电解铝生产的主体设备是铝电解槽课件.ppt

GB 21346-2008 电解铝企业单位产品能源消耗限额,二O一O年五月,GB 21346-2008 电解铝企业,标准制订的意义和制订过程,电解铝生产的主体设备是铝电解槽课件,1）“十一五”规划纲要中提出十一五期间单位国内生产总值能耗降低左右；节约能源法第十三条规定：国务院标准化主管部门和国务院有关部门依法组织制定并适时修订有关节能的国家标准、行业标准，建立健全节能标准体系。国务院标准化主管部门会同国务院管理节能工作的部门和国务院有关部门制定强制性的用能产品、设备能源效率标准和生产过程中耗能高的产品的单位产品能耗限额标准。,1、标准制订的目的和意义,1、标准制订的目的和意义,2）有色金属工业是国家重点高耗能产业之一，2005年我国有色金属工业总耗能量约占全国总能耗的3.1%。在国家发改委、国家能源领导小组等五部委联合发布千家企业节能行动实施方案中，2004年企业综合能源消费量达到18万吨标准煤以上的千家企业中，有色金属企业占了71家，其中铝冶炼企业51家。3）电解铝产品能耗相对较高，俗称“电老虎”。经过多年技术进步，国内电解铝企业综合交流电耗由2001年15470千瓦时/吨降到2008年14323千瓦时/吨，而且电解铝产量较大，2008年10种有色金属总产量2519万吨，其中电解铝产量1318万吨，占52%以上，其耗电量约占全国照明用电的一半，是全国总耗电的约5%。,2）有色金属工业是国家重点高耗能产业之一，20,2001年至2008年铝电解综合交流电耗,2001年至2008年铝电解综合交流电耗,4）十年来我国电解铝工业发展迅速，技术装备水平明显提高，但投资严重过热，产量从2000年283万吨急剧增加到2008年的1376万吨，占世界总产量约33%。2009年已建产能已超过2100万吨。本标准的制订和实施将为制止铝冶炼企业盲目投资和低水平重复建设、淘汰高耗能高污染的落后电解铝生产工艺提供依据，促进铝行业优化产业结构，促进企业技术进步。,4）十年来我国电解铝工业发展迅速，技术装备水平明显提高,20002008年我国电解铝产量,20002008年我国电解铝产量,20012007年世界电解铝产量,20012007年世界电解铝产量,我国铝产量占世界铝产量的比重,我国铝产量占世界铝产量的比重,2、电解铝生产工艺简介,目前电解铝企业普遍采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法进行生产。其原理是以氧化铝为原料，冰晶石等氟化盐为溶剂，炭素材料为阳极和阴极，通入直流电，在阳极和阴极间发生电化学反应，使电解质中的铝离子在阴极上得到电子而析出得到铝液，氧离子在阳极上放电生成二氧化碳和一氧化碳混合气体。定期用真空抬包将电解槽中铝液吸出运往铸造工序铸造成铝锭。电解铝生产的主体设备是铝电解槽，预焙阳极电解槽为当今铝工业发展的主流槽型，我国预焙电解槽槽型种类较多，槽容量包括从70kA400kA多种槽型。,2、电解铝生产工艺简介 目前电解铝企业普遍采用冰晶石-,电解铝生产流程简图,电解铝生产流程简图,3、电解铝企业单位产品能源消耗限额,能源消耗是指原料在加工生产过程中消耗的各种能源。产品能源消耗是指综合能源消耗。限额，即应该控制的、不能超过的指标。电解铝企业能源消耗：主要是电力，包括直流电、交流电两部分，电解槽生产工艺用电是直流电。还有燃料油、煤气、天然气、蒸汽、压缩空气、煤、新水、循环水等。,3、电解铝企业单位产品能源消耗限额 能源消耗是指原料在,电解铝企业产品:是指原料经过加工生产后符合质量标准要求并直接在市场上销售的物质，电解铝企业的产品主要为铝锭。参与计算能源消耗限额产品必须已完成全部生产过程，经检验符合规定的质量标准，并办完入库手续的合格铝锭产品。合格铝锭产品是指满足GB/T 1196-2008重熔用铝锭要求的铝锭。单位产品是指单位合格产品。,电解铝生产的主体设备是铝电解槽课件,4、本标准制订过程,调研：通过实地调研和发函共收集到16家电解铝企业，27个电解系列三年主要能耗指标数据，涵盖了我国从80kA到350kA主要电解槽槽型。标准初审：2007年1月14日在北京市召开初审会；标准审定：2007年6月27日至29日在宁夏银川市召开审定会。标准实施日期：2008年6月1日,4、本标准制订过程,5、限额指标的确定原则,能耗限额指标选定原则：充分反映电解铝企业的能耗水平；在现有生产情况下，有合适的计量手段和一致的统计计算方法，便于能耗指标对比和考核。电解铝企业单位产品能源消耗限额分为三个等级:现有铝电解企业单位产品能耗限额限定值;新建铝电解企业单位产品能耗限额准入值;铝电解企业单位产品能耗限额先进值。,5、限额指标的确定原则能耗限额指标选定原则：,6、限额指标的确定,本标准中能耗限额指标确定为单位产品综合能耗、电解铝综合交流电耗和铝液交流电耗三项。单位产品综合能耗：反映了电解铝企业的整体生产技术、装备和管理水平；综合交流电耗：指生产每吨合格铝锭消耗的用于电解铝生产的综合交流电量，电解铝企业的能耗绝大部分是电耗，2007年国家发改委在铝行业准入条件中，把综合交流电耗作为主要能耗准入指标之一；铝液交流电耗：是指生产每吨铝液消耗的交流电量，其既反映了电解槽生产技术和操作管理水平，又反映了整流器整流效率的高低，称为可比交流电耗。铝电解槽工艺用电占电解铝综合电耗的绝大部分，而且各个企业在整流机组输入侧都安装有电量计量仪表，作为电业部门收费的依据之一，并考虑到个别电解铝企业以电解铝液作为最终产品直接销售给附近的加工企业，这样有利于减少铝锭的重熔损失和能耗。,6、限额指标的确定本标准中能耗限额指标确定为单位产品综合能耗,铝电解能耗分配示意简图,铝电解能耗分配示意简图,7、能耗限额指标数值的确定方法,能耗限额三个级别指标中最重要的是限定值指标，既要满足国家规定的“淘汰现有2030的落后工艺或设备”，又要符合现有企业的生产实际情况，按照GB/T 12723“产品单位产量能源消耗定额编制通则”，能源消耗定额应为近三年全国同行业能耗指标的平均值乘以一定的系数而得出。系数应根据行业的发展、数据收集范围和其他情况来确定。能耗限额准入值取国内先进水平，参考06年指标平均值确定；能耗限额先进值取国际先进水平或国内领先水平。,7、能耗限额指标数值的确定方法 能耗限额三个级,8、电解铝液交流电耗等级指标的确定,调研企业20042006年铝液交流电耗平均值14175kWh/t，考虑到调研企业技术装备水平和能耗指标在国内同行业属于中上游水平，电解铝液交流电耗限定级指标在14400kWh/t较为合适；2006年调研企业铝液交流电耗平均13988 kWh/t，新建准入级应低于此数值；参考铝液交流电耗国外先进水平和国内领先水平以及调研企业的能耗水平确定目标值。在调研企业27个电解系列中2006年有3个系列电解铝液交流电耗超过限定级指标，9个系列达到新建准入级指标，其中2个系列达到目标级指标。,8、电解铝液交流电耗等级指标的确定调研企业2004200,9、电解铝综合交流电耗等级指标的确定,依据国家发改委下发的铝行业准入条件中能耗指标的要求，在新建准入级和目标级加入电解铝综合交流电耗限额指标。电解铝综合交流电耗是在铝液交流电耗的基础上加上焙烧启动、停槽、铸造工序和辅助附属工序及线路损失等部分电耗。根据电解铝生产电耗指标实际情况，本标准电解铝综合交流电耗限额指标较铝液交流电耗限额指标高500kWh/t。,9、电解铝综合交流电耗等级指标的确定 依据国家发,10、单位产品综合能耗等级指标确定,由于电解铝企业的产品种类较多，而且各个企业产品品种产量不一，生产装备工艺差别较大，铸造损耗和能耗各有不同，部分企业在生产过程中还加有再生铝，为了排除这些差别，本标准综合能耗指标计算只包括重熔用铝锭产量和能耗，不包括多品种铝及铝合金产品的产量和能耗。我们对调研企业综合能耗数据进行了处理和分析，20042006年单位产品综合能耗平均值1.930吨标煤/t。考虑调研企业的技术装备水平和大部分企业为所有铝产品的综合能耗数据，重熔用铝锭单位产品综合能耗限定级指标在1.900吨标煤/t较为合适。2006年调研企业单位产品综合能耗平均值1.880吨标煤/t，新建准入级应低于此数值，结合电解铝液交流电耗等级指标确定了重熔用铝锭单位产品综合能耗等级指标。在调研企业中2006年有3个企业或电解系列单位产品综合能耗超过限定级指标，8个企业或电解系列达到新建准入级指标，其中2个企业达到目标级指标。,10、单位产品综合能耗等级指标确定 由于电解铝,标准条文释义,电解铝生产的主体设备是铝电解槽课件,前言,本标准的第4.1条和4.2条是强制性，其余是推荐性。现有电解铝企业单位产品能耗限额限定值 新建电解铝企业单位产品能耗限额准入值 负责起草单位：中国铝业河南分公司 中国铝业贵州分公司 中国有色金属工业标准计量质量研究所。,前言 本标准的第4.1条和4.2条是强制性，其,1 范围,本标准适用于采用冰晶石-氧化铝熔盐电解法生产的电解铝企业，包括现有电解铝企业产品能耗指标的计算、考核和新建电解铝企业或现有电解铝企业新扩建的电解系列产品能耗指标的控制。2 规范性引用文件3 术语、定义与符号,1 范围 本标准适用于采用冰晶石-氧化铝熔盐电,4 技术要求,4.1 现有电解铝企业单位产品能耗限额限定值 本条属于强制性条款，是本标准的核心所在。本条规定了现有电解铝企业单位产品能耗指标必须达到的水平，不能达到能耗限额限定值的电解铝生产线应进行整改或停产。,4 技术要求,节约能源法第七十二条规定：生产单位超过单位产品能耗限额标准用能，情节严重，经限期治理逾期不治理或者没有达到治理要求的，可以由管理节能工作的部门提出意见，报请本级人民政府按照国务院规定的权限责令停业整顿或者关闭。现有电解铝企业达到限额限定值的规定，也必须逐步进行技术改造，在“十一五”末能耗水平达到新建企业能耗水平标准。本条款有效期31个月，其实2008年四季度突然爆发的世界经济危机，铝锭价格急剧下降，已经使部分高能耗、高电价、高成本的电解铝企业逼迫停产。,节约能源法第七十二条规定：生产单位超过单位产品能耗限,4.2 新建电解铝企业单位产品能耗限额准入值,本条属于强制性条款，是本标准的重要内容之一。本条规定了新建电解铝企业或现有电解铝企业改扩建的电解系列单位产品能耗指标必须达到的水平，高于能耗限额准入值的不予准入。国家鼓励新建企业按照电解铝企业单位产品综合能耗限额先进值进行设计、建造。,4.2 新建电解铝企业单位产品能耗限额准入值,铝电解槽从焙烧启动到正常生产一般需要约3个月的非正常生产期，主要工作是建立炉膛和调整技术条件，逐步达到正常生产工艺技术的要求，才能实现设计的技术经济指标。新建系列电解槽需要分批逐步启动，达到规定的生产槽数也要一定时间周期。新建铝电解企业由于职工操作经验少、新设备多，达标达产时间可能更长。因此对改扩建电解铝生产线能耗指标的考核时间确定为启动6个月后开始，对新建电解铝企业确定为启动12个月后开始。,铝电解槽从焙烧启动到正常生产一般需要约3个月的非正常生产期,4.3 电解铝企业单位产品能耗限额限先进值,本条是电解铝企业能耗限额先进值，是目前国内外电解铝企业能耗指标的先进水平，是电解铝企业应通过加强管理和技术进步达到的目标。电解铝企业达到综合能耗限额先进值的规定，并不代表该企业单位产品综合能耗达到国内或国际上的领先水平，随着铝电解技术的不断发展和先进设备的采用，电解铝企业单位产品综合能耗也越来越低。鼓励企业按照先进值标准来进行技术改造，更鼓励企业按照国内或国际上领先水平进行技术改造。,4.3 电解铝企业单位产品能耗限额限先进值 本条是电解铝,5 能耗计算原则、计算范围及计算方法,5.1 计算原则5.1.1 企业生产的能源消耗 企业消耗的能源指用于生产活动的各种能源。包括：一次能源（原煤、原油、天然气等）、二次能源（如电力、热力、石油制品、焦炭、煤气等）、耗能工质（水、氧气、压缩空气等）和余热资源。包括能源及耗能工质在企业内部进行贮存、转换及计量供应（包括外销）中的损耗，包括用做原料的能源，不包括生活用能和批准的基建项目用能。“能源消耗”的概念是指消耗了多少外购能源，企业所消耗的各种能源不得重计或漏计。存在供需关系时，输入、输出双方在计算中量值上应保持一致。企业实际生产过程中消耗能源可以是一种或几种，只要涉及到以上能源就要进行统计。,5 能耗计算原则、计算范围及计算方法5.1 计算原则,5.1.2 报告期内企业生产消耗能源量本条介绍了企业生产消耗能量的计算方法。5.1.3 能源实物量的计量 企业建立计量基准器具、计量标准器具，进行计量检定，制造、修理、销售、使用计量器具应遵守中华人民共和国计量法。企业能源计量器具配备和管理应符合GB 17167的规定。5.1.4 各种能源（包括生产耗能工质消耗的能源）折算的原则及计量单位,5.1.2 报告期内企业生产消耗能源量,5.1.4.1 单位产品能耗用千克标准煤（kgce）或吨标准煤（tce）表示，应用基低（位）发热量等于29.3076兆焦称为1千克标准煤。5.1.4.2 企业消耗的煤炭、焦炭、燃料油、煤气等外购能源的折算系数，应按国家规定的测定分析方法进行分析测定，按实测值换算为标准煤；不能实测的，应按能源供应部门提供的低（位）发热量进行换算；在上述条件均不具备时，可用国家统计部门规定的折算系数换算为标准煤。在企业内部同一能源品种，由于到货时间、供货单位不同，其实际发热值也不一样，因此确定折标准煤系数一般采用加权算术平均数的计算方法。,5.1.4.1 单位产品能耗用千克标准煤（kgce）或吨标,5.1.4.3 电力按国家统计部门规定的折算系数换算。5.1.4.4 企业加工转换的二次能源及耗能工质按相应的等价热值折算，进入各种产品能耗中。等价热值是指加工转换产出的某种二次能源或耗能工质相应投入的一次能源的当量，即获得一个度量单位的某种二次能源或耗能工质所消耗的，以热值表示的一次能源量。5.1.4.5 能源及耗能工质实物消耗量计算单位 能源及耗能工质实物消耗量计算单位应选用常用法定计量单位。由于能源的形态不一，对能源实物量进行计量时，往往采用不同的计量单位，如对固体能源采用质量单位，对气体能源采用体积单位。电力采用热功单位来表示。,5.1.4.3 电力按国家统计部门规定的折算系数换算。,5.1.5 余热资源计算原则 企业内回收余热资源属于节约能源循环利用，不属于外购能源，在计算能耗时，应避免和外购能源重复计算，按余热利用装置用能计入能耗。5.1.6 间接综合能耗量应根据诸产品工艺能耗量占企业生产工艺能耗总量的比例，分摊到各个产品。,5.1.5 余热资源计算原则,5.2 计算范围,本标准中说明电解铝液交流电耗、产品实物单耗、工艺能源单耗、综合能源单耗和工序能源单耗等主要能耗指标的计算方法。工艺能源单耗和综合能源单耗为重熔用铝锭的能耗指标，只计算重熔用铝锭产量和相应的能耗量。目前大部分电解铝企业产品品种较多，除重熔用铝锭之外，还有铝线坯、铝板卷、铝母线、铝合金等产品，因生产工艺和设备的区别，其耗能量高于重熔用铝锭，本标准不涉及这些多品种产品能耗指标的计算。,5.2 计算范围本标准中说明电解铝液交流电耗、产品实物,5.3 计算方法,5.3.1 电解铝液交流电耗 WJ 焙烧和启动及启动后期管理主要是为正常生产做好设备和技术的准备工作，需要额外消耗一定的不是用来电解铝的能耗，同样电解槽停槽后，电流经过导电母线及短路口形成电压降，会损耗一定电量，为了减少焙烧启动和停槽对正常生产电解铝液交流电耗的影响，增加其可比性，铝行业在计算铝液交流电耗时，通常扣除焙烧、启动和停槽导电母线及短路口消耗的交流电量。,5.3 计算方法5.3.1 电解铝液交流电耗,5.3.1.1 电解系列工艺消耗的交流电量以安装在整流机组输入侧的计量仪表计数为准。5.3.1.2 电解系列电解铝液产量包括正常生产槽、大修启动槽、二次启动槽和新建槽的铝液产量。电解铝液产量通常以报告期内实际出铝量为统计计算依据。5.3.1.3 电解槽焙烧、启动期间消耗交流电量：不同电解厂电解槽焙烧和启动方法和时间不同，为了公平合理，增加铝液交流电耗指标的可比性，铝行业通常采用对每台焙烧启动槽补偿不超过30伏天的电压来计算焙烧、启动期间消耗交流电量，超出30伏天的电压列入正常生产用电。5.3.1.4 停槽导电母线及短路口损耗交流电量:不同电解槽停槽导电母线及短路口的电压降大小不同，在计算其损耗交流电量时应以实际停槽的电压降值为准，要求不超过0.3伏。,5.3.1.1 电解系列工艺消耗的交流电量以安装在整流机组输,5.3.2 产品实物单耗,5.3.2.1 综合交流电耗计算公式,电解铝综合交流电耗是指生产每吨铝锭消耗的用于电解铝生产的全部电量。电解铝生产中消耗的电量包括电解工序用直流折交流电量、铸造用电及烟气净化、空压机、整流、物料输送、动力照明等辅助附属部门用电及分摊的线路损失。该指标的子项和母项计算口径应该一致，如果待入库的周转铝量波动较大时，对电解铝综合交流电耗将有较大影响，应尽量避免。,5.3.2 产品实物单耗5.3.2.1 综合交流电耗计,计算公式 电解铝生产消耗的能源除电力外，主要还有燃料油、煤气、天然气、蒸汽、压缩空气、煤、新水、循环水等品种。,5.3.2.2 其他能源品种实物单耗,计算公式 5.3.2.2 其他能源品种实物单耗,电解铝工艺能源单耗是指报告期内生产电解铝时主要生产过程中所消耗的各项能源总和与报告期内合格的电解铝产量的比值。电解铝工艺消耗的能源量通常以消耗的能源实物量乘以折标准煤系数计算。电解铝工艺能耗包括电解工序消耗的电、压缩空气、燃气和铸造工序所消耗的电、压缩空气、燃气、重油、柴油、蒸汽、水及电解工序、铸造工序的动力、照明等用能量。,5.3.3 工艺能源单耗,电解铝工艺能源单耗是指报告期内生产,5.3.4 综合能源单耗,电解铝综合能源单耗是工艺能源单耗加上应分摊的间接能源消耗。间接能源消耗是指辅助附属生产系统能耗分摊量、企业能源转换分摊量和企业内部能源正常损耗量。,5.3.4 综合能源单耗 电解铝综合能源单耗是工艺能,5.3.5 工序能源单耗,电解铝生产主要生产系统包括电解工序、铸造工序、辅助附属工序。5.3.5.1 电解工序 该工序消耗能源量包括整流所供给电解槽系列的全部工艺用电量以及其他用能量。不包括电解厂房内的动力、通风排烟、烟气净化设施、大修的用电量,此部分计入辅助附属工序能耗。,5.3.5 工序能源单耗电解铝生产主要生产系统包括电解,5.3.5.2 铸造工序,该工序消耗能源量包括铸造生产过程消耗的各种能源量。铸造工序消耗能源包括电、压缩空气、燃气、重油、柴油、蒸汽、水等，如混合炉（保持炉）、熔炼炉和静置炉等铸造炉用电（或燃气、燃油）、扒渣机、堆垛机、天车等设备用电、铸造冷却水等能耗。5.3.5.3 辅助附属工序 该工序消耗能源量包括烟气净化、空压机、供电整流、物料输送、动力照明、化验室、计算机室等辅助附属生产系统的用能量。,5.3.5.2 铸造工序 该工序消耗能,6 节能管理与措施,6.1 节能基础管理6.1.1 企业应建立节能考核制度，定期对电解铝企业的各生产工序能耗情况进行考核，并把考核指标分解落实到各基层单位。6.1.2 企业应按要求建立能耗统计体系，建立能耗计算和统计结果的文件档案，并对文件进行受控管理。6.1.3 企业应根据GB 17167的要求配备相应的能源计量器具并建立能源计量管理制度。,6 节能管理与措施6.1 节能基础管理,6.2 节能技术管理,6.2.1 电解铝企业应配备余热回收等节能设备，最大限度地对生产过程中可回收的能源进行利用。6.2.2 电解铝企业应进行技术改造，采用先进工艺，提高生产效率和能源利用率。6.2.3 电解铝企业应合理组织生产，减少中间环节，提高生产能力，延长生产周期。6.2.4 电解铝企业应大力发展循环经济，采用现有技术，合理利用再生资源。,6.2 节能技术管理6.2.1 电解铝企业应配备余热回,谢谢大家！,电解铝生产的主体设备是铝电解槽课件,