公式可知:整流柜損耗、變壓器的損耗、主電路連接導(dǎo)體的損耗、整流裝置功率因數(shù)和整流設(shè)備運(yùn)行溫度等是影響整流效率的重要因素。

1影響整流裝置效率的因素

［1］1．1變壓器的損耗。變壓器的空載損耗主要是鐵芯損耗，包括渦流損耗、磁滯和漏流產(chǎn)生的損耗，它的大小與硅鋼片的性能和鐵芯的制造工藝有關(guān)，與負(fù)荷大小無關(guān)，是基本不變的部分。變壓器的有載損耗也叫銅損，是隨著負(fù)載的變化而變化的。降低變壓器損耗的措施可以從如下幾個方面考慮。(1)改進(jìn)變壓器鐵芯的結(jié)構(gòu)。鐵耗是固定損耗，雖僅占變電損耗的20%～30%，但它在任何負(fù)載下都存在，對配變運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性影響很大。要降低鐵耗，應(yīng)采用良好的硅鋼片，改進(jìn)鐵芯的結(jié)構(gòu)和工藝。(2)改進(jìn)變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)，降低負(fù)載損耗。負(fù)載損耗占變電損耗的70%～80%，數(shù)值很大。如果采用減小導(dǎo)線密度和減小繞組匝數(shù)的方法來降低負(fù)載損耗，則會使變壓器質(zhì)量增大，浪費(fèi)材料。最好的方法是改善變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)，以減小絕緣體積來減小線圈尺寸，從而減小負(fù)載損耗。另外，在制造過程中選用優(yōu)質(zhì)的無氧銅線，控制單位導(dǎo)電體的電阻在最小的范圍內(nèi)，也可降低負(fù)載損耗。(3)在50%～60%的負(fù)載運(yùn)行時，變壓器的功率損失率最低，滿載運(yùn)行時則增加。因此，選用變壓器時，用戶所帶負(fù)荷應(yīng)為變壓器負(fù)荷的75%左右，這樣，既能經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行，又有一定的發(fā)展余地。1．2整流裝置的損耗。整流裝置的損耗包括半導(dǎo)體閥器件、熔斷器、分壓電阻，以及換相過電壓抑制電路和浪涌過電壓抑制電路之類的元件所產(chǎn)生的損耗，以及各部分連接產(chǎn)生的損耗。降低整流柜的損耗，提高輸出效率應(yīng)從以下幾個方面進(jìn)行:①設(shè)計時減少整流元件的串聯(lián)數(shù)，減少裝置本身的壓降損耗;②在保證足夠的絕緣距離和絕緣強(qiáng)度的前提下，應(yīng)使安裝的兩組逆并聯(lián)母線盡量靠近，以減少漏磁通的損耗;③整流柜接線采用同相逆并聯(lián)結(jié)構(gòu)，可以降低輸入、輸出母線在機(jī)柜中引起的渦流損耗，提高裝置的效率;④整流元件選型要適當(dāng)，且正向壓降要盡量小;⑤降低整流柜交流側(cè)的交流諧波分量引起的損耗;⑥元件的陰、陽極和散熱導(dǎo)體的貼合應(yīng)緊密，且保持一定的壓力，母線連接應(yīng)牢靠，減少連接點(diǎn)的壓降和損耗;⑦將純水循環(huán)系統(tǒng)調(diào)整到最佳工作狀態(tài)，控制整流柜在合適的溫度運(yùn)行。1．3主電路連接導(dǎo)體的損耗。包括變壓器與整流裝置之間以及裝置與裝置之間的導(dǎo)體損耗。變壓器用繞組線圈等導(dǎo)線均為正溫度系數(shù)材料，即環(huán)境溫度升高、負(fù)荷增加等因素使設(shè)備溫度升高，從而引起熱損耗增加。且當(dāng)設(shè)備溫度降到一定程度后，冷卻裝置的冷卻效率會大幅降低，得不償失。因此應(yīng)在允許條件下適當(dāng)降低設(shè)備運(yùn)行溫度，既降低損耗，又延長設(shè)備使用壽命。在設(shè)計整流所時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際，盡量緊密連接，在滿足安全和檢修的前提下，應(yīng)盡可能縮小各設(shè)備之間的距離。導(dǎo)體與導(dǎo)體的連接也有一定的關(guān)系，如果連接得不好，就會造成該部分的電阻偏大而產(chǎn)生不必要的損耗。導(dǎo)體一般采用相同材質(zhì)的連接方式，即鋁和鋁相連接、銅和銅相連接。母線類在連接時一定要注意連接質(zhì)量，處理好接觸面，以免造成損失。1．4整流裝置功率因數(shù)的影響。功率因數(shù)是衡量電氣設(shè)備效率高低的系數(shù)，是整流裝置的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。較高的功率因數(shù)可有效提高設(shè)備出力，提高電壓質(zhì)量，降低電能的損耗。提高整流裝置功率因數(shù)的措施有如下幾個方面。(1)下調(diào)相控角的運(yùn)行范圍。整流裝置觸發(fā)相控角α是晶閘管導(dǎo)通程度的直觀表現(xiàn)，一般要求控制觸發(fā)相控角α在5°～25°即為合格。在保證現(xiàn)有整流系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，可以適當(dāng)下調(diào)相控角的運(yùn)行范圍在5°～12°之間，這樣非常有利于節(jié)能增效，且不增加任何投資。(2)α的降低不但有效降低有功功率，還相應(yīng)減少了無功功率、畸變功率。交流電流的降低也有效地減少了變電整流裝置的有功損耗和供電線路的損耗，同時提高了整流變壓器和上一級變壓器的利用率。(3)增加整流電路的相數(shù)。整流電路的相數(shù)越多，電流中高次諧波的最低次數(shù)越高，且其幅值也減小，畸變因數(shù)更接近于1，從而提高功率因數(shù)。1．5溫度的影響。環(huán)境溫度會影響整流變壓器和整流柜以及連接銅母線的運(yùn)行溫度，而運(yùn)行溫度的提高將引起電阻增加，造成損耗上升。因此，測量計算整流裝置的效率，須進(jìn)行溫度折算。1．6安裝諧波治理和無功補(bǔ)償裝置。為消除諧波影響，提高功率因數(shù)，整流裝置須設(shè)置補(bǔ)償電容器。當(dāng)補(bǔ)償電容器與可控硅整流裝置并聯(lián)時，功率因數(shù)得到改善。但采用這種方法應(yīng)注意，由于電路中存在高次諧波，如果電容與電路里的電感配合不當(dāng)，就會產(chǎn)生諧振。為此，在補(bǔ)償電容器回路中往往串聯(lián)電抗器，合理選擇電感值，以防止諧振的產(chǎn)生。

2整流裝置節(jié)能降耗的措施

2．1提高整流負(fù)荷的輸送電壓。整流裝置都是大功率的交直流轉(zhuǎn)換裝置，整流所需的功率負(fù)荷相當(dāng)大，因此，整流負(fù)荷輸送損耗的高低也影響著整流裝置的效率。適當(dāng)提高整流負(fù)荷的輸送電壓，減小輸送線路的損耗，也可以提高整流效率。一般的，配套6萬t/a以下燒堿規(guī)模的整流所，可采用10kV電壓輸送負(fù)荷;配套6萬t/a以上燒堿規(guī)模的整流所，應(yīng)采用35kV電壓輸送;配套15萬t/a以上燒堿規(guī)模的整流所，應(yīng)采用110kV甚至更高電壓輸送。2．2盡量減小整流變壓器的調(diào)壓范圍。整流變壓器的調(diào)壓范圍大大影響整流變壓器的效率，調(diào)壓范圍越小，變壓器的效率越高。設(shè)計時調(diào)壓范圍取70%～105%為宜，如果配合整流變壓器的高壓側(cè)星三角切換調(diào)壓和可控硅調(diào)壓，調(diào)壓范圍還可縮小至80%～100%，變壓器效率有明顯提高。2．3整流設(shè)備采用。“平面一體化”安裝整流變壓器、整流柜、電解槽采用“平面一體化”安裝方式，盡量縮短交直流連接銅排的長度，降低銅排的發(fā)熱損耗，提高整流裝置的效率。具體如下:整流變壓器、整流柜、電解槽基本保持在同一平面進(jìn)行安裝，并且三者之間盡量靠近，好像一個整體。整流變壓器側(cè)出線進(jìn)整流柜，銅排長度不超過1．2m，整流柜下出線，由地溝內(nèi)銅排直接出線接電解槽。2．4選用較低的銅排電流密度。交直流銅排導(dǎo)電的一般電流密度為1．2～1．5A/mm2，應(yīng)選用較低的銅排電流密度即1．2A/mm2。如果適當(dāng)降低電流密度到1．0A/mm2進(jìn)行銅排安裝，能達(dá)到最佳的節(jié)能效果。2．5使用大電流元件的整流柜。當(dāng)整流柜橋臂使用2～3只大電流元件時，可提高均流系數(shù)，降低元件的功率消耗，提高整流效率。整流柜橋臂使用2～3只大電流元件時比整流柜橋臂使用6只元件能減。少45%的整流柜損耗。2．6選用直降式整流變壓器。與整流負(fù)荷的輸送道理一樣，整流變壓器網(wǎng)側(cè)電壓與輸送負(fù)荷電壓應(yīng)保持一致。其直降電壓越高，則高壓繞組的電流越低，發(fā)熱損耗也就越小，因此，整流變壓器的效率越高。在條件允許的情況下，應(yīng)提高輸送電壓，多采用直降式整流變壓器。

3運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)

(1)春季檢修時，整流變壓器風(fēng)冷設(shè)備的風(fēng)扇、散熱管道除塵要徹底，減少灰塵堵塞管道;保證散熱的進(jìn)風(fēng)量和足夠的散熱面積。(2)整流柜室散熱設(shè)備要適時投入使用，如果通風(fēng)量不足，可以增設(shè)排氣扇。(3)純水冷卻裝置副水循環(huán)系統(tǒng)的散熱塔要及時清污，保養(yǎng)好冷卻風(fēng)機(jī)，保證散熱塔的散熱效果。(4)對純水循環(huán)系統(tǒng)的水溫嚴(yán)格控制，提高純水裝置的冷卻效率，既降低損耗，也延長整流元件的使用壽命。(5)使用反滲透軟水制出的純水硬度大大降低，電導(dǎo)率也不超過15μS/cm，可保證冷卻效果，減少漏電損耗。(6)加強(qiáng)對整流運(yùn)行值班人員的技術(shù)教育，提高其業(yè)務(wù)水平，使設(shè)備在最優(yōu)狀況下運(yùn)行。(7)加強(qiáng)管理，制定控制指標(biāo)及相關(guān)的考核制度。

4降低整流裝置故障率的措施

整流裝置故障停車會造成電流效率下降，電耗上升;使離子膜運(yùn)行壽命縮短，運(yùn)行成本及物料損耗上升等;還產(chǎn)生大量的檢修費(fèi)用。整流裝置常見的故障有硅元件均流不好，特性不一致造成元件損壞，水冷裝置故障造成整流橋臂發(fā)熱超溫，外線電壓波動等。降低整流裝置故障率的措施包括如下幾個方面。(1)加強(qiáng)整流柜均流度管理。均流度是整流設(shè)備的一個重要技術(shù)指標(biāo)，均流越好，損耗就越小。在運(yùn)行中，因震動、溫度變化以及元件老化等原因，整流設(shè)備的均流度都會發(fā)生變化。在現(xiàn)場運(yùn)行管理中，必須加強(qiáng)對均流度的測量和記錄，并及時調(diào)整和更換元件，以保證較高的均流系數(shù)，從而降低設(shè)備的損耗。(2)提高裝置抗電網(wǎng)波動能力。對離子膜控制電源進(jìn)行UPS電源技術(shù)改造，避免電壓波動引起整個控制電源誤跳。(3)改善離子膜控制柜接地情況。單獨(dú)設(shè)置保護(hù)接地，避免遭電網(wǎng)沖擊影響時，裝置設(shè)備元器件燒毀而影響整流裝置高負(fù)荷經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的情況。(4)做好裝置設(shè)備的消缺工作。認(rèn)真開展規(guī)范科學(xué)的巡回檢查工作，對改善設(shè)備的運(yùn)行狀況有明顯的效果。巡回檢查時，發(fā)現(xiàn)整流柜、純水裝置漏水、阻容保護(hù)線脫離等故障時，及時采取措施進(jìn)行消缺處理。(5)開展備品、備件的專項(xiàng)管理工作。從整流裝置的故障分析可知，元器件故障損壞約占50%。為此，開展備品、備件的專項(xiàng)管理工作，將所有備件進(jìn)行統(tǒng)計、歸類，并輸入電腦存檔，實(shí)行閉環(huán)管理。對損壞的元器件及時進(jìn)行修復(fù)，對整流柜的PLC程序進(jìn)行備份，便于整流柜的檢修維護(hù)，降低檢修費(fèi)用，縮短檢修時間。(6)如果整流裝置環(huán)境中存在潮濕、腐蝕性氣體多的情況，則對數(shù)字集成電路板作防塵、防腐處理。

5結(jié)語

通過提高整流裝置的變流效率進(jìn)行節(jié)能降耗，可以降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，增強(qiáng)企業(yè)競爭力。氯堿企業(yè)的節(jié)能降耗問題不應(yīng)停留在技術(shù)層面上，還應(yīng)在日常的企業(yè)管理中加強(qiáng)維護(hù)，以減少損耗，方能更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

［1］王巖．電解鋁供電系統(tǒng)的節(jié)能措施［J］．世界有色金屬，2011(3):70－71．

作者:耿慶魯 李賀 單位:1.德州實(shí)華化工有限公司 2.中藍(lán)長化工程科技有限公司