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【摘 要】铝制品在实际生产和生活中的应用十分广泛，通常铝制品的制备工艺是电解制铝，电解制铝是铝生产技术手段中最优秀的应用手段。但是随着能源成本的不断提升，其制铝原材料原始矿料的开采人力成本的增加，使得高能耗的电解铝工艺不复以前的竞争优势，铝的生产制造出现了新的危机。本文通过对电解铝过程中电气设备的分析研究，致力于为制备铝的过程提供有效的节能措施。
【关键词】电解铝;电气设备;节能;措施
引言
国内能源成本的提升、原料开采成本的增加使得电解铝制备铝制品的过程受到了不小的冲击。电解铝生产过程时高能耗的工业过程，不但生产过程要求较高的能源消耗，而且电解铝生产企业的高能耗生产使得生产设备长期处于满负荷运转，在设备使用中也产生了不必要的能源消耗，加剧了电解铝生产企业的能源消耗需求。因此，追求电解铝生产制备铝过程的电气设备节能成为当前电解铝生产企业面临的主要问题。
1.当前电解铝生产过程中的电气设备能耗现状
1.1电气设备本身的高能耗生产要求
电解铝生产制备的过程是复杂的化学工业过程，生产过程中需要较高的能源消耗才能实现生产的高效稳定运行。电解铝生产是建立在对原始矿料的电解基础之上的，通过专业的技术手段和生产设备实现原始矿料中纯铝的剥离和剩余杂质的回收利用，因此其生产过程本身就需要较高的电力能源消耗要求，一旦供电不足，生产过程就会被迫停止，电气设备失去了能源供给，对安全高效的生产过程产生了不利的影响。据研究表明，电解铝生产企业的制铝过程中电气设备消耗的电能约占总能耗的70%左右，是最主要的“吃能大户”。
1.2电解铝生产设备故障带来的不必要能耗浪费
电解铝的生产过程一般都是连续性的，在生产过程中一旦产生设备故障，则生产过程就会被迫中止，此次生产的原始矿料和能源消耗就会全部浪费，造成严重的企业经济损失。因此在实际的生产过程中，一定要注意对生产过程的定期养护和检修，避免设备故障带来的不必要能耗浪费。
1.3电气设备利用率不足，导致能源增加，能耗增高
电解铝生产企业的电气生产设备都是通过消耗电能进行工作的，在电解铝生产制备铝制品时，通常电气设备都是满负荷运转，处于高压、高温、腐蚀性强的极端环境，电气设备的性能没有完全进行发挥，导致了能耗的提高。此外电气设备操作人员的不当操作也会使得电气设备的能源利用率降低，严重的会导致设备故障，生产过程被迫停止，甚至会产生生产安全事故，给企业造成更大的经济损失。
2.电解铝生产企业的电气设备改良
2.1变频器的运用和谐波的处理
电解铝生产过程中，一般使用的电气设备都是较大功率的，对电能的消耗较为剧烈。而谐波的产生会导致电气设备产生较大流量的无用功电流，这些电流的产生致使电气设备的使用寿命大幅缩短，同时无用电流的产生会导致电气设备两端的电压增大，凭空产生了不必要的电能浪费，加上电气设备大功率的电能使用要求，电解铝的生产过程成本大幅增加，电解铝生产企业的经济效益受到影响，阻碍了企业的发展。因此降低生产过程中的无用电流，就成为控制电解铝生产过程中重要的节能措施。
变频器应用于电解铝的生产过程，能够有效减少生产过程中的能源消耗。变频器根据实际生产中电气设备对电能的要求，通过对发动机驱动电动机转速的调节，改变发动机的频率，降低生产能耗，从而增强电气设备生产过程中能耗的控制，节约生产成本，提高企业的能源利用率。同时电气设备加装谐波处理装置也是有效降低能耗的节能措施，电气设备的大功率实用特性导致一些特殊设备的谐波产生无法避免，通过对这类特殊设备加装谐波处理装置，可以达到抑制谐波产生，防止设备运转过热带来的故障和老化磨损，从而达到节约能源、控制成本的目的，减小电气设备的能耗，增加电气设备的使用寿命。
2.2更换使用新型的节能环保电气设备
我国电解制造业的不断发展导致电气设备更新迭代十分迅速，电气设备的性能越来越好，对环境的影响也越来越小，节能减排的电气设备发展趋势十分明显。因此，电解铝生产企业过时老旧的电气设备时产生能耗增加的重要原因，一些电解铝生产企业没有及时读电气设备更新换代，设备的使用时间过长，长期处于满负荷运转状态，其性能自然会产生下降，也就提升了对电能的消耗。为了保证电解铝生产企业在生产过程中实现节能，企业就必须及时对所使用的的电气设备进行更新换代，使用更高效、更优质、能耗更低的电气设备，一来可以实现对企业生产过程中电能消耗的有效控制，二来也可以通过迭代设备实现电气设备的性能强化，避免设备产生故障对企业造成的生产经济损失，为企业生产过程安全高效稳定的进行提供了强有力的保障。
2.3更新电力照明设备
电力照明设备是电解铝生产企业电气设备中不可忽视的能源消耗设备，一般在人们的印象中照明设备是电能消耗最少的电能使用设备，但是量变引起质变，电解铝生产企业众多的照明设备电能消耗加和起来也是很庞大的数目，因此对电力照明设备进行革新，使用节能的照明设备势在必行。据调查数据显示，正常100瓦的白炽灯的亮度与65瓦的节能灯的亮度基本一致，但是对电能的消耗却是其三分之一，从数据中不难得出，一旦完成对电力照明设备的更新换代，电解铝生产企业在照明设施上边节省的能耗就要达到正常照明设施能耗的三分之二，是十分有效的电解铝企业生产过程中的节能措施。在实际的操作中，为了避免对企业日常的生产过程产生影响，可以分批次的完成对企业照明设施的更新换代，达到以企业生产正常为前提下的最大化的节约生产过程中的能源消耗。
3.电气设备节能改造和维护
3.1变压器的节能改造与维护
变压器是十分常见的电解铝生产企业电气设备，由于电解铝生产企业的电气设备一般都是满负荷运转，因此变压器一般都处在高速的工作状态，因电阻原因会不断产生电能转化为热能的过程，一来增加了电能消耗，二来对变压器的使用寿命产生了一定的影响。所以一般在生产过程中电解铝生产企业都会给变压器加装冷却系统来降低其不断升高的温度，保护变压器的正常使用性能不受影响，从而避免因变压器温度升高产生的电能浪费。同时安排专业的维护人员定期对变压器进行维护检修，确保其生产过程中不会出现故障，从而实现电解铝生产企业的生产过程安全高效稳定的运行。
3.2干式变压器的节能改造与维护
在电解铝生产企业的电气设备中，正常运转产生热量最大的设备就是干式变压器。如果干式变压器与其他低压供电室中的电气设备放置在一起使用，则会很容易一起干式变压器产生的大量热量使得高压电压出现，对只能适应低压工作的电气设备进行破坏，设备故障导致生产停止，给企业带来巨大的经济损失，严重的甚至会引发火灾、爆炸等安全事故。因此，在处理干式变压器的放置环境和降温设施的时候一定要注意防止与低压设备产生相互干扰，应当独立防止干式变压器并对其加装冷却降温系统控制干式变压器的表面温度，从而实现避免设备出现故障和安全事故的发生，是企业重要的节能手段之一。
4.结束语
在新的能源使用环境下，节能是电解铝生产企业实现长远发展的必须要面对的问题。电解铝企业通过对电气设备的更新，电气设备能耗的改造等节能手段，能有效降低生产过程中电气设备对电能的消耗，帮助企业实现控制成本、提高经济效益的目的。
参考文献
[1]莫欣达.中国铝冶炼产业月度景气指数报告[N].中国有色金属报，2020-08-25（008）.
[2]任宏涛，郭颖，周文戟，余亚东，马铁驹.资源约束下绿色铝供应链网络设计多目标优化[J].系统工程理论与实践，2020，40（08）：2090-2103.
[3]張昕.基于PLC的电解铝整流供电系统[J].农村电气化，2020（07）：22-24.
[4]姬长玉.疫情之下，国内铝业过得怎么样[N].中国矿业报，2020-05-08（001）.
【关键词】电解铝;电气设备;节能;措施
引言
国内能源成本的提升、原料开采成本的增加使得电解铝制备铝制品的过程受到了不小的冲击。电解铝生产过程时高能耗的工业过程，不但生产过程要求较高的能源消耗，而且电解铝生产企业的高能耗生产使得生产设备长期处于满负荷运转，在设备使用中也产生了不必要的能源消耗，加剧了电解铝生产企业的能源消耗需求。因此，追求电解铝生产制备铝过程的电气设备节能成为当前电解铝生产企业面临的主要问题。
1.当前电解铝生产过程中的电气设备能耗现状
1.1电气设备本身的高能耗生产要求
电解铝生产制备的过程是复杂的化学工业过程，生产过程中需要较高的能源消耗才能实现生产的高效稳定运行。电解铝生产是建立在对原始矿料的电解基础之上的，通过专业的技术手段和生产设备实现原始矿料中纯铝的剥离和剩余杂质的回收利用，因此其生产过程本身就需要较高的电力能源消耗要求，一旦供电不足，生产过程就会被迫停止，电气设备失去了能源供给，对安全高效的生产过程产生了不利的影响。据研究表明，电解铝生产企业的制铝过程中电气设备消耗的电能约占总能耗的70%左右，是最主要的“吃能大户”。
1.2电解铝生产设备故障带来的不必要能耗浪费
电解铝的生产过程一般都是连续性的，在生产过程中一旦产生设备故障，则生产过程就会被迫中止，此次生产的原始矿料和能源消耗就会全部浪费，造成严重的企业经济损失。因此在实际的生产过程中，一定要注意对生产过程的定期养护和检修，避免设备故障带来的不必要能耗浪费。
1.3电气设备利用率不足，导致能源增加，能耗增高
电解铝生产企业的电气生产设备都是通过消耗电能进行工作的，在电解铝生产制备铝制品时，通常电气设备都是满负荷运转，处于高压、高温、腐蚀性强的极端环境，电气设备的性能没有完全进行发挥，导致了能耗的提高。此外电气设备操作人员的不当操作也会使得电气设备的能源利用率降低，严重的会导致设备故障，生产过程被迫停止，甚至会产生生产安全事故，给企业造成更大的经济损失。
2.电解铝生产企业的电气设备改良
2.1变频器的运用和谐波的处理
电解铝生产过程中，一般使用的电气设备都是较大功率的，对电能的消耗较为剧烈。而谐波的产生会导致电气设备产生较大流量的无用功电流，这些电流的产生致使电气设备的使用寿命大幅缩短，同时无用电流的产生会导致电气设备两端的电压增大，凭空产生了不必要的电能浪费，加上电气设备大功率的电能使用要求，电解铝的生产过程成本大幅增加，电解铝生产企业的经济效益受到影响，阻碍了企业的发展。因此降低生产过程中的无用电流，就成为控制电解铝生产过程中重要的节能措施。
变频器应用于电解铝的生产过程，能够有效减少生产过程中的能源消耗。变频器根据实际生产中电气设备对电能的要求，通过对发动机驱动电动机转速的调节，改变发动机的频率，降低生产能耗，从而增强电气设备生产过程中能耗的控制，节约生产成本，提高企业的能源利用率。同时电气设备加装谐波处理装置也是有效降低能耗的节能措施，电气设备的大功率实用特性导致一些特殊设备的谐波产生无法避免，通过对这类特殊设备加装谐波处理装置，可以达到抑制谐波产生，防止设备运转过热带来的故障和老化磨损，从而达到节约能源、控制成本的目的，减小电气设备的能耗，增加电气设备的使用寿命。
2.2更换使用新型的节能环保电气设备
我国电解制造业的不断发展导致电气设备更新迭代十分迅速，电气设备的性能越来越好，对环境的影响也越来越小，节能减排的电气设备发展趋势十分明显。因此，电解铝生产企业过时老旧的电气设备时产生能耗增加的重要原因，一些电解铝生产企业没有及时读电气设备更新换代，设备的使用时间过长，长期处于满负荷运转状态，其性能自然会产生下降，也就提升了对电能的消耗。为了保证电解铝生产企业在生产过程中实现节能，企业就必须及时对所使用的的电气设备进行更新换代，使用更高效、更优质、能耗更低的电气设备，一来可以实现对企业生产过程中电能消耗的有效控制，二来也可以通过迭代设备实现电气设备的性能强化，避免设备产生故障对企业造成的生产经济损失，为企业生产过程安全高效稳定的进行提供了强有力的保障。
2.3更新电力照明设备
电力照明设备是电解铝生产企业电气设备中不可忽视的能源消耗设备，一般在人们的印象中照明设备是电能消耗最少的电能使用设备，但是量变引起质变，电解铝生产企业众多的照明设备电能消耗加和起来也是很庞大的数目，因此对电力照明设备进行革新，使用节能的照明设备势在必行。据调查数据显示，正常100瓦的白炽灯的亮度与65瓦的节能灯的亮度基本一致，但是对电能的消耗却是其三分之一，从数据中不难得出，一旦完成对电力照明设备的更新换代，电解铝生产企业在照明设施上边节省的能耗就要达到正常照明设施能耗的三分之二，是十分有效的电解铝企业生产过程中的节能措施。在实际的操作中，为了避免对企业日常的生产过程产生影响，可以分批次的完成对企业照明设施的更新换代，达到以企业生产正常为前提下的最大化的节约生产过程中的能源消耗。
3.电气设备节能改造和维护
3.1变压器的节能改造与维护
变压器是十分常见的电解铝生产企业电气设备，由于电解铝生产企业的电气设备一般都是满负荷运转，因此变压器一般都处在高速的工作状态，因电阻原因会不断产生电能转化为热能的过程，一来增加了电能消耗，二来对变压器的使用寿命产生了一定的影响。所以一般在生产过程中电解铝生产企业都会给变压器加装冷却系统来降低其不断升高的温度，保护变压器的正常使用性能不受影响，从而避免因变压器温度升高产生的电能浪费。同时安排专业的维护人员定期对变压器进行维护检修，确保其生产过程中不会出现故障，从而实现电解铝生产企业的生产过程安全高效稳定的运行。
3.2干式变压器的节能改造与维护
在电解铝生产企业的电气设备中，正常运转产生热量最大的设备就是干式变压器。如果干式变压器与其他低压供电室中的电气设备放置在一起使用，则会很容易一起干式变压器产生的大量热量使得高压电压出现，对只能适应低压工作的电气设备进行破坏，设备故障导致生产停止，给企业带来巨大的经济损失，严重的甚至会引发火灾、爆炸等安全事故。因此，在处理干式变压器的放置环境和降温设施的时候一定要注意防止与低压设备产生相互干扰，应当独立防止干式变压器并对其加装冷却降温系统控制干式变压器的表面温度，从而实现避免设备出现故障和安全事故的发生，是企业重要的节能手段之一。
4.结束语
在新的能源使用环境下，节能是电解铝生产企业实现长远发展的必须要面对的问题。电解铝企业通过对电气设备的更新，电气设备能耗的改造等节能手段，能有效降低生产过程中电气设备对电能的消耗，帮助企业实现控制成本、提高经济效益的目的。
参考文献
[1]莫欣达.中国铝冶炼产业月度景气指数报告[N].中国有色金属报，2020-08-25（008）.
[2]任宏涛，郭颖，周文戟，余亚东，马铁驹.资源约束下绿色铝供应链网络设计多目标优化[J].系统工程理论与实践，2020，40（08）：2090-2103.
[3]張昕.基于PLC的电解铝整流供电系统[J].农村电气化，2020（07）：22-24.
[4]姬长玉.疫情之下，国内铝业过得怎么样[N].中国矿业报，2020-05-08（001）.