王辛成，王 慶

（山東鋁業(yè)公司氯堿廠，山東 淄博 255052）

氯堿裝置避峰填谷安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行總結(jié)

王辛成，王 慶

（山東鋁業(yè)公司氯堿廠，山東 淄博 255052）

介紹了山東鋁業(yè)公司氯堿廠氯堿裝置采用避峰填谷的方式組織生產(chǎn)的情況及效果，并提出了注意事項(xiàng)。

氯堿生產(chǎn)；避峰填谷；負(fù)荷；調(diào)整

山東鋁業(yè)公司氯堿廠（以下簡(jiǎn)稱山鋁氯堿廠）現(xiàn)有燒堿生產(chǎn)能力16萬t/a。其中，一期裝置為伍德-迪諾拉BM-2.7高電流密度自然循環(huán)復(fù)極式離子膜電解槽4臺(tái)，6萬t/a，于2005年7月7日投產(chǎn)；二期裝置為日本旭化成NCH-2.7高電流密度自然循環(huán)離子膜電解槽5臺(tái)，10萬t/a，于2008年6月13日投產(chǎn)。

資源占氯堿生產(chǎn)成本的15%左右，能源占氯堿生產(chǎn)成本的60%左右。淄博地處魯中，周邊東營地區(qū)和濰坊地區(qū)有豐富的海鹽資源，山鋁氯堿廠充分利用了該資源優(yōu)勢(shì)。但是，對(duì)于氯堿生產(chǎn)最關(guān)鍵的能源—電，是沒有優(yōu)勢(shì)可言的，為了降低用電成本，形成核心競(jìng)爭(zhēng)力，山鋁氯堿廠提出了“以市場(chǎng)為導(dǎo)向、以效益為中心”的避峰填谷彈性生產(chǎn)組織模式，科學(xué)靈活地駕馭了生產(chǎn)裝置，確保了安全穩(wěn)定生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益最大化。

1 避峰填谷的概況

2008年6月6日，山東省物價(jià)局和山東省經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)聯(lián)合下發(fā) 《關(guān)于調(diào)整峰谷分時(shí)電價(jià)政策的通知》，高峰、低谷時(shí)段電價(jià)按基礎(chǔ)電價(jià)上下浮動(dòng)60%，尖峰時(shí)段電價(jià)按基礎(chǔ)電價(jià)上浮70%，平段仍執(zhí)行基礎(chǔ)電價(jià)。

“避峰填谷”是在高電價(jià)峰值時(shí)間段，裝置在安全的最低負(fù)荷下運(yùn)行，在低電價(jià)谷值時(shí)間段，裝置在允許的最高負(fù)荷下運(yùn)行，同時(shí)，匹配動(dòng)力設(shè)備隨負(fù)荷變化進(jìn)行開停，通過合理的負(fù)荷調(diào)整來控制電費(fèi)。

該廠沒有自備電廠以及氯氣下游產(chǎn)業(yè)，比較適合采取避峰填谷生產(chǎn)組織模式。

2 采取的措施及控制（執(zhí)行）過程

（1）根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際運(yùn)行情況，不斷優(yōu)化和完善避峰填谷方案，做到測(cè)算值與實(shí)際運(yùn)行值相符。在測(cè)算過程中，要把握最新產(chǎn)品市場(chǎng)和原材料價(jià)格，必要時(shí)增加測(cè)算頻次，及時(shí)對(duì)生產(chǎn)組織作出指導(dǎo)，確保生產(chǎn)組織的高度靈活性。

（2）利用避峰裝置低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間，在確?？傌?fù)荷和總電量不變的前提下，進(jìn)行單槽停車檢修及部分大型設(shè)備切換檢查，解決了制約裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行的瓶頸問題，實(shí)現(xiàn)了裝置全年無大修。

（3）在日本旭化成工藝設(shè)計(jì)中，陰極液系統(tǒng)沒有加熱裝置，樹脂塔后鹽水直接進(jìn)電解槽沒有加熱裝置。當(dāng)電解槽低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，電解槽槽溫僅為81℃，槽電壓明顯偏高，為此，在樹脂塔后增加鹽水換熱器，低負(fù)荷時(shí)，通過升高進(jìn)槽鹽水溫度的方式來提高槽溫，此時(shí)，電解槽的槽溫能夠維持在87℃，槽電壓降低50 mV左右。

（4）優(yōu)化設(shè)備開停，在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，氯氣產(chǎn)出量降低，氯氣壓縮裝置中的透平機(jī)和氯氣液化裝置中的液化機(jī)組均可停1臺(tái)，每臺(tái)設(shè)備的額定功率為280kW，每天8h低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間可節(jié)電4480kW·h，僅此一項(xiàng)，每年可節(jié)約電費(fèi)150多萬元。

3 避峰填谷運(yùn)行過程中關(guān)鍵參數(shù)的變化和控制情況

改變運(yùn)行電流負(fù)荷時(shí),電解槽各項(xiàng)參數(shù)隨負(fù)荷變化而變化，同時(shí)脫氯系統(tǒng)、鹽水精制系統(tǒng)和氯氫系統(tǒng)也發(fā)生變化，不僅應(yīng)該注意電解槽參數(shù)的控制，還應(yīng)對(duì)脫氯系統(tǒng)、鹽水精制系統(tǒng)和氯氫系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

3.1 電解槽參數(shù)

（1）槽溫

升降電流時(shí)，電極產(chǎn)生的熱量發(fā)生變化,電解槽內(nèi)物料的溫度發(fā)生變化，槽溫改變。在不同負(fù)荷下，為了保證離子膜高效運(yùn)行，應(yīng)保持適當(dāng)?shù)牟蹨亍?/p>

降負(fù)荷前，在緩慢提升進(jìn)槽鹽水的溫度的同時(shí)，以一定速率開始降負(fù)荷，鹽水加熱的溫度隨峰值期間的負(fù)荷而定，升溫速度和降負(fù)荷的速率應(yīng)保證槽溫緩慢變化，在低負(fù)荷時(shí)槽溫>84℃。

升負(fù)荷前，在緩慢降低鹽水溫度的同時(shí)，以一定速率開始升負(fù)荷，保證槽溫緩慢升至88~89℃，同時(shí)，根據(jù)槽溫情況來控制進(jìn)槽燒堿的溫度。

（2）壓差

在改變電解槽的電流負(fù)荷時(shí),產(chǎn)生氣體的量會(huì)發(fā)生變化。為了防止氯氫壓差波動(dòng),需要控制電流負(fù)荷的變化速度和氯氣壓縮機(jī)抽力的變化，保證槽內(nèi)氯氣壓力緩慢調(diào)整至規(guī)定值。

在保證槽內(nèi)氯氣壓力穩(wěn)定的同時(shí)，氫氣自動(dòng)閥和氯氣自動(dòng)閥處于串級(jí)狀態(tài)且自動(dòng)閥的自動(dòng)調(diào)整速率適當(dāng)。

3.2 脫氯系統(tǒng)

（1）真空度

隨著負(fù)荷的升降，出槽陽極液流量和陽極液中的游離氯也發(fā)生改變，脫氯系統(tǒng)的真空度也發(fā)生改變，真空度控制不好，易造成脫氯系統(tǒng)混亂，導(dǎo)致回鹽水游離氯超標(biāo)腐蝕管道設(shè)備。需加強(qiáng)真空泵的巡檢力度，保證真空泵穩(wěn)定運(yùn)行。調(diào)節(jié)真空泵回流閥，保證真空度為-65～-75 kPa。

（2）脫氯系統(tǒng)加酸量、加堿量、亞硫酸鈉加入量

隨著負(fù)荷的升降，出槽陽極液流量和陽極液中的游離氯也發(fā)生改變，陽極液酸化所需加酸量和陽極液脫氯后加堿量、加亞硫酸鈉量都會(huì)發(fā)生改變，控制不好會(huì)造成回鹽水游離氯超標(biāo)。在升降負(fù)荷時(shí)，及時(shí)調(diào)整陽極液加酸量，保持陽極液pH值為2左右；及時(shí)調(diào)整脫氯鹽水加堿量，保持鹽水pH值為10左右；保持亞硫酸鈉濃度，及時(shí)調(diào)整脫氯鹽水亞硫酸鈉加入量，控制回鹽水氧化還原電位為-100 mV以下。

3.3 鹽水精制系統(tǒng)

一次鹽水精制系統(tǒng)的流量、溫度、pH值會(huì)隨著進(jìn)槽鹽水流量和回鹽水流量、溫度的變化而變化，調(diào)整不當(dāng)會(huì)造成整套裝置處于混亂，且影響電解槽的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（1）無論裝置在高負(fù)荷還是低負(fù)荷階段，應(yīng)保持鹽水精制系統(tǒng)鹽水的流量，低負(fù)荷時(shí)，由于鹽水流量不變，精鹽水貯罐的液位上漲，高負(fù)荷時(shí)，用精鹽水貯罐的液位補(bǔ)償進(jìn)槽鹽水流量和一次鹽水流量的差異，但一次鹽水的流量需要考慮進(jìn)槽鹽水所需流量和精鹽水貯罐的能力等因素。

（2）保持化鹽水的溫度，高負(fù)荷時(shí)，利用中轉(zhuǎn)罐中低溫化鹽水冷卻高溫的回鹽水，低負(fù)荷時(shí)用蒸汽加熱化鹽水溫度，保證鹽水系統(tǒng)不會(huì)因溫差而紊亂。

（3）嚴(yán)格控制回鹽水的pH值，同時(shí)根據(jù)鹽水系統(tǒng)pH值變化及時(shí)調(diào)整鹽水系統(tǒng)加堿量，控制精制鹽水系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的過堿量，并及時(shí)調(diào)整各個(gè)精制劑的加入量，保證鹽水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3.4 氯氫系統(tǒng)

升降負(fù)荷時(shí)，電解槽產(chǎn)生的氯氣和氫氣量改變，氯氣和氫氣系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)壓力發(fā)生波動(dòng)，如果不及時(shí)調(diào)節(jié)，會(huì)造成壓差波動(dòng)造成停車，還會(huì)影響下游工序的運(yùn)行，同時(shí)，氯氣干燥系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)也會(huì)發(fā)生變化，調(diào)整不及時(shí)，會(huì)造成氯氣含水量增加，腐蝕設(shè)備。

（1）升降負(fù)荷時(shí)，通過調(diào)節(jié)氯氣自動(dòng)閥門或者壓縮機(jī)本機(jī)回流，保證氯氣壓縮機(jī)的抽力平穩(wěn)，根據(jù)負(fù)荷和氯氣量，優(yōu)化開停氯氣壓縮機(jī)；升負(fù)荷需要增開設(shè)備時(shí)，要提前開啟氯氣壓縮機(jī)，并快速而平穩(wěn)地并入系統(tǒng)；降負(fù)荷需要停設(shè)備時(shí)，緩慢關(guān)閉氯氣壓縮機(jī)的進(jìn)口，同時(shí)打開本機(jī)回流，等待系統(tǒng)平穩(wěn)后，按照程序停壓縮機(jī)。

（2）升降負(fù)荷時(shí)，氯氣和氫氣壓縮機(jī)泵后壓力發(fā)生改變，通過自動(dòng)閥門保證氯氣和氫氣壓縮機(jī)泵后壓力的平穩(wěn)變化，同時(shí)，根據(jù)氯氣和氫氣的壓力、適當(dāng)調(diào)整次氯酸鈉和鹽酸的產(chǎn)量，平衡尾氣系統(tǒng)。

（3）升降負(fù)荷時(shí)，電解槽產(chǎn)生氯氣的溫度和氣量發(fā)生改變，合理調(diào)整干燥系統(tǒng)濃硫酸的加入量和氯氣的溫度，保證氯氣含水量為100×10-6以下，防止腐蝕設(shè)備。

4 避峰填谷的效果

以電價(jià)的變化和總體的效益來說明避峰填谷的效果。電價(jià)和利潤(rùn)曲線見圖1和圖2。

5 避峰填谷的注意事項(xiàng)和運(yùn)行總結(jié)

（1）每天要根據(jù)產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格和原材料價(jià)格的變化，進(jìn)行對(duì)比測(cè)算，及時(shí)靈活地調(diào)整避峰填谷運(yùn)行方案。

（2）根據(jù)不同的電價(jià)時(shí)間段進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整，一天要進(jìn)行4次升降負(fù)荷操作，精細(xì)化的操作技能尤為關(guān)鍵，同時(shí)，全廠各工序配合密切，有統(tǒng)一的協(xié)調(diào)指揮系統(tǒng)。

（3）嚴(yán)格按照計(jì)劃運(yùn)行方案，掌握負(fù)荷升降的幅度，嚴(yán)格按照規(guī)定的時(shí)間要求掌握升降負(fù)荷速率，不能操之過急。

（4）在負(fù)荷升降過程中，要頻繁地調(diào)整檔位，否則影響整流變壓器有載開關(guān)的使用壽命，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生瓦斯氣體，威脅整流變壓器的安全運(yùn)行。要及時(shí)排掉瓦斯，加強(qiáng)油樣分析，定期更換變壓器油。

（5）注意電解槽溫度的控制，尤其是低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，槽溫降低，會(huì)導(dǎo)致墊片的彈力下降，電解槽槽外泄漏的可能性增大，也會(huì)造成槽電壓升高、電耗升高。

（6）在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，要加強(qiáng) NaCl/NaOH、H2/Cl2、O2/Cl2等關(guān)鍵指標(biāo)的檢測(cè)。若有加酸情況，低負(fù)荷要停止。

（7）升降負(fù)荷運(yùn)行會(huì)伴隨著鹽水溫度變化與流量的變化，造成鹽水質(zhì)量不穩(wěn)定。要嚴(yán)格控制回鹽水指標(biāo)，加強(qiáng)操作鹽水精制工序，確保化鹽水溫度穩(wěn)定。

（8）銷售計(jì)劃的排定要與負(fù)荷調(diào)整時(shí)間相匹配，確保發(fā)貨環(huán)節(jié)的銜接，在產(chǎn)品生產(chǎn)能力不斷變化的過程中，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)銷平衡。

Safe and economic operation summary of off-peak valley filling

WANG Xin-cheng,WANG Qing
(Shandong Aluminum Company Chlor-alkali plant,Zibo 255052)

The case of production organization and effect of chlor-alkali device adopting the way of off-peak valley filling were introduced,and the notes were proposed.

chlor-alkali production;off-peak valley filling;load;adjustment

TQ114.26

B

1009－1785(2011)09-0032-03

2011-04-20