云南某县水电铝产业园区设计规划论述

2020-10-23刘长松

有色金属设计 2020年3期

刘长松

(贵阳铝镁设计研究院有限公司，贵州贵阳 550081)

0 引言

铝冶炼行业是“电老虎”。从全球范围来看，“铝电联营”在国外十分重视且非常普遍。西欧、北美和俄罗斯、印度等国铝厂一般选择临近发电厂，且电厂基本属于铝厂同时考虑投资建设的范围。

全球“铝电联营”的模式主要取决于自备电厂的发电方式，依据发电方式，“铝电联营”主要存在火电铝、核电铝、水电铝等几种方式，其中水电铝一体化利用清洁的水力资源来发展铝工业，具有环境污染小、资源具有可持续性等特点，是一种良好的铝电联营发展方式。从目前全球范围来看，全球铝电联营主要以火电铝、水电铝2种方式，全球电解铝厂分地区用电类型及电价见图1。

由图1可知，加拿大以及独联体国家由于利用廉价的水电资源，铝厂用电价格处于全球的最低水平，而中国由于85 %以上采用煤炭火力发电，整体电价处于全球最高水平。

根据国发[2013]41号文的指导精神“严禁各地自行出台优惠电价措施，采取综合措施推动缺乏电价优势的产能逐步退出，有序向具有能源竞争优势特别是水电丰富地区转移。”以及国家能源局印发的《2014—2020年能源发展战略行动计划》提到，“到2020年，一次能源消费总量控制在48亿吨标准煤左右，煤炭消费总量控制在42亿吨左右”，且积极发展清洁能源，尤其将发展水电放在清洁能源之首，“积极开发水电。在做好生态环境保护和移民安置的前提下，以西南地区金沙江、雅砻江、大渡河、澜沧江等河流为重点，积极有序推进大型水电基地建设。”未来电解铝产能的建设与国家能源战略发展目标相呼应，预计未来指标的投放，也将侧重于水电资源丰富的地区，诸如云南等地。

从国外的“铝电联营”联营发展来看，特别是俄罗斯、加拿大等水电资源丰富地区，都建设有产能规模庞大的水电铝一体化项目，由于我国水电资源主要集中于我国西南地区主要干流的中上游，因而，云南等水电资源富集地有望复制加拿大、俄罗斯铝厂的发展模式，承接铝产业转移，走清洁能源、低碳排放的发展之路。

1 规划区域概况

某县位于云南省西北部，某市东南部，金沙江中段北岸，全县面积2 200 km2，地势西北高、东南低，县城距省会昆明420 km，距四川省某市中心74 km，距成昆铁路格里坪火车站51 km，距某机场95 km，是滇西入川的必经之地。该县矿产资源丰富，颇具开采价值的有煤炭、石灰石、铝矾土、石墨矿、白云石、花岗石等。近年来该县经济社会发展取得明显的进步，经济增长速度加快，基础设施日渐完善，基本形成以煤化工、冶金、电力、建材为重点的产业格局。该县政府于2011年委托云南开发规划设计院对全县的工业园区作了规划，该工业园区规划分为3个片区。“水电铝产业示范区”的规划设计在该工业园某片区的清洁载能组团内展开。

2 规划目的及范围

通过对该工业园区内水电铝产业园进行规划来指导园区建设、运营和管理，发展园区经济，走新型工业化道路，带动该工业园经济增长，促进某县经济发展。本规划总用地规模为159.71 hm2(2 395.65亩)。

3 规划优势

在该县发展电解铝具有以下优势：

3.1 资源优势

在该县发展电解铝的最突出优势就是金沙江巨大的水电资源：位于本项目东南方向直线距离约6.3 km是金沙江中游“一库八级”的最后一级某水电站，位于云南省某县与四川省攀枝花市的交界处，装机容量3 000(5×600)MW，某水电站提供的水电资源将成为项目得天独厚的资源优势。

另外，该县水能资源丰富，境内有两大河流，水电蕴藏量250 MW，可开发量125 MW(不含金沙江经某段落的水能)，累计建电站35座，开发量近100 MW。这些小水电能源可以作为解决工业园区电力需求的辅助手段。

3.2 劳动力资源优势

2004年末该县14.97万人口中，农业人口达12.3万人，占总人口的82 %。由于工业经济不发达，致使大量的农村劳动力停留在农村，滞留在农业内部从事以种植为主的农业生产，造成农村劳动力大量过剩。当地大量的劳动力为进行劳动密集型产业建设奠定了劳动力基础。

从外部环境看，该产业园东接有百万人口的四川某市，某市具有大工业基础，容纳大量的技术工人，临近产业园区的崛起可吸引技术工人，从而获得可靠的劳动力。

3.3 政策优势

该县随着生产力的发展和社会主义市场经济体制的不断推进，出现了农业产品结构性相对过剩，农村剩余劳动力不断增多的矛盾，严重制约了县域经济的持续发展。通过反复调查、分析研究，得出：该县发展第一产业由于受土地及固有模式限制，发展空间较小，而发展第三产业又没有基础，只有依托资源优势、大力发展工业，才能有效改善经济结构，带动第一产业和第三产业的跨越式发展。因此，根据某市政府的精神，结合该县的实际情况，该县人民政府提出了以工业经济为重点，建立工业园区，大力加快工业发展的思路，将开发工业园区作为全县经济发展的重点和资源有效利用的载体，使之成为该县新的经济增长点。

4 规划布局原则及空间布局

4.1 规划布局原则

4.1.1 工业园区带动原则

依据区域内自然资源、生产要素分布情况，合理的调节产业比重，发挥工业园区的辐射及带动作用，积极导入圈层式和增长极发展模式，构筑多元化产业布局。

4.1.2 集约利用原则

依据土地级差原则，发挥土地极差效应，因地制宜，凸显经济效益，不同地域部署产出效益不同的产业。做大做强工业园区及产业基地，置换整合原有土地，提高土地经济效益，达到集约化利用目的。控制部分土地用途，预留未来产业发展空间，做好产业的可持续发展。

4.1.3 优势互补原则

根据实际地理区位情况，合理布置最优化产业，并做到相关产业集中或临近布置，以达到资源共享、优势互补的目的。

4.1.4 集中布置原则

最大化的提高集聚效应带来的经济效益，相关产业集中布置，发展多级产品，拓展纵向跟横向的产业链，不断地延长产品的价值链，增加经济收益。

4.1.5 园区规划以主导产业

即以铝电解为中心，配套产业及铝延伸产业围绕中心，在中心周边发展的空间结构形式。

4.2 规划空间布局

根据总体布局要求，在基地内规划布局1 000 kt/a电解区，500 kt/a配套阳极生产区，铝加工区及厂前区4大片区。

根据需要布置的项目特点，基地内的地形条件，外部运输条件以及气象条件，本规划形成电解生产、铸造生产、辅助设施、水处理、配套阳极生产、铝加工、厂前生活办公的7个功能区的空间结构。

规划践行“以人为本”的理念，电解铝生产区布置在整个园区的东部，配套产业及铝延伸产业围绕电解向周边发展的结构模式布局，一侧靠近园区主干道，方便电源接入，减少电损耗；将污水处理区域布置在园区西南侧最低处，并靠近园区市政管网；将铝加工区分散布置在园区的北面和电解车间的东西两侧，靠近园区主要道路，方便成品运出；厂前区布置在西南侧，靠近河流及某高速，充分利用美丽的自然景观，方便与外部道路的连接。

5 工程规划

5.1 电解工程

根据国家产业政策，可以计算出“水电铝工业园区”电解铝的最大产能为：1 000 kt/a。根据水电铝工业园区电解铝的最大规划产能为1 000 kt/a，电解片区规划布局项目①最大产能为1 000 kt电解区，分2期建成；②产能为250 kt的铝合金加工区。

最大产能为1 000 kt电解区由以下部分构成：2个电解系列，4栋电解厂房；1个铸造车间；1个组装车间；氧化铝输送系统；1个综合维修车间。

根据国家铝工业产业政策的要求，新建电解铝项目必须采用400 kA及以上容量的超大型预焙阳极电解槽技术。因此该规划采用国内已经系列生产运用的500 kA高效节能环保型预焙阳极电解槽技术。

规划最终产品包括铝锭与和25万t铝板带箔材，因此铸造车间最大产能为761 568.3 t铝锭，分两期建成；组装车间是按照配套1 000 kt/a电解铝规模进行设计，分两期建成；综合维修车间包括抬包清理工段和槽大修工段；氧化铝输送系统包括氧化铝储运工段及供配料工段。

规划铝合金加工片区有6个主要生产车间，即熔铸车间、热轧车间、中厚板车间、冷轧车间、精整车间和箔扎车间。产品为以生产汽车用铝基复合板带材、建筑业装饰用幕墙板、合金板带、PS版基、为下游提供铝箔坯料等为代表的铝合金板带材250 kt。

产品的具体分配方案见表1。

表1 产品方案表

5.2 炭素工程

铝用阳极炭素项目主要是为电解铝项目配套，为电解铝厂提供合格的阳极产品。根据该工程电解铝的规模，配套预焙阳极生产系统设计总体规模按500 kt/a 进行建设，以满足电解1 000 kt/a所需的配套阳极要求，分2期建设，1期250 kt/a。

预焙阳极生产系统由以下工序组成：石油焦仓库及预碎—液体沥青贮运—煅烧—煅后料储运—生阳极制造—阳极炭块库—阳极焙烧—返回料处理。项目生产预焙阳极的主要原料为生石油焦和液体沥青，采用天然气作燃料。

5.3 配套设施

5.3.1 热力工程

为满足电解、碳素工艺生产所需的压缩空气、天然气、蒸汽，热工专业配套的热力设施有：电解空压站、碳素空压站、天然气调压站、余热锅炉房、汽轮机间等。

5.3.2 市政基础设施

园区道路网规划为方格网，道路等级分为3级，即主干道、次干道和支路，主干路规划红线为40 m，次干路规划红线为25 m。园区道路断面为一块板的形式；在园区的南北两侧通过省道308和规划的某高速与外界连接。

5.3.3 给水工程

水电铝产业园区总用水规模为1.69～2.07万 m3/d。用水由规划水厂供给，供水规模为1.69～2.07万m3/d。消防总水量储存于水厂清水池中。

5.3.4 污水工程

规划水电铝产业园区总排水量按总用水量的30 %计，约为1.38～1.49×104 m3/d；全部排入水电铝产业园区污水处理厂，经深度处理达到《污水再生利用工程设计规范》(GB50335—2002)的相应水质要求后，作为水电铝产业园区内的二次利用水回用。一部分作为生产补充水，另一部分作为绿化浇洒用水。根据园区总体布局，水电铝产业园区内设置生活污水管网、生产废水管网和雨排水管网各1套。

5.3.5 电力工程

根据用电负荷数量及性质，1、2期500 kt/a电解铝及配套250 kt/a予焙阳极项目，需要分别建设1座220 KV变电整流所，并从外部电网引入三回专用220 KV架空进线电源，任意一回220 KV电源应能满足项目用电需要。

5.3.6 环保工程

(1)废气：对电解槽捕集到的电解烟气采用成熟可靠的氧化铝吸附干法净化措施进行净化，该净化系统对氟化物的净化效率可达到99 %，对粉尘的去除率可达到99 %以上，净化后气体经烟囱引出排入空气环境，排放气体中氟化物、粉尘和SO2浓度可满足《铝工业污染物排放标准》(GB25465—2010)限值要求。对于阳极生产系统各工段分别采用余热回收+脱硫除尘净化处理系统、炭粉吸附干法净化技术、电捕+氧化铝干法净化系统，使得由排气筒排空的烟气中可达到《铝工业污染物排放标准》(GB25465—2010)限值要求。

(2)废水：所用生产系统产生的废水分别经生产废水处理设施和生活污水处理设施处理后全部返回厂区使用，不外排。

(3)噪声：针对不同性质的噪声，采取相应措施进行治理，控制厂界达到《工业企业厂界环境噪声排放标准》3类。同时应在厂界周围设置一定范围的绿化隔离带，以减少噪声对外环境的影响。

(4)固体废弃物：电解铝生产系统产生的固体废物进行无害化处理后外售综合利用；阳极生产系统产生的固体废物集中后送至园区附近的建材厂综合利用；铝加工生产系统产生的固体废物外售有资质的单位综合利用。