氯堿公司峰谷電運(yùn)行總結(jié)

陳再昕，桑偉波

（萬華化學(xué)（寧波）氯堿有限公司，浙江 寧波 315709）

氯堿公司峰谷電運(yùn)行總結(jié)

陳再昕，桑偉波

（萬華化學(xué)（寧波）氯堿有限公司，浙江 寧波 315709）

介紹了萬華化學(xué)（寧波）氯堿有限公司峰谷電運(yùn)行方案，并闡述了在2015年開始實(shí)施峰谷電運(yùn)行以來產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、運(yùn)行中存在的問題及需要注意的事項(xiàng)。

峰谷電；負(fù)荷調(diào)整；經(jīng)濟(jì)效益；注意事項(xiàng)

萬華化學(xué)（寧波）氯堿有限公司前身為1958年建廠的寧波電化廠，是一家專業(yè)生產(chǎn)氯堿產(chǎn)品的中外合資企業(yè)。公司坐落于大榭開發(fā)區(qū)萬華工業(yè)園內(nèi)，2005年一期離子膜裝置開車，后期增加了二期、三期裝置。依托深水岸線優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，與園區(qū)內(nèi)的寧波萬華、萬華碼頭等10家企業(yè)組成以MDI生產(chǎn)為核心的產(chǎn)品鏈，成為行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)典范。該公司電解槽采用藍(lán)星北京化工機(jī)械有限公司高電流密度自然循環(huán)復(fù)極式膜極距離子膜電解槽NBZ-2.7，一期4臺(tái)電解槽，每臺(tái)電解槽安裝120片單元槽；二、三期8臺(tái)電解槽，每臺(tái)電解槽安裝164片單元槽。

1　實(shí)現(xiàn)峰谷電的前提

萬華寧波工業(yè)園圍繞MDI裝置整體建造，氯堿公司的裝置負(fù)荷根據(jù)萬華MDI裝置氯氣需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，在實(shí)際生產(chǎn)過程中MDI裝置氯氣需求量一般是氯堿公司整體負(fù)荷的90%左右，所以公司通過峰谷電運(yùn)行調(diào)整離子膜電解槽負(fù)荷，在滿足園區(qū)MDI裝置氯氣需求的前提下，為企業(yè)增加效益。

在氯堿公司，電的成本約占氯堿單位生產(chǎn)成本的65%，且正常生產(chǎn)情況下，90%以上的外網(wǎng)電用于離子膜電解交流用電。電價(jià)采用六時(shí)段計(jì)價(jià)方式，總電費(fèi)包括六時(shí)段電費(fèi)總和、基本電費(fèi)及功率因數(shù)獎(jiǎng)懲，除大修停運(yùn)外基本電費(fèi)每月固定不變，由于尖峰、峰及谷電電價(jià)差異較大，在產(chǎn)能富余期間對(duì)離子膜電解負(fù)荷實(shí)施錯(cuò)峰運(yùn)行有利于降低平均電耗，從而降低生產(chǎn)成本。

2　峰谷電運(yùn)行實(shí)施方案

所謂“峰谷電運(yùn)行”即在電價(jià)峰值（高值）的時(shí)間段，壓低裝置負(fù)荷、降低產(chǎn)量和能耗；在電價(jià)谷值（低值）的時(shí)間段，提高裝置負(fù)荷，提高裝置生產(chǎn)能力，從而達(dá)到實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益最大化的目的。

該公司從2015年開始全面實(shí)行峰谷電運(yùn)行模式，到目前峰谷電仍然是公司節(jié)能生產(chǎn)長(zhǎng)期采用的運(yùn)行模式。本著滿足園區(qū)MDI裝置用戶正常生產(chǎn)的原則，公司制定了一套完整的峰谷電運(yùn)行方案。

2.1110 kV線路電網(wǎng)在不同時(shí)段的電價(jià)分析（見表1）

表1　不同時(shí)段電價(jià)表

從表1可以看出：每天22：00至次日8：00，電價(jià)最便宜，把該段稱之為谷電時(shí)段；其他時(shí)段用電價(jià)格較高，統(tǒng)稱為峰電時(shí)段。所以應(yīng)選擇在每天22：00至次日8：00的谷電時(shí)段盡最大可能多用電，而在其他時(shí)段減少用電。為減少調(diào)整電流時(shí)的煩瑣操作以及負(fù)荷調(diào)整對(duì)電解槽造成的不良影響，每天的調(diào)整不宜太頻繁，比較好的選擇是一升一降，即每天的8：00前把電流降下來，22：00后，把電流升上去。

2.2具體實(shí)施方案

（1）峰谷電實(shí)施過程中，從經(jīng)濟(jì)效益考慮，原則上氫氣不放空，氫氣鍋爐最大調(diào)節(jié)幅度為1 500 Nm3/h（1 000～2 500 Nm3/h）。

（2）為了保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，電解槽在升、降電流過程中，由生產(chǎn)調(diào)度統(tǒng)一指揮，按照1 kA/min的速率升、降電流，盡量避免因電流升降過快而導(dǎo)致電解槽槽溫或氣體壓力有大的波動(dòng)現(xiàn)象，保證槽溫在86℃左右，控制好低電流運(yùn)行時(shí)陰極側(cè)的溫度。

（3）控制好堿濃度和含鹽等各項(xiàng)指標(biāo)，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控并及時(shí)的調(diào)整，在升降電流過程中，增加中控分析指標(biāo)取樣的頻次，并根據(jù)指標(biāo)的變化及時(shí)的調(diào)整物料的加入量，保證各項(xiàng)指標(biāo)的穩(wěn)定，使離子膜處于穩(wěn)定狀態(tài)。

（4）為了確保園區(qū)MDI裝置供氯的穩(wěn)定性，除考慮氫氣平衡外，峰谷電實(shí)施過程中尚需考慮氯氣的庫(kù)存變化。

3　電解槽峰谷電流運(yùn)行的注意事項(xiàng)

峰谷電運(yùn)行雖然具有降低電費(fèi)成本的好處，同時(shí)，也存在著風(fēng)險(xiǎn)。漫不經(jīng)心的峰谷電運(yùn)行是造成重大事故的原因。在進(jìn)行峰谷電運(yùn)行之際，需要精心管理、密切注意裝置的運(yùn)行情況，注意事項(xiàng)如下。

（1）整流器的最小電流值的限制

通過整流器轉(zhuǎn)換的直流電流是呈波狀形，見圖1。

圖1　通過整流器轉(zhuǎn)換的直流電流是呈波狀形圖

當(dāng)降低電流時(shí)，波狀的底部會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)性電流，見圖2。

圖2　當(dāng)降低電流時(shí)，波狀的底部會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)性電流

所以，需要從整流器的規(guī)格確認(rèn)最小電流值。

（2）氯中含氫濃度（H2/Cl2）

氯中含氫根據(jù)電流密度而變化，見圖3。

圖3　氯中含氫與電流密度的關(guān)系

為了安全運(yùn)行，建議采用在線氫氣分析儀，低負(fù)荷時(shí)，更應(yīng)該注意氯中含氫濃度。

（3）堿中含鹽（NaCl/NaOH）

堿中含鹽根據(jù)電流密度的不同，會(huì)發(fā)生變化。與電流效率也有關(guān)。電流密度與燒堿品質(zhì)（NaCl/ NaOH）的關(guān)系見圖4。

圖4　電流密度與燒堿品質(zhì)的關(guān)系

電流密度越低，堿中含鹽越高。所以，低電流密度運(yùn)行時(shí)，需要注意堿中含鹽造成燒堿質(zhì)量下降。電流效率越低，堿中含鹽越高。同時(shí)，還與電解溫度有關(guān)。

（4）氯中含氧濃度（O2/Cl2）

氯中含氧主要是與出口淡鹽水pH值有關(guān)，見圖5。峰谷電運(yùn)行時(shí)，確認(rèn)pH值穩(wěn)定性非常重要。

圖5　出口鹽水pH值與氯中含氧濃度關(guān)系

所以，氯中含氧濃度在峰谷電運(yùn)行時(shí)需要關(guān)注。

電費(fèi)：根據(jù)設(shè)備運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，每例檢查一般消耗電費(fèi)10元左右（含待機(jī)電費(fèi)分?jǐn)偅鶕?jù)設(shè)備使用率提高，單位消耗電費(fèi)將逐漸降低，本次分析按照單位電費(fèi)10元測(cè)算。

（5）電解槽氣相壓差的控制

在升降負(fù)荷時(shí)，要求DCS主控人員將氯、氫氣壓力控制平穩(wěn)，避免氣體波動(dòng)對(duì)極網(wǎng)造成損傷。

（6）電解槽溫度的控制

低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，槽溫降低會(huì)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(huì)造成槽電壓升高、電耗升高；鎖緊螺母的操作也是至關(guān)重要。

4　峰谷電實(shí)施取得的經(jīng)濟(jì)效益

（1）項(xiàng)目實(shí)施前后用電比例情況（見圖6、圖7）

圖6　2014年尖峰谷用電比例

從圖6中可以明顯發(fā)現(xiàn)，2015年實(shí)施峰谷電以后，低谷用電比較2014年提高了0.7%。從圖7可以得知，相比2014年，2015年六時(shí)段平均電價(jià)下降0.003 2元/kW·h。

圖6　2015年尖峰谷用電比例

圖7　2014、2015年尖峰谷不同時(shí)段整合后的平均電價(jià)表

（2）項(xiàng)目實(shí)際收入

六時(shí)段電費(fèi)減少收入：

2015年1-12月六時(shí)段平均電價(jià)比2014年同期降低0.0032元/kW·h，六時(shí)段總用電量10萬kW·h左右；

該項(xiàng)收益計(jì)算：10×0.003 2=320（萬元）。

5　運(yùn)行總結(jié)

從整體來看峰谷電運(yùn)行給公司帶來了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益，但是峰谷電運(yùn)行也存在一些弊端。

（1）頻繁的調(diào)整裝置運(yùn)行負(fù)荷，系統(tǒng)工藝參數(shù)（溫度、壓力等）變化較大，不利于離子膜電解槽的平穩(wěn)運(yùn)行。頻繁切換檔位，降低了整流電氣元件、觸控開關(guān)等元件的使用壽命；

（2）頻繁調(diào)整裝置運(yùn)行負(fù)荷，配套動(dòng)力設(shè)備（透平機(jī)、氫壓機(jī)、氫泵、螺桿機(jī)組等）每天2次調(diào)整，不利于裝置的穩(wěn)定運(yùn)行；

（3）每天要根據(jù)園區(qū)MDI裝置對(duì)氯氣需求的變化，進(jìn)行對(duì)比測(cè)算，及時(shí)靈活地調(diào)整避峰填谷運(yùn)行方案，如果下游裝置產(chǎn)品需求出現(xiàn)變化，產(chǎn)品庫(kù)存調(diào)節(jié)余量較小。

總之峰谷電生產(chǎn)運(yùn)行模式，是在目前經(jīng)濟(jì)、政策形勢(shì)下，氯堿企業(yè)尋求效益及節(jié)能減排的一種運(yùn)行手段，這種運(yùn)行模式要求企業(yè)有規(guī)范的管理團(tuán)隊(duì)、嚴(yán)格的操作團(tuán)隊(duì)，員工操作技能過硬，能系統(tǒng)調(diào)節(jié)各項(xiàng)生產(chǎn)過程工藝指標(biāo)，以保證生產(chǎn)穩(wěn)定。

Running summary of chlor-alkali company under peak and offpeak electricity

CHEN Zai-xin，SANG Wei-bo
（Wanhua Chemistry（Ningbo）Chlor-Alkali Chemical Co.，Ltd.，Ningbo 315812，China）

Introduce the project of running under peak and off-peak electricity，expound how this project benefiting economically since 2015 and some questions and precautions while running the project.

peak and off-peak electricity；load adjustment；economic benefit；precautions

TQ114.26+2

B

1009-1785（2016）09-0008-03

2016-07-07