电解铝生产的主体设备是铝电解槽

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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

标准制订的意义 和制订过程
1、标准制订的目的和意义
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20%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。



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。
“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。
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
指标
铝液交流电耗 电解铝综合交流电耗 重熔用铝锭综合能源单耗
能耗限额限定值
≤14400kW· h/t —— ≤1.900tce/t

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。
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20%~30%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。



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。
我们对调研企业综合能耗数据进行了处理和分析,2004~ 2006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。
4.2 新建电解铝企业单位产品能耗限额准入值
指标 铝液交流电耗 电解铝综合交流电耗 重熔用铝锭综合能源单耗

能耗限额准入值 ≤13800kW· h/t ≤14300kW· h/t ≤1.850tce/t

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。

2000~2008年我国电解铝产量
2001~2007年世界电解铝产量
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。

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 500kW· h/t。


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。
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。


标准ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ文释义
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


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。

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%。
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




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。

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。

8、电解铝液交流电耗等级指标的确定



调研企业2004~2006年铝液交流电耗平均值 14175kW· h/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14400kW· h/t较为合适; 2006年调研企业铝液交流电耗平均13988 kW· h/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。

《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。

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。


4.3 电解铝企业单位产品能耗限额限先进值
指标
铝液交流电耗 电解铝综合交流电耗 重熔用铝锭综合能源单耗
能耗限额准入值
≤13500kW· h/t ≤14000kW· h/t ≤1.800tce/t
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。

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70kA~400kA多种槽型。
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。
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。
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。
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
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