氯碱公司峰谷电运行总结

陈再昕，桑伟波

（万华化学（宁波）氯碱有限公司，浙江 宁波 315709）

氯碱公司峰谷电运行总结

陈再昕，桑伟波

（万华化学（宁波）氯碱有限公司，浙江 宁波 315709）

介绍了万华化学（宁波）氯碱有限公司峰谷电运行方案，并阐述了在2015年开始实施峰谷电运行以来产生的经济效益、运行中存在的问题及需要注意的事项。

峰谷电；负荷调整；经济效益；注意事项

万华化学（宁波）氯碱有限公司前身为1958年建厂的宁波电化厂，是一家专业生产氯碱产品的中外合资企业。公司坐落于大榭开发区万华工业园内，2005年一期离子膜装置开车，后期增加了二期、三期装置。依托深水岸线优势和产业基础，与园区内的宁波万华、万华码头等10家企业组成以MDI生产为核心的产品链，成为行业循环经济典范。该公司电解槽采用蓝星北京化工机械有限公司高电流密度自然循环复极式膜极距离子膜电解槽NBZ-2.7，一期4台电解槽，每台电解槽安装120片单元槽；二、三期8台电解槽，每台电解槽安装164片单元槽。

1　实现峰谷电的前提

万华宁波工业园围绕MDI装置整体建造，氯碱公司的装置负荷根据万华MDI装置氯气需求进行调节，在实际生产过程中MDI装置氯气需求量一般是氯碱公司整体负荷的90%左右，所以公司通过峰谷电运行调整离子膜电解槽负荷，在满足园区MDI装置氯气需求的前提下，为企业增加效益。

在氯碱公司，电的成本约占氯碱单位生产成本的65%，且正常生产情况下，90%以上的外网电用于离子膜电解交流用电。电价采用六时段计价方式，总电费包括六时段电费总和、基本电费及功率因数奖惩，除大修停运外基本电费每月固定不变，由于尖峰、峰及谷电电价差异较大，在产能富余期间对离子膜电解负荷实施错峰运行有利于降低平均电耗，从而降低生产成本。

2　峰谷电运行实施方案

所谓“峰谷电运行”即在电价峰值（高值）的时间段，压低装置负荷、降低产量和能耗；在电价谷值（低值）的时间段，提高装置负荷，提高装置生产能力，从而达到实现企业效益最大化的目的。

该公司从2015年开始全面实行峰谷电运行模式，到目前峰谷电仍然是公司节能生产长期采用的运行模式。本着满足园区MDI装置用户正常生产的原则，公司制定了一套完整的峰谷电运行方案。

2.1110 kV线路电网在不同时段的电价分析（见表1）

表1　不同时段电价表

从表1可以看出：每天22：00至次日8：00，电价最便宜，把该段称之为谷电时段；其他时段用电价格较高，统称为峰电时段。所以应选择在每天22：00至次日8：00的谷电时段尽最大可能多用电，而在其他时段减少用电。为减少调整电流时的烦琐操作以及负荷调整对电解槽造成的不良影响，每天的调整不宜太频繁，比较好的选择是一升一降，即每天的8：00前把电流降下来，22：00后，把电流升上去。

2.2具体实施方案

（1）峰谷电实施过程中，从经济效益考虑，原则上氢气不放空，氢气锅炉最大调节幅度为1 500 Nm3/h（1 000～2 500 Nm3/h）。

（2）为了保证整个系统的稳定运行，电解槽在升、降电流过程中，由生产调度统一指挥，按照1 kA/min的速率升、降电流，尽量避免因电流升降过快而导致电解槽槽温或气体压力有大的波动现象，保证槽温在86℃左右，控制好低电流运行时阴极侧的温度。

（3）控制好碱浓度和含盐等各项指标，对各项指标进行实时监控并及时的调整，在升降电流过程中，增加中控分析指标取样的频次，并根据指标的变化及时的调整物料的加入量，保证各项指标的稳定，使离子膜处于稳定状态。

（4）为了确保园区MDI装置供氯的稳定性，除考虑氢气平衡外，峰谷电实施过程中尚需考虑氯气的库存变化。

3　电解槽峰谷电流运行的注意事项

峰谷电运行虽然具有降低电费成本的好处，同时，也存在着风险。漫不经心的峰谷电运行是造成重大事故的原因。在进行峰谷电运行之际，需要精心管理、密切注意装置的运行情况，注意事项如下。

（1）整流器的最小电流值的限制

通过整流器转换的直流电流是呈波状形，见图1。

图1　通过整流器转换的直流电流是呈波状形图

当降低电流时，波状的底部会产生断续性电流，见图2。

图2　当降低电流时，波状的底部会产生断续性电流

所以，需要从整流器的规格确认最小电流值。

（2）氯中含氢浓度（H2/Cl2）

氯中含氢根据电流密度而变化，见图3。

图3　氯中含氢与电流密度的关系

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。

（3）碱中含盐（NaCl/NaOH）

碱中含盐根据电流密度的不同，会发生变化。与电流效率也有关。电流密度与烧碱品质（NaCl/ NaOH）的关系见图4。

图4　电流密度与烧碱品质的关系

电流密度越低，碱中含盐越高。所以，低电流密度运行时，需要注意碱中含盐造成烧碱质量下降。电流效率越低，碱中含盐越高。同时，还与电解温度有关。

（4）氯中含氧浓度（O2/Cl2）

氯中含氧主要是与出口淡盐水pH值有关，见图5。峰谷电运行时，确认pH值稳定性非常重要。

图5　出口盐水pH值与氯中含氧浓度关系

所以，氯中含氧浓度在峰谷电运行时需要关注。

电费：根据设备运行管理经验，每例检查一般消耗电费10元左右（含待机电费分摊），根据设备使用率提高，单位消耗电费将逐渐降低，本次分析按照单位电费10元测算。

（5）电解槽气相压差的控制

在升降负荷时，要求DCS主控人员将氯、氢气压力控制平稳，避免气体波动对极网造成损伤。

（6）电解槽温度的控制

低负荷运行时，槽温降低会导致垫片的弹力下降，电解槽槽外泄漏的可能性增大，也会造成槽电压升高、电耗升高；锁紧螺母的操作也是至关重要。

4　峰谷电实施取得的经济效益

（1）项目实施前后用电比例情况（见图6、图7）

图6　2014年尖峰谷用电比例

从图6中可以明显发现，2015年实施峰谷电以后，低谷用电比较2014年提高了0.7%。从图7可以得知，相比2014年，2015年六时段平均电价下降0.003 2元/kW·h。

图6　2015年尖峰谷用电比例

图7　2014、2015年尖峰谷不同时段整合后的平均电价表

（2）项目实际收入

六时段电费减少收入：

2015年1-12月六时段平均电价比2014年同期降低0.0032元/kW·h，六时段总用电量10万kW·h左右；

该项收益计算：10×0.003 2=320（万元）。

5　运行总结

从整体来看峰谷电运行给公司带来了不错的经济效益，但是峰谷电运行也存在一些弊端。

（1）频繁的调整装置运行负荷，系统工艺参数（温度、压力等）变化较大，不利于离子膜电解槽的平稳运行。频繁切换档位，降低了整流电气元件、触控开关等元件的使用寿命；

（2）频繁调整装置运行负荷，配套动力设备（透平机、氢压机、氢泵、螺杆机组等）每天2次调整，不利于装置的稳定运行；

（3）每天要根据园区MDI装置对氯气需求的变化，进行对比测算，及时灵活地调整避峰填谷运行方案，如果下游装置产品需求出现变化，产品库存调节余量较小。

总之峰谷电生产运行模式，是在目前经济、政策形势下，氯碱企业寻求效益及节能减排的一种运行手段，这种运行模式要求企业有规范的管理团队、严格的操作团队，员工操作技能过硬，能系统调节各项生产过程工艺指标，以保证生产稳定。

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