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)濟穩(wěn)定運行總結(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。

氯堿生產(chǎn)；避峰填谷；負荷；調(diào)整

山東鋁業(yè)公司氯堿廠（以下簡稱山鋁氯堿廠）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，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，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。但是，對于氯堿生產(chǎn)最關(guān)鍵的能源—電，是沒有優(yōu)勢可言的，為了降低用電成本，形成核心競爭力，山鋁氯堿廠提出了“以市場為導(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)，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益最大化。

1 避峰填谷的概況

2008年6月6日，山東省物價局和山東省經(jīng)濟貿(mào)易委員會聯(lián)合下發(fā) 《關(guān)于調(diào)整峰谷分時電價政策的通知》，高峰、低谷時段電價按基礎(chǔ)電價上下浮動60%，尖峰時段電價按基礎(chǔ)電價上浮70%，平段仍執(zhí)行基礎(chǔ)電價。

“避峰填谷”是在高電價峰值時間段，裝置在安全的最低負荷下運行，在低電價谷值時間段，裝置在允許的最高負荷下運行，同時，匹配動力設(shè)備隨負荷變化進行開停，通過合理的負荷調(diào)整來控制電費。

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)實際運行情況，不斷優(yōu)化和完善避峰填谷方案，做到測算值與實際運行值相符。在測算過程中，要把握最新產(chǎn)品市場和原材料價格，必要時增加測算頻次，及時對生產(chǎn)組織作出指導(dǎo)，確保生產(chǎn)組織的高度靈活性。

（2）利用避峰裝置低負荷運行時間，在確?？傌摵珊涂傠娏坎蛔兊那疤嵯拢M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)定運行的瓶頸問題，實現(xiàn)了裝置全年無大修。

（3）在日本旭化成工藝設(shè)計中，陰極液系統(tǒng)沒有加熱裝置，樹脂塔后鹽水直接進電解槽沒有加熱裝置。當電解槽低負荷運行時，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，低負荷時，通過升高進槽鹽水溫度的方式來提高槽溫，此時，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，在低負荷運行時，氯氣產(chǎn)出量降低，氯氣壓縮裝置中的透平機和氯氣液化裝置中的液化機組均可停1臺，每臺設(shè)備的額定功率為280kW，每天8h低負荷運行時間可節(jié)電4480kW·h，僅此一項，每年可節(jié)約電費150多萬元。

3 避峰填谷運行過程中關(guān)鍵參數(shù)的變化和控制情況

改變運行電流負荷時,電解槽各項參數(shù)隨負荷變化而變化，同時脫氯系統(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)對脫氯系統(tǒng)、鹽水精制系統(tǒng)和氯氫系統(tǒng)各項參數(shù)進行調(diào)整。

3.1 電解槽參數(shù)

（1）槽溫

升降電流時，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。在不同負荷下，為了保證離子膜高效運行，應(yīng)保持適當?shù)牟蹨亍?/p>

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

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

（2）壓差

在改變電解槽的電流負荷時,產(chǎn)生氣體的量會發(fā)生變化。為了防止氯氫壓差波動,需要控制電流負荷的變化速度和氯氣壓縮機抽力的變化，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，氫氣自動閥和氯氣自動閥處于串級狀態(tài)且自動閥的自動調(diào)整速率適當。

3.2 脫氯系統(tǒng)

（1）真空度

隨著負荷的升降，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腐蝕管道設(shè)備。需加強真空泵的巡檢力度，保證真空泵穩(wěn)定運行。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、加亞硫酸鈉量都會發(fā)生改變，控制不好會造成回鹽水游離氯超標。在升降負荷時，及時調(diào)整陽極液加酸量，保持陽極液pH值為2左右；及時調(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值會隨著進槽鹽水流量和回鹽水流量、溫度的變化而變化，調(diào)整不當會造成整套裝置處于混亂，且影響電解槽的安全穩(wěn)定運行。

（1）無論裝置在高負荷還是低負荷階段，應(yīng)保持鹽水精制系統(tǒng)鹽水的流量，低負荷時，由于鹽水流量不變，精鹽水貯罐的液位上漲，高負荷時，用精鹽水貯罐的液位補償進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，高負荷時，利用中轉(zhuǎn)罐中低溫化鹽水冷卻高溫的回鹽水，低負荷時用蒸汽加熱化鹽水溫度，保證鹽水系統(tǒng)不會因溫差而紊亂。

（3）嚴格控制回鹽水的pH值，同時根據(jù)鹽水系統(tǒng)pH值變化及時調(diào)整鹽水系統(tǒng)加堿量，控制精制鹽水系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的過堿量，并及時調(diào)整各個精制劑的加入量，保證鹽水系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

3.4 氯氫系統(tǒng)

升降負荷時，電解槽產(chǎn)生的氯氣和氫氣量改變，氯氣和氫氣系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)壓力發(fā)生波動，如果不及時調(diào)節(jié)，會造成壓差波動造成停車，還會影響下游工序的運行，同時，氯氣干燥系統(tǒng)的各項參數(shù)也會發(fā)生變化，調(diào)整不及時，會造成氯氣含水量增加，腐蝕設(shè)備。

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

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

（3）升降負荷時，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

以電價的變化和總體的效益來說明避峰填谷的效果。電價和利潤曲線見圖1和圖2。

5 避峰填谷的注意事項和運行總結(jié)

（1）每天要根據(jù)產(chǎn)品市場價格和原材料價格的變化，進行對比測算，及時靈活地調(diào)整避峰填谷運行方案。

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

（3）嚴格按照計劃運行方案，掌握負荷升降的幅度，嚴格按照規(guī)定的時間要求掌握升降負荷速率，不能操之過急。

（4）在負荷升降過程中，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，同時會產(chǎn)生瓦斯氣體，威脅整流變壓器的安全運行。要及時排掉瓦斯，加強油樣分析，定期更換變壓器油。

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

（6）在低負荷運行時，要加強 NaCl/NaOH、H2/Cl2、O2/Cl2等關(guān)鍵指標的檢測。若有加酸情況，低負荷要停止。

（7）升降負荷運行會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。要嚴格控制回鹽水指標，加強操作鹽水精制工序，確?；}水溫度穩(wěn)定。

（8）銷售計劃的排定要與負荷調(diào)整時間相匹配，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