離子膜電解槽峰谷電流運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益

王連娣，于海軍

（黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161033）

離子膜電解槽峰谷電流運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益

王連娣，于海軍

（黑龍江昊華化工有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161033）

根據(jù)一天內(nèi)不同時(shí)間段電價(jià)的不同，將電解槽運(yùn)行電流進(jìn)行適當(dāng)?shù)母摺⒌驼{(diào)整，節(jié)約電費(fèi)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)闡述峰、谷電流運(yùn)行中的注意事項(xiàng)及運(yùn)行過程中的指標(biāo)控制。

電解槽；電耗；經(jīng)濟(jì)效益

電解槽直流電耗的高低直接決定燒堿的生產(chǎn)成本，按照用電高峰期和低谷期實(shí)行不同電價(jià)，合理調(diào)整峰谷期電解槽的運(yùn)行電流密度，可節(jié)約大量的電費(fèi)開支，降低生產(chǎn)成本。

黑龍江昊華化工有限公司2013年實(shí)行峰谷電流運(yùn)行將近8個(gè)月的時(shí)間，共節(jié)約電價(jià)293.477萬元。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，每臺(tái)電解槽安裝150片單元槽，共8臺(tái)電解槽。由于離子膜運(yùn)行已經(jīng)到了后期，陰極效率按照92%計(jì)算堿產(chǎn)量。

1 經(jīng)濟(jì)效益

該公司電解槽波峰電價(jià)時(shí)運(yùn)行電流為8.0 kA，波谷電價(jià)時(shí)運(yùn)行電流為13.5 kA，電解槽噸堿電耗按照實(shí)測(cè)電壓計(jì)算所得，電耗見表1，具體峰谷電價(jià)情況見表2。

將一天24 h分成4個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段的運(yùn)行電流及產(chǎn)堿量統(tǒng)計(jì)如下：

表1 不同電流下的電耗情況

表2 峰谷用電時(shí)間及電價(jià)情況

7 h的谷電電價(jià)時(shí)間，運(yùn)行電流13.5 kA，產(chǎn)堿量136.2 t；3 h的平電電價(jià)時(shí)間，運(yùn)行電流13.5 kA，產(chǎn)堿量58.372 t；6 h的平電電價(jià)時(shí)間，運(yùn)行電流8.0 kA，產(chǎn)堿量69.181t；8h的峰電電價(jià)時(shí)間，運(yùn)行電流8.0kA，

產(chǎn)堿量92.241 t；

由于市場(chǎng)原因，7臺(tái)電解槽運(yùn)行，7臺(tái)電解槽24 h產(chǎn)堿355.994 t。

谷電電費(fèi)136.2×2 277×0.287=8.901（萬元）；

平電電費(fèi)（58.372×2 277+69.181×2 085）×0.573= 15.881（萬元）；

峰電電費(fèi)92.241×2 085×0.86=16.540（萬元）；

實(shí)行峰谷電流運(yùn)行，電費(fèi)共計(jì)：41.322（萬元）。

如果不實(shí)行峰谷電流，生產(chǎn)355.994 t堿需要7臺(tái)電解槽，平均電流為10.292 kA，電費(fèi)為355.994× 2 165×0.573=44.163（萬元）。

生產(chǎn)同樣數(shù)量的堿所產(chǎn)生的電費(fèi)的差值就是產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益：44.163-41.322=2.841（萬元）。電解槽實(shí)行峰谷電流運(yùn)行1天就可節(jié)約電費(fèi)2.841萬元。

1年按照8 000 h生產(chǎn)計(jì)算：

預(yù)計(jì)可節(jié)約資金2.841×8 000÷24=947（萬元）。

當(dāng)然，具體的運(yùn)行電流密度可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，所產(chǎn)生的效益也是不同的。

2 電解槽峰谷電流運(yùn)行的注意事項(xiàng)及指標(biāo)控制

在一天時(shí)間內(nèi)要升降電解槽電流2次，對(duì)整個(gè)燒堿系統(tǒng)包括一次鹽水、電解槽、氯壓機(jī)和氫壓機(jī)以及后續(xù)工段的操作都要隨著電流的升降進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，稍有不慎就有可能導(dǎo)致系統(tǒng)跳閘停車。同時(shí)也會(huì)影響電解槽槽溫的波動(dòng)和各項(xiàng)工藝指標(biāo)的變化，由于溫度梯度和濃度梯度的變化，一方面會(huì)使離子膜長期處于膨脹和收縮的變化中；另一方面，電流波動(dòng)時(shí)有可能引起氣體波動(dòng)，對(duì)電解槽極網(wǎng)也會(huì)產(chǎn)生不同程度的壓力變化，容易引起極網(wǎng)變形，極網(wǎng)一旦變形就是很難恢復(fù)的。還有油壓、鎖定螺母的位置都需要看槽工的精心操作，螺母鎖定位置不能過大或過小，過大就有可能出現(xiàn)電解液泄漏或爆炸的危險(xiǎn)，過小就容易出現(xiàn)螺母打不開的現(xiàn)象。

電解槽在峰谷電流運(yùn)行時(shí)，需要精心管理，嚴(yán)格注意電解槽裝置的運(yùn)行狀況和指標(biāo)。

（1）堿中含鹽。該指標(biāo)的高低決定著燒堿質(zhì)量的好壞，與電流密度，電流效率和電解槽槽溫等都有著密切的關(guān)系。因此，電解槽在實(shí)行峰谷電流運(yùn)行時(shí)，要注意這個(gè)指標(biāo)變化；

（2）氯中含氫。氫氣和氯氣的混合氣是一種爆炸性混合氣，達(dá)到爆炸極限時(shí)便易發(fā)生爆炸是根據(jù)電流密度的變化而變化的,電流密度低時(shí)，氯中含氫濃度高。因此，在低電流密度運(yùn)行時(shí)，更應(yīng)該注意氯中含氫的濃度變化；

（3）氯中含氧。這個(gè)指標(biāo)主要與出口淡鹽水的pH值有關(guān)，在升降電流過程中要控制好鹽酸的添加量；

（4）鹽水質(zhì)量。鹽水雜質(zhì)的蓄積是導(dǎo)致離子膜運(yùn)行效率下降的直接因素；

（5）氣體的控制。氯氫氣體壓力的控制是升降電流過程中最應(yīng)該注意的一項(xiàng)，控制不得當(dāng)直接會(huì)導(dǎo)致電解槽整個(gè)系統(tǒng)跳閘事故的發(fā)生；

（6）升降電流的速度。在升降電流過程中，調(diào)整電流的速度要平穩(wěn)，要協(xié)調(diào)好各個(gè)工序。

3 電解槽峰谷電流運(yùn)行的具體實(shí)施

生產(chǎn)的穩(wěn)定是電解槽實(shí)行峰谷電流運(yùn)行的首要前提。氯堿車間對(duì)離子膜生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行電流負(fù)荷調(diào)整，即在凌晨、深夜的低電價(jià)時(shí)段提高離子膜生產(chǎn)負(fù)荷。為了保證電解槽在升降電流過程中的穩(wěn)定運(yùn)行，氯堿車間強(qiáng)化離子膜崗位人員的操作技能培訓(xùn)，并進(jìn)行離子膜電解槽異常事故的應(yīng)急培訓(xùn)和考核，增強(qiáng)員工的實(shí)際操作水平和應(yīng)急處理以及電壓的監(jiān)測(cè)，做好跟蹤記錄和檢查，嚴(yán)控工藝參數(shù)，生產(chǎn)系統(tǒng)保持在安全、穩(wěn)定的狀態(tài)下運(yùn)行。對(duì)氯壓機(jī)和氫壓機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)，保證提升電流過程中系統(tǒng)內(nèi)氯氫氣體壓力的穩(wěn)定。

（1）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250 A/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84.5℃左右，控制好低電流運(yùn)行時(shí)蒸汽的加入量；

（2）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)；

（3）要求DCS主控人員將氯、氫氣體壓力控制平穩(wěn)，避免氣體波動(dòng)對(duì)極網(wǎng)造成損傷?？s短巡崗的間隙，對(duì)油壓和鎖定螺母位置進(jìn)行三級(jí)確認(rèn)制度，看槽工、班長、調(diào)度分別確認(rèn)并簽字，這樣就大大提高了各崗位職工的責(zé)任心，也可避免螺母鎖死打不開的現(xiàn)象發(fā)生。確保整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)利益最大化。

綜上所述，電解槽實(shí)行峰、谷電流運(yùn)行是可行的，并且存在很大的經(jīng)濟(jì)效益。

Economic benefits of ionic membrane electrolyzer in peak current operation

WANG Lian-di，YU Hai-jun
（Heilongjiang Haohua Chemical Co.，Ltd.,qiqihaer 161033,China）

According to different times within one day of electricity price is different，the electrolyzer running current high and low adjusting appropriately，save electricity，to achieve economic benefits.At the same time，the peak and valley of the insufficiency of current operation and solutions.

electrolytic cell；power consumption；economic benefits

TQ114.26

B

1009-1785(2015)04-0012-02

2014-08-06

王連娣（1977—），女，工程師，畢業(yè)于黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，現(xiàn)工作于黑龍江昊華化工有限公司氯堿車間，從事技術(shù)管理工作。