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整流装置节能降耗措施

鏃ユ湡;2019-08-27  鏉ユ簮锛毼粗  浣滆咃細admin

  整流装置节能降耗措施为了将交流电转换成直流电供电解装置使用,氯碱企业都设有一定 数量的大功率整流装置。整流设备的变流效率是衡量其本身设计和结 构上先进合理性的重要指标,也是离子膜法烧碱整流装置运行中降低 电耗的关键指标。整流设备的效率定义为:效率=输出功率/输入功率 100%。由公式可知:整流柜损耗、变压器的损耗、主电路连接导体的 损耗、整流装置功率因数和整流设备运行温度等是影响整流效率的重 要因素。 影响整流装置效率的因素[1]1.1 变压器的损耗。变压器的空载损耗主要是铁芯损耗,包 括涡流损耗、磁滞和漏流产生的损耗,它的大小与硅钢片的性能和铁 芯的制造工艺有关,与负荷大小无关,是基本不变的部分。变压器的 有载损耗也叫铜损,是随着负载的变化而变化的。降低变压器损耗的 措施可以从如下几个方面考虑。(1)改进变压器铁芯的结构。铁耗是固 定损耗,虽仅占变电损耗的20%~30%,但它在任何负载下都存在,对 配变运行的经济性影响很大。要降低铁耗,应采用良好的硅钢片,改 进铁芯的结构和工艺。(2)改进变压器的绝缘结构,降低负载损耗。负 载损耗占变电损耗的70%~80%,数值很大。如果采用减小导线密度和 减小绕组匝数的方法来降低负载损耗,则会使变压器质量增大,浪费 材料。最好的方法是改善变压器的绝缘结构,以减小绝缘体积来减小 线圈尺寸,从而减小负载损耗。另外,在制造过程中选用优质的无氧 铜线,控制单位导电体的电阻在最小的范围内,也可降低负载损耗。 (3)在50%~60%的负载运行时,变压器的功率损失率最低,满载运行 时则增加。因此,选用变压器时,用户所带负荷应为变压器负荷的 75%左右,这样,既能经济、可靠运行,又有一定的发展余地。1.2 整流装置的损耗。整流装置的损耗包括半导体阀器件、熔断器、分压 电阻,以及换相过电压抑制电路和浪涌过电压抑制电路之类的元件所 产生的损耗,以及各部分连接产生的损耗。降低整流柜的损耗,提高 输出效率应从以下几个方面进行:设计时减少整流元件的串联数,减 少装置本身的压降损耗;在保证足够的绝缘距离和绝缘强度的前提 下,应使安装的两组逆并联母线尽量靠近,以减少漏磁通的损耗;整 流柜接线采用同相逆并联结构,可以降低输入、输出母线在机柜中引 起的涡流损耗,提高装置的效率;整流元件选型要适当,且正向压降 要尽量小;降低整流柜交流侧的交流谐波分量引起的损耗;元件的 阴、阳极和散热导体的贴合应紧密,且保持一定的压力,母线连接应 牢靠,减少连接点的压降和损耗;将纯水循环系统调整到最佳工作状 态,控制整流柜在合适的温度运行。1.3 主电路连接导体的损耗。包 括变压器与整流装置之间以及装置与装置之间的导体损耗。变压器用 绕组线圈等导线均为正温度系数材料,即环境温度升高、负荷增加等 因素使设备温度升高,从而引起热损耗增加。且当设备温度降到一定 程度后,冷却装置的冷却效率会大幅降低,得不偿失。因此应在允许 条件下适当降低设备运行温度,既降低损耗,又延长设备使用寿命。 在设计整流所时,应根据现场实际,尽量紧密连接,在满足安全和检 修的前提下,应尽可能缩小各设备之间的距离。导体与导体的连接也 有一定的关系,如果连接得不好,就会造成该部分的电阻偏大而产生 不必要的损耗。导体一般采用相同材质的连接方式,即铝和铝相连 接、铜和铜相连接。母线类在连接时一定要注意连接质量,处理好接 触面,以免造成损失。1.4 整流装置功率因数的影响。功率因数是衡 量电气设备效率高低的系数,是整流装置的主要经济指标。较高的功 率因数可有效提高设备出力,提高电压质量,降低电能的损耗。提高 整流装置功率因数的措施有如下几个方面。(1)下调相控角的运行范 围。整流装置触发相控角α 是晶闸管导通程度的直观表现,一般要求 控制触发相控角α 在5~25即为合格。在保证现有整流系统安全 稳定运行的情况下,可以适当下调相控角的运行范围在5~12之 间,这样非常有利于节能增效,且不增加任何投资。(2)α 的降低不 但有效降低有功功率,还相应减少了无功功率、畸变功率。交流电流 的降低也有效地减少了变电整流装置的有功损耗和供电线路的损耗, 同时提高了整流变压器和上一级变压器的利用率。(3)增加整流电路的 相数。整流电路的相数越多,电流中高次谐波的最低次数越高,且其 幅值也减小,畸变因数更接近于1,从而提高功率因数。1.5 温度的 影响。环境温度会影响整流变压器和整流柜以及连接铜母线的运行温 度,而运行温度的提高将引起电阻增加,造成损耗上升。因此,测量 计算整流装置的效率,须进行温度折算。1.6 安装谐波治理和无功补 偿装置。为消除谐波影响,提高功率因数,整流装置须设置补偿电容 器。当补偿电容器与可控硅整流装置并联时,功率因数得到改善。但 采用这种方法应注意,由于电路中存在高次谐波,如果电容与电路里 的电感配合不当,就会产生谐振。为此,在补偿电容器回路中往往串 联电抗器,合理选择电感值,以防止谐振的产生。 整流装置节能降耗的措施2.1 提高整流负荷的输送电压。整流装置都是大功率的交直流转 换装置,整流所需的功率负荷相当大,因此,整流负荷输送损耗的高 低也影响着整流装置的效率。适当提高整流负荷的输送电压,减小输 送线路的损耗,也可以提高整流效率。一般的,配套6 以下烧碱规模的整流所,可采用10kV 电压输送负荷;配套6 以上烧碱规模的整流所,应采用35kV 电压输送;配套15 以上烧碱规模的整流所,应采用110kV 甚至更高电压输送。2.2 尽量减小整流变压器 的调压范围。整流变压器的调压范围大大影响整流变压器的效率,调 压范围越小,变压器的效率越高。设计时调压范围取70%~105%为 宜,如果配合整流变压器的高压侧星三角切换调压和可控硅调压,调 压范围还可缩小至80%~100%,变压器效率有明显提高。2.3 整流设 备采用。“平面一体化”安装整流变压器、整流柜、电解槽采用“平 面一体化”安装方式,尽量缩短交直流连接铜排的长度,降低铜排的 发热损耗,提高整流装置的效率。具体如下:整流变压器、整流柜、电 解槽基本保持在同一平面进行安装,并且三者之间尽量靠近,好像一 个整体。整流变压器侧出线进整流柜,铜排长度不超过1.2m,整流 柜下出线,由地沟内铜排直接出线 选用较低的铜排电 流密度。交直流铜排导电的一般电流密度为1.2~1.5A/mm2,应选 用较低的铜排电流密度即1.2A/mm2。如果适当降低电流密度到 1.0A/mm2 进行铜排安装,能达到最佳的节能效果。2.5 使用大电流 元件的整流柜。当整流柜桥臂使用2~3 只大电流元件时,可提高均流 系数,降低元件的功率消耗,提高整流效率。整流柜桥臂使用2~3 大电流元件时比整流柜桥臂使用6只元件能减。少45%的整流柜损 耗。2.6 选用直降式整流变压器。与整流负荷的输送道理一样,整流 变压器网侧电压与输送负荷电压应保持一致。其直降电压越高,则高 压绕组的电流越低,发热损耗也就越小,因此,整流变压器的效率越 高。在条件允许的情况下,应提高输送电压,多采用直降式整流变压 运行经验(1)春季检修时,整流变压器风冷设备的风扇、散热管道除尘要彻 底,减少灰尘堵塞管道;保证散热的进风量和足够的散热面积。(2)整 流柜室散热设备要适时投入使用,如果通风量不足,可以增设排气 扇。(3)纯水冷却装置副水循环系统的散热塔要及时清污,保养好冷却 风机,保证散热塔的散热效果。(4)对纯水循环系统的水温严格控制, 提高纯水装置的冷却效率,既降低损耗,也延长整流元件的使用寿 命。(5)使用反渗透软水制出的纯水硬度大大降低,电导率也不超过 15μ S/cm,可保证冷却效果,减少漏电损耗。(6)加强对整流运行值班 人员的技术教育,提高其业务水平,使设备在最优状况下运行。(7)加 强管理,制定控制指标及相关的考核制度。 降低整流装置故障率的措施整流装置故障停车会造成电流效率下降,电耗上升;使离子膜运行 寿命缩短,运行成本及物料损耗上升等;还产生大量的检修费用。整流 装置常见的故障有硅元件均流不好,特性不一致造成元件损坏,水冷 装置故障造成整流桥臂发热超温,外线电压波动等。降低整流装置故 障率的措施包括如下几个方面。(1)加强整流柜均流度管理。均流度是 整流设备的一个重要技术指标,均流越好,损耗就越小。在运行中, 因震动、温度变化以及元件老化等原因,整流设备的均流度都会发生 变化。在现场运行管理中,必须加强对均流度的测量和记录,并及时 调整和更换元件,以保证较高的均流系数,从而降低设备的损耗。(2) 提高装置抗电网波动能力。对离子膜控制电源进行UPS 电源技术改 造,避免电压波动引起整个控制电源误跳。(3)改善离子膜控制柜接地 情况。单独设置保护接地,避免遭电网冲击影响时,装置设备元器件 烧毁而影响整流装置高负荷经济运行的情况。(4)做好装置设备的消缺 工作。认真开展规范科学的巡回检查工作,对改善设备的运行状况有 明显的效果。巡回检查时,发现整流柜、纯水装置漏水、阻容保护线 脱离等故障时,及时采取措施进行消缺处理。(5)开展备品、备件的专 项管理工作。从整流装置的故障分析可知,元器件故障损坏约占 50%。为此,开展备品、备件的专项管理工作,将所有备件进行统计、 归类,并输入电脑存档,实行闭环管理。对损坏的元器件及时进行修 复,对整流柜的PLC 程序进行备份,便于整流柜的检修维护,降低检 修费用,缩短检修时间。(6)如果整流装置环境中存在潮湿、腐蚀性气 体多的情况,则对数字集成电路板作防尘、防腐处理。 结语通过提高整流装置的变流效率进行节能降耗,可以降低企业的生产 成本,增强企业竞争力。氯碱企业的节能降耗问题不应停留在技术层 面上,还应在日常的企业管理中加强维护,以减少损耗,方能更好地 实现节能增效的目标。 参考文献 [1]王岩.电解铝供电系统的节能措施[J].世界有色金属, 2011(3):70-71. 下载说明:文档《整流装置节能降耗措施》,感谢你的阅读和下 载。本资源来自于网络,本着保护作者知识产权的原则,请您下载后 勿作商用,只可用于学习交流。本人如有侵犯作者权益,请作者留言 或者发站内信息联系本人,我将尽快删除。

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