【正文】 鄭州市“九五”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目， 1999 年投入生產(chǎn) 。企業(yè)占地 356 畝，員工 560人，其中大中專畢業(yè)生 280 人，中高級技術(shù)人員 27 人，注冊資本金7945 萬元人民幣。 目前企業(yè) 生產(chǎn)工藝采用 160KA 預(yù)焙槽、 110KV 直降整流，計(jì)算機(jī)自動控制、干法凈化等先進(jìn)裝備技術(shù)，年產(chǎn)能為 萬噸鋁錠，現(xiàn)各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)位于同行業(yè)前列。 主要生產(chǎn)工藝及耗能設(shè)備 企業(yè) 擁有 134 臺 160KA 預(yù)焙鋁電解槽生產(chǎn)線， 主要耗能設(shè)備為電解槽、變壓器及風(fēng)機(jī)類、水泵類、制冷機(jī)類動力設(shè)備 。 可行性研究報(bào)告 河南省工程咨詢公司 19 圖 41 預(yù)焙陽極 鋁 電解生產(chǎn)工藝流程圖 工藝耗能情況 工藝能源消耗情況： 企業(yè) 生產(chǎn)工藝 消耗能源 主要為電力。動力用電部分為 380 伏低壓電，主要用于行車、風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備用電。小部分水用于職工生活、洗澡。企業(yè) 主要用能設(shè)備表 表 41 序號 名稱 型號 數(shù)量 功率（ kW） 生產(chǎn)日期 安裝位置 一 電解車間 1 電解槽 160kA 134 電解車間 2 排煙機(jī) Y473NO20D 2 450 二期排煙機(jī)室 3 排煙機(jī) Y473NO20D 2 400 一期排煙機(jī)室 4 空壓機(jī)電機(jī) 2 75 96/10 一二工段機(jī)組 5 主起升電機(jī) YZR250M26 2 45 96/10 一二工段天車 6 主起升電機(jī) YZR250M26 2 45 2021/8 三四工段天車 7 空壓機(jī)電機(jī) 2 37 2021/8 三四工段機(jī)組 8 通風(fēng)機(jī) 919 2 37 0 米 9 風(fēng)機(jī) 919 1 30 氧化鋁倉庫 10 通風(fēng)機(jī) 919 2 30 二期除塵器下 11 通風(fēng)機(jī) 919 2 一期除塵器下 12 副起升電機(jī) YZR180L6 2 15 96/10 一二工段天車 13 副起升電機(jī) YZR180L6 2 15 2021/8 三四工段天車 14 大車電機(jī) YPBF180L6B5 2 15 2021/8 三四工段機(jī)組 15 固定吊電機(jī) ZD1514 4 15/ 96/10 一二工段機(jī)組 16 固定吊電機(jī) ZD1514 4 15/ 2021/8 三四工段機(jī)組 17 大車電機(jī) YZR160L6 2 11 96/10 一二工段天車 18 大車電機(jī) YZR180L8 2 11 96/10 一二工段機(jī)組 二 鑄造車間 1 直流弧焊機(jī) ZXG－ 1000B 1 車間南跨 2 熔煉爐 1 720 車間南跨 3 靜置爐 1 720 車間南跨 4 均質(zhì)爐 1 600 車間南跨 5 混合爐 2 600 車間北跨 6 電機(jī) Y250M－ 4 3 45 均質(zhì)爐 7 電機(jī) 2 37 風(fēng)冷箱 8 電機(jī) YZR250M16 3 37 三臺天車各 1 臺 9 電機(jī) Y200L－ 4 3 30 循環(huán)水 3 臺冷水泵 可行性研究報(bào)告 河南省工程咨詢公司 21 10 電機(jī) Y180M－ 4 3 循環(huán)水 3 臺熱水泵 11 電機(jī) Y160M－ 4 2 15 散熱塔 12 電機(jī) YZR160L－ 6－ 2 3 13 三臺天車各 1 臺 13 電機(jī) YZR160L－ 6 6 11 三臺天車各 2 臺 14 電機(jī) Y160L－ 4 1 11 南跨手動鋸 三 機(jī)動車間 1 100m3空壓機(jī) 2D12(Ⅲ )100/8 2 550 空壓站 2 20m 3空壓機(jī) 4L20/8 3 130 空壓站 3 加熱房 自制 1 60 大修工段 4 離心式清水泵 IS200150315 2 55 空壓站 5 鋼棒加熱罩 自制 1 大修工段 6 離心式清水泵 IS150125250A 2 37 空壓站 7 交流電焊機(jī) BX35002 5 焊工班 8 陰極 加熱罩 自制 1 20 大修工段 9 干冷機(jī) SDL100 3 18 空壓站 10 鎢極氬弧焊機(jī) WES350 3 16 焊工班 11 離心式清水泵 IS125100315J 2 15 空壓站 12 交流電焊機(jī) BX1315 1 15 焊工班 13 玻璃鋼冷卻塔 DBNL3300T 2 11 空壓站 14 離心式清水泵 IS125100125 2 11 空壓站 15 剪板機(jī) 102500 1 11 焊工班 四 陽極車間 1 中頻爐控制柜 1 800 中頻爐值班室 2 鋼爪校直機(jī) KGPS100/05 1 100 車間南門東部 3 西井泵啟動柜 1 90 中頻爐值班室 4 破碎機(jī) Y180L— 6 2 15 殘極場料棚內(nèi) 5 5T 天車 YZR2008 1 15 陽極車間南跨東、 西側(cè) 6 破碎機(jī)收塵器 Y160M1— 2 1 11 殘極場料棚外西南 側(cè) 企業(yè)能源利用系統(tǒng)情況 鄭州龍祥鋁業(yè) 有限 公司 所用能源有電力、 壓縮空氣和水等 。 二、 壓縮空氣：電解車間 輸送原料、抽取鋁液、清理殘極，壓延公司吹掃鋁帶，需要使用高壓空氣，設(shè)立空壓站，供應(yīng)生產(chǎn)使用。 由于2021 受國際金融危機(jī)影響，公司生產(chǎn)沒有滿負(fù)荷運(yùn)行，本節(jié)能改造項(xiàng)目用電及產(chǎn)量按前三年統(tǒng)計(jì)資料作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ， 公司 全 年共消耗 電力 73130 千瓦時， 折 合 標(biāo)準(zhǔn)煤 （等價值） 255955 噸（具體能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)詳見下表）： 地下水 電力 水泵房 電解一車間 陽極車間 柴油 電解二車間 動力車間 輔助附 屬 鑄造車間 變電站 壓縮空氣 可行性研究報(bào)告 河南省工程咨詢公司 23 項(xiàng)目實(shí)施前能源消費(fèi)種類、數(shù)量表 表 42 序號 名稱 能耗 折標(biāo)煤 備注 1 電耗 73130 萬 千瓦時 255955 噸 折標(biāo)系數(shù)為 2 合計(jì) 255955 噸 項(xiàng)目實(shí)施前能源計(jì)量措施 企業(yè)主要消耗的能源為電力。公司所有計(jì)量器具全部歸屬 生產(chǎn)部 統(tǒng)一管理，用能檔案清單 ，周期計(jì)劃及驗(yàn)收，并設(shè)專人負(fù)責(zé)計(jì)量器具的配備、使用、標(biāo)準(zhǔn)、維修和報(bào)廢等工作。 項(xiàng)目實(shí)施前 年產(chǎn) 鋁錠 萬噸 。 企業(yè)節(jié)能潛力分析 企業(yè)目前 鋁電解生產(chǎn)的直流電耗在 13345KWh/tAL 與 國家鋁行業(yè)要求 ， 還有 一定 差距， 節(jié)能潛力很大。 龍祥鋁業(yè) 134 臺電解槽 是分二期設(shè)計(jì)、建設(shè)的，一期 58 臺電可行性研究報(bào)告 河南省工程咨詢公司 24 解槽設(shè)計(jì)于 上世紀(jì)九十年代中期 ，技術(shù)水平較低，裝備落后， 槽殼采用的是搖籃架結(jié)構(gòu)，由于搖籃架式的槽殼為一個封閉的空腔，內(nèi)部空氣不流通，從而導(dǎo)致熱量堆積在槽殼內(nèi)散發(fā)不出去，溫度梯度不大，槽幫結(jié)殼不好，不能達(dá)到上部散熱的效果，改造采用船形結(jié)構(gòu)。 利用現(xiàn)有爐膛空間，在槽底增厚度為 40mm 的硅酸鈣板，將陰極炭塊底部原 氧化鋁、耐火磚層改為厚度為 220mm 的防滲料。 二期 76臺電解槽槽殼已采用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不需進(jìn)行保溫改造。 現(xiàn)有 2 臺 100 m3 、 4 臺 20 m3 空壓機(jī)的配置不能滿足現(xiàn)場用風(fēng)的變化，造成空壓站能耗高，現(xiàn)場風(fēng)壓不穩(wěn)定。 傳統(tǒng)的打殼氣缸不能適應(yīng)低溫工藝下打殼的要求，耗氣量大，在鋁液中滯留時間長，易夾錘頭，影響鋁的純度，氣缸使用壽命短，維修費(fèi)用偏高。 改造電解槽上部結(jié)構(gòu)氣缸錘頭 。同時，搖籃架式的結(jié)構(gòu)期強(qiáng)度不夠，往往導(dǎo)致槽殼變形、破損，從而影 響電解槽的正常使用和壽命。陰極底部氧化鋁、耐火磚層保溫性能差。 目前的電解質(zhì)成分，電阻大，過熱度高，必須用高電壓來補(bǔ)償，維持穩(wěn)定生產(chǎn)，能源利用 效率 低。 現(xiàn)有電解槽控制系統(tǒng)控制理念落后，控制效果差，氧化鋁濃度波動大， 附加電 壓高，陽極效應(yīng)受控率低。 現(xiàn)有 2 臺 100 m3 、 4 臺 20 m3 空壓機(jī)的配置不能滿足現(xiàn)場用風(fēng)的變化，造成空壓站能耗高，現(xiàn)場風(fēng)壓不穩(wěn)定。同時目前錘頭尺寸偏小，保證不了下料需求。 采用 低溫低電壓工藝 （ 1） 低溫低電壓工藝 簡述 對電解槽進(jìn)行電 磁場、熱場（ 溫度場）、流場（鋁業(yè)流速場）測試、仿真分析，利用閑置極距壓縮極距 5— 8mm，輔之陽極、卡具、爐底等導(dǎo)電系統(tǒng)壓降的降低，陽極效應(yīng)系數(shù)的降低等非電解反應(yīng)電壓的降低， 使 槽電壓保持在 左右。 提高鋁水平，消弱磁場，減少二次反應(yīng)， 實(shí)現(xiàn)低電解槽電壓、低電解溫度、高電流效率、低 單位電耗的目的。實(shí)驗(yàn)前，實(shí) 驗(yàn)槽電壓 — ， 槽溫940— 955 ℃，效應(yīng)系數(shù) — 個 / 槽 . 日，直流電耗 為1335013450KWh/tAL 。 18 臺實(shí)驗(yàn)電解槽目前運(yùn)行穩(wěn)定，側(cè)部溫度明顯下降，爐底沉淀減少，現(xiàn)場管理難度變小，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)良好，完全達(dá)到了預(yù)期目的。 可行性研究報(bào)告 河南省工程咨詢公司 27 改造前后運(yùn)行數(shù)據(jù)比較表 表 51 序號 改造 時間 槽工作電壓 （ V） 槽溫 （℃） 效應(yīng)系數(shù) （個 /槽 .日） 直流電耗 （ KWh/tAL） 備注 1 改造前 — 940— 955 — 1335013450 2 改造后 — 925935 — 1240012500 陽極結(jié)構(gòu)改造 （ 1） 采用開槽陽極 ，在陽極炭塊底部、縱向開兩條深 260mm 寬18mm 的槽，降低陽極氣膜電阻 ； （ 2） 加大陽極鋼爪直徑，從 130mm 加大到 140mm。針對存在的問題，中南大學(xué)運(yùn)用最先進(jìn)的模糊專家控制技術(shù)研發(fā)了 以饑餓式濃度控制、電壓尋優(yōu)、槽況變化預(yù)報(bào)為特點(diǎn)的 新控制系統(tǒng)。每一臺控制機(jī) 作為直接控制級，具備獨(dú)立進(jìn)行槽電壓和系列電流采樣的能力，并對電解槽的物料平衡和能量平衡的快速變化過程實(shí)時地進(jìn)行控制。二期 76 臺電解槽槽殼已采用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不需進(jìn)行保溫改造。 （ 3） 134 臺槽上集氣蓋板絕緣改造。 通過 采用以上措施 ， 結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及工礦運(yùn)行狀況， 本 節(jié)能技術(shù)改造 項(xiàng)目實(shí)施后 ，可實(shí)現(xiàn)以下節(jié)能 目標(biāo) 。 （ 2） 陽極效應(yīng)系數(shù)從 降低到 ，實(shí)現(xiàn)碳氟化合物（強(qiáng)烈溫室氣體）減排 50%以上的目標(biāo) 。 可行性研究報(bào)告 河南省工程咨詢公司 29 節(jié)能改造項(xiàng)目設(shè)備、材料 一覽 表 表 52 序號 項(xiàng)目名稱 改造內(nèi)容 規(guī)格、 數(shù)量 備注 1 電解 槽 結(jié)構(gòu)改造 電解 槽殼改造 更換槽殼 58臺 電解 槽內(nèi)襯改造 更換側(cè)部內(nèi)襯氮化硅結(jié)合碳化硅 58* 硅酸鈣板 增加一層 40㎜厚 58*30㎡ 保溫防滲料 耐火磚、氧化鋁結(jié)構(gòu)改為防滲料 58*12噸 集氣蓋板絕緣改造 采用新型高分子絕緣材料 134臺 2 陽極改造 陽極 碳塊改型 底部縱向 260*18㎜兩條槽 1500*660*600 陽極導(dǎo)桿更新 表面損失的導(dǎo)桿更新 1500組 鋼爪改型 加大陽極鋼爪直徑 140㎜ *4700 3 電解槽 計(jì)算機(jī)升級改造 134臺 4 原料 系統(tǒng)改造 冰晶石、電解質(zhì) 500噸 5 其它配套措施 高效反擊破碎機(jī) PF1010 空壓機(jī)改造 2臺 10m3 氣缸改造 高溫型氣缸代替普通型氣缸 536臺 錘頭、桿改造 長度和直徑均增大 536個 改造后節(jié)能效果 改造 前 用能情況（列出計(jì)算過程） 可行性研究報(bào)告 河南省工程咨詢公司 30 槽電壓 電流 160KA 電流效率 92% 噸鋁 直流電耗 :2980 改造后用能情況（列出計(jì)算過程） 槽電壓 電流 160KA 電流效率 92% 噸鋁 直流電耗 :2980 節(jié)能效果 本節(jié)能改造項(xiàng)目實(shí)施后， 全年可節(jié)約直流電量 3985 萬 kWh。 可行性研究報(bào)告 河南省工程咨詢公司 31 第 6 章 環(huán)境保護(hù)、消防及安全衛(wèi)生 建設(shè)地點(diǎn)環(huán)境狀況 項(xiàng)目 廠址 位于河南省鄭州市滎陽市五龍工業(yè)區(qū)，距縣城約 3 公里。本項(xiàng)目為節(jié)能改造工程，不新增污染物排放 。項(xiàng)目實(shí)施運(yùn)營過程， 沒有 新的 污染物產(chǎn)生。 勞動保護(hù) 及安全衛(wèi)生 本 節(jié)能改造項(xiàng)目 在現(xiàn)有電解車間 內(nèi) 進(jìn)行， 不新增加建（構(gòu)）筑物，利用原有 消防 、 安全 設(shè)施，完全滿足節(jié)能技術(shù)改造需要。現(xiàn)在我國能源和水資源利用率很低，消耗指標(biāo)很高，節(jié)約能源不僅極其必要，而且潛力很大。因此，本項(xiàng)目建設(shè)采用新設(shè)施