旭化成

1
发表内容
・所谓避峰填谷（错峰）运行
・日本的避峰填谷运行
・避峰填谷运行的注意事项（1）～（7） ・最佳的避峰填谷运行条件的决定方法
・更进一步降低电费成本
2
所谓避峰填谷运行
3
所谓避峰填谷运行
当存在峰谷电价时，通过提高夜间低电价时段的电流负 荷(生产量），可以降低总的电费成本。
白天 夜间
・・・
・・・
150
电流效率越低，碱中含盐越ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。 其他，还与电解温度有关。
15
3．碱中含盐 (NaCl/NaOH) (3)：管理办法
当进行避峰填谷运行时，碱中含盐的变化如下图。 如果有两只成品碱罐，可以将白天生产的烧碱装入另一只罐，根据客户对 成品碱的品质要求，分别使用。 通过这个办法，可以缓解因烧碱品质对低电流值的限制。
避峰填谷运行 高效利用能源
Efficient energy use by shift operation
CCAIA Annual Conference May 2014 Asahi KASEI Chemicals Corporation Ion Exchange Membranes Division
20
最佳运行条件的决定方法
21
如何决定昼夜间的电流值（生产量）？
有如下3种事例
电价 事例0 事例1 事例2 白天 ＝ 夜间 白天 ＞ 夜间 白天 ≫ 夜间 生产量（白天）
●●●●●○○
生产量（夜间）
●●●●●○○
与夜间相同
●●●●○○○
与白天相同
●●●●●●○
●●●○○○○
●●●●●●●
最大负荷
通过整流器转换的直流电流是呈波状形。
当降低电流时，波状的底部会产生断续性电流。
高电流 低电流 断续点
需要从整流器的规格确认最小电流值。
11
避峰填谷运行的注意事项 (2)
2．氯中含氢浓度 (H2/Cl2)
－氯中含氢根据电流密度而变化（如下是其事例）。
－为了安全运行，建议采用在线氢气分析仪。
低负荷时，更应该注意氯中含氢浓度。
4.5
5.0
4.2
4.3
日本的避峰填谷运行事例
5 4.5 4
7:00 → 7:20 4.5kA/m2→2.5kA/m2
电流密度（kA/m2）
3.5 3
22:00 → 22:30 1.5kA/m2→4.5kA/m2 8:00 → 8:20 2.5kA/m2→1.5kA/m2
2.5
2
1.5
1 0.5 0
5．盐水质量
－避峰填谷运行时，盐水精制系统的温度、流量发生变化。 －避峰填谷运行时的盐水品质的稳定化控制是必须的。
18
避峰填谷运行的注意事项 (6)
6．气体压力控制系统的可控性
－控制阀通常是按照装置的最大负荷进行设计。 －有一些控制阀在低负荷运行时会发生控制性差的情况。
－需要确认所有的控制阀是否都具有充分的可控性。
电费成本＝
吨碱电耗（白天）× 生产量（白天）× 电价（白天） +吨碱电耗（夜间）× 生产量（夜间）× 电价（夜间）
根据如上公式，计算白天与夜间的电流值（生产量）， 可以使电费成本达到最小化。
22
如何决定最佳避峰填谷运行条件？
最佳避峰填谷运行条件的决定要素： 1 2 3 4 5 必需的NaOH产量 NaOH质量 电价差价 (白天・夜间） 自家公司的设备可以对应的电流密度的上限与下限 其他各种运行条件 （膜、电极、电解槽的运行限制等） ★各公司的最佳运行条件都会不同。
烧碱质量指标
NaCl/NaOH
分装至另一只罐
(High NaCl)
白天（低负荷）
(Low NaCl)
夜间（高负荷）
时间
16
避峰填谷运行的注意事项(4)
4．氯中含氧浓度(O2/Cl2)
－主要是与出口淡盐水pH有关。 避峰填谷运行时，确认pH的稳定性非常重要。
1
0.9 0.8
4kA/m2 (10.8kA)
谢谢
27
在中国及其他国家大部分也存在峰谷电差价， 许多氯碱工厂也采用了避峰填谷运行。
6
日本的避峰填谷运行概要（例）
１．日本氯碱工厂的避峰填谷运行事列
调整幅度（电流密度）
最大
白天
3 : 10
夜间
夜间
7 : 10
平均
白天
外购电与自备电的比率 平均
外购电
29%
自备电
71%
２．日本的电流密度调整幅度事例
Ａ 电流密度 Min. (kA/m2) Max. 1.5 Ｂ 2.8 Ｃ 1.9 Ｄ 2.2 Ｅ 4.3 Ｆ 4.1 7
8
避峰填谷运行的效益与风险
避峰填谷运行虽然具有降低电费成本的好处，同时，也存 在着风险。
漫不经心的避峰填谷运行是造成重大事故的原因。 在进行避峰填谷运行之际，需要精心管理、密切注意装置 的运行情况。 以下是注意事项。
9
避峰填谷运行的注意事项 (1)～(7)
10
避峰填谷运行的注意事项 (1)
１．整流器的最小电流值的限制
12
避峰填谷运行的注意事项 (3)
3．碱中含盐(NaCl/NaOH)
－根据电流密度的不同，会发生变化。 －与电流效率也有关。 低电流密度运行时，需要注意碱中含盐造成烧碱质量下降。
13
3．碱中含盐 (NaCl/NaOH) (1)
电流密度与烧碱品质（NaCl/NaOH）的关系事例
120 100
NaCl/NaOH
0 0:00
2 2:00
4 4:00
6 6:00
8 8:00
10 12 10:00 12:00
14 16 18 14:00 16:00 18:00
20 22 24 20:00 22:00 24:00
时间
・1天调整2次电流密度 ・降电流时，为了上下游装置运行稳定， 降电流途中，短时间暂时保持中途的电流密度。
O2/Cl2(%) O 2/Cl2 (%)
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2
0.1
0 02
3 3.1 3.2 0.1
3.30.2 3.4
3.5 0.3
3.6
0.4
3.7
0.5
出口塩水 pH HClO(g/L) 出口盐水 pH
产品的质量是否都在指标范围以内？ 氯中含氧浓度需要注意。
17
避峰填谷运行的注意事项 (5)
如果存在阀门控制性差的场合，需要改造控制系统。
例）
Parallel CV
19
避峰填谷运行的注意事项 (7)
7．电流调整的速度
－调整电流的速度受到所有工段的工艺运行稳定的限制。 －尤其是开始进行避峰填谷运行时，缓慢地调整电流，需要确 认装置运行的稳定性及是否有需要进行工艺改造。
※在进行避峰填谷运行时， 需要根据电解槽的供货商及离子膜供货商的运行条件 进行。
80
60 40
20
0 0 1 2 3 4 5 6 7 8
电流密度(kA/m2)
电流密度越低，碱中含盐越高。
14
3．碱中含盐 (NaCl/NaOH) (2)
烧碱质量（NaCl/NaOH）与电流效率的关系事例
98 97 96
1%
电流效率(%)
95
94 93 92 91 90
0
50
NaCl/NaOH
100
我在这里介绍的内容，不仅是电解槽，也会影响电解工艺的 上游与下游。它们分别都存在制约，较为复杂。 当要进行避峰填谷运行时，请务必与敝社协商联系。 不专心致志的避峰填谷运行是事故的根源。
23
更进一步降低电费成本
24
更进一步降低电费成本 (1)
当没有峰谷电差价时，是否可以降低电费成本？
应用避峰填谷运行的概念
根据每台电解槽的性能差异，通过调整每台槽的电流负 荷（生产量），也可以降低总的电费成本。
25
更进一步降低电费成本 (2)：最佳化运行
最佳化运行
・・・ #1 #2
#N
性能（PC） 电流负荷 （产量）
好 多
电费成本 =
＞ ＞
一般 一般
×
＞ ＞
产量 × 电价
不好 少
Σ PC
(kWh/t-NaOH)
(t-NaOH/month)
电价 电流 （生产量） 电费成本＝
高
少
＞
＜
低
多
吨碱电耗（白天） × 生产量（白天） × 电价（白天） + 吨碱电耗（夜间） × 生产量（夜间） × 电价（夜间）
(kWh/t-NaOH) (t-NaOH/month) (RMB/kWh)
4
日本的避峰填谷运行
5
在日本避峰填谷运行的背景
・日本的外购电价根据时间段差异很大。 最高的电价： 白天 约0.88元/kWh 最低的电价： 夜间 约0.25元/kWh （1例） ・拥有自备电厂装置的电价在0.25～0.88元之间 (RMB/kWh)
(RMB/kWh)
即使不存在峰谷电差价，根据各台电解槽的性能差异，通过调整各台槽的 电流负荷（生产量），也可以降低总的电费成本。 26
结论
・降低电费成本，是氯碱企业面临的重要的经营课题之一。 ・我预见在中国避峰填谷运行将会获得更加广泛的应用， 做了今天的发表。 ・避峰填谷运行，不仅仅是简单地改变运行电流负荷，还 有单台设备的特性，需要多加以注意。 ・我们、旭化成希望以日本的经验为基础，协助中国客户， 为中国氯碱行业更大的发展贡献力量。