國外某電解鋁系列提升產能設計方案研討

21世紀以來，我國的鋁電解槽技術發(fā)展迅速，不僅在中國國內有若干個電解系列陸續(xù)建設投產，如240kA、320kA、350kA、400kA、500kA、600kA等槽型，部分槽型還成功輸出至國外多個國家，例如印度、阿塞拜疆、哈薩克斯坦、馬來西亞、印度尼西亞等國。這些電解技術的成功輸出既為當?shù)氐膰窠洕l(fā)展創(chuàng)造了巨大貢獻，贏得了多國人民的好評，又作為友誼橋梁的見證和延續(xù)，增進了多國鋁電解行業(yè)人士間的友好感情和技術交流，更為中國電解鋁技術供應商持續(xù)提供優(yōu)質服務創(chuàng)造了良好氛圍。

21世紀初，國外某電解系列采用我國對外輸出320kA電解槽技術，新建了1條配置288臺槽電解鋁生產線，連續(xù)運行十多年至今，取得了優(yōu)秀的運行指標，鋁企管理者十分滿意，同時認為該系列的現(xiàn)有設備余量有著進一步挖潛升值的空間。

筆者根據(jù)鋁企需求，結合該系列的原始設計、運行情況及外部條件，為鋁企量身設計了一個延長電解廠房、增加電解槽、提升產能的技術方案，并對技術經濟做了分析，方案可供業(yè)界研討。

2.2.1 早、中、晚稻的抗性不同，早稻感病最高，晚稻最低?？共∑贩N的抗性有相對的穩(wěn)定性。從抗性品種中進行系統(tǒng)選育可以得到高產抗病的品種。

1 系列的設計與運行情況

該320kA系列設計于2004年，共配置288臺電解槽。其2004年設計值、2019年運行值如下表1所示：

從表1中可看出，320kA電解槽的運行值大幅優(yōu)于設計值，而電流效率降低1%一定程度源于一定程度將運行電流進行約6%的強化，但在產能方面卻得到了6%即近11kt/a的增加，這無疑是值得的。

2 外部資源的富余優(yōu)勢

針對廠區(qū)生產給排水系統(tǒng)，將其進行局部改線重建，管徑維持不變。

2.1 電力

該鋁企配套的屬同一集團公司的電廠距離其在30km范圍內，發(fā)電成本折合0.08元/kwh，噸鋁電力成本折算人民幣約1088元/噸。該電價在全球范圍內都具有較強的競爭力。

2.2 氧化鋁

該鋁企配套的氧化鋁廠距離其在10km范圍內，可通過火車直接運輸進鋁企，噸鋁氧化鋁成本折算人民幣約2583元/噸。

2.3 預焙陽極

該鋁企配套的炭素廠就在鋁企廠區(qū)內，可將瀝青和石油焦等原料通過火車直接運輸進炭素廠，噸鋁陽極成本折算人民幣約2621元/噸。

⑤http：//tv.cctv.com/2016/10/31/VIDEkjc5TIDsgmTGjYhFsvq3161031.shtml。例如，北京一日游，某國際旅行社：長城貴賓VIP專線，原價160元，現(xiàn)價100元/位，并且先旅游，后付款，上車簽訂旅游協(xié)議，純玩無購物，旅游的景點包括八達嶺長城、十三陵地下宮殿、十三陵水庫、恭親王府、頤和園等10個景點，還能免費乘坐纜車。

劉雁衡略一遲疑，坐到汽車后排。在他彎腰進去的時候，看見后排有人。等他坐定，不覺吃了一驚。后排坐著的那人舉止有些古怪，拿著個綢布蒙面的碩大盒子遮住頭臉，盒子正面中間，蓋著一方很大的朱紅印章。

巴烏是音樂教學中常用的樂器，它音域較窄，簡單易學，在教學過程中，老師先讓學生熟悉巴烏的十個音節(jié)，知道是低音，1 2 3 4 5 6是中音，并讓學生在巴烏上找出各個音對應的位置，然后音樂老師再進行示范演奏，讓學生模仿自己吹奏單音，從低音到中音進行逐一體驗式練習，培養(yǎng)學生的音高概念和識譜能力，正所謂“冰凍三尺非一日之寒”，再有天賦的學生也要通過反復操練才能把握好音調的高低和演奏的節(jié)奏。小學生樂器的學習不能過于死板，老師要以組織游戲的方式進行樂器的教學，寓教于樂是促進學生學習積極性的重要手段，同時也讓他們感受到學習巴烏演奏的樂趣。

2.4 外部資源的拓展空間

配套的電廠、氧化鋁廠均有較大的產能富余空間，炭素廠預計尚約有1萬噸的設備產能空間，因此，外部資源完全能滿足電解產能增加2萬噸以內的原料需求。

3 內部設施評估與設計

多年來，由于電解技術的進步和鋁企生產管理水平的不斷提高，該320kA系列運行指標相比設計值的大幅提升，帶來了設備的負荷率的大幅降低，尤其是核心設備供變電整流系統(tǒng)，長期處于“大馬拉小車”狀態(tài)，而這些設備的富余量給電解系列增槽擴產、提升產能、節(jié)省投資創(chuàng)造了良好的先天條件。

考慮到故障診斷和傳感器重新設置，大多數(shù)事故車維修廠愿意把車送到汽車經銷商的維修店。目前維修廠在車輛診斷培訓和設備采購方面的投資有所增加，但總的來說，對非鈑金、噴漆方面的維修工作，例如機電維修、四輪定位以及電器維修等，大多數(shù)事故車維修廠都使用合同承包方式，由合作方完成。

同時，鋁企廠區(qū)內的場地寬裕，尤其是在電解系列的端部留有著100m長的空地，可用于電解廠房的延長，預估能滿足增加22臺電解槽，增產2萬噸鋁產能的場地需求。

筆者將依次對公輔設備和電解車間的能力進行評估計算，進行該系列的提升產能方案設計。

教師的教育信念是教師專業(yè)發(fā)展的重要內容，是教師專業(yè)結構的有機組成部分，在教師專業(yè)結構中位于較高層次，統(tǒng)領著教師專業(yè)結構中的其他方面[1]。

3.1 整流變電系統(tǒng)評估與設計

該電解系列共配置6臺整流機組，2臺動力變壓器。整流機組為國外某知名品牌生產，每臺整流機組的主要參數(shù)如表2所示。

根據(jù)現(xiàn)場使用情況，目前整流機組的運行電壓在1220V左右，具有約70V左右的負荷余量，按每臺槽4V平均電壓計算，根據(jù)增加的電解槽數(shù)不同，有3個設計方案可供選擇，3個方案參數(shù)如下表3所示：

從上表中可看出，方案1的設備余量尚余留14V，相對寬裕；方案2的整流機組的電壓余量尚有6V；而方案3由于設備電壓余量不足，在未來生產運行中由于電壓滿負荷運行，運行電流將不得不將將負荷運行，這對電解槽生產運行影響較大。因此，將采用方案2為設計方案。

每臺整流機組配套的直流刀為2×50kA，直流傳感器為50kA/DC。與整流機組配套的6臺整流變壓器由國外某知名品牌生產，額定容量為112000KVA，補償容量為25MVA。

當擴產后的電解系列以340kA運行時，5臺整流機組以每臺68kA進行電流輸出，而整流變壓器的負載率達到76%，均可滿足電解系列的運行需要。

3.2 總平圖布置評估與設計

廠區(qū)內的空壓站已有6臺180m

/min離心式空壓機及配套壓縮空氣干燥器，正常生產時4臺運行，有2臺處于備用狀態(tài)，平均每日供氣量約936000m

，約650m

/min。

3.3 凈化系統(tǒng)評估與設計

現(xiàn)有每套凈化系統(tǒng)用于處理72臺電解槽產生的煙氣，每套凈化系統(tǒng)煙氣處理能力約680,000m

/h。已基本達到系統(tǒng)極限。

電解車間的每棟廠房內現(xiàn)有配備有多功能機組8臺和普通絕緣天車4臺，在新增16臺電解槽后，將為304臺電解槽更換陽極、抬陽極母線、出鋁、槽大修（吊運上部結構）、加覆蓋料等作業(yè)使用。根據(jù)核算，多功能天車的負荷率將達到63%，普通絕緣天車將達到65%，均在天車設備可承受范圍內。

針對生活給排水系統(tǒng)，考慮增加電解槽后有約15人的新增勞動定員，因此全廠新增生活總用水量為5m

/d.生活給水由現(xiàn)有生活給水管網(wǎng)供給，生活污水經生活污水管網(wǎng)收集后，排入現(xiàn)有生活污水處理站處理。

為處理擴建電解車間16臺電解槽產生的煙氣，需配套建設一套電解煙氣凈化系統(tǒng)。經凈化處理后的外排煙氣中氟化物排放濃度＜0.8mg/Nm

、粉塵排放濃度＜5mg/Nm

，完全滿足所在國環(huán)保文件規(guī)定的排放標準要求。

新增凈化系統(tǒng)用于排出電解槽煙氣，將煙氣處理系統(tǒng)凈化后煙氣排入現(xiàn)有煙囪。考慮設置2臺排煙風機，1用1備。當其中一臺排煙風機出現(xiàn)故障時，剩余1臺引風機能保證整套系統(tǒng)100%以上的排煙能力。凈化系統(tǒng)設計的總排煙量約120,500Nm

/h，每臺風機的煙氣流量約為197，000m

/h。

同時配套設計凈化系統(tǒng)相關的袋式凈化過濾器1臺、加料反應器1套、氧化鋁氣力輸送設備等裝置。

3.4 熱力系統(tǒng)評估與設計

延長擴建的電解車間和設施布置如下圖1中紅色區(qū)域所示：

我右手邊的墻上是一個小女孩的關節(jié)造影，她的父母在那次車禍中雙雙辭世，她被推進手術室，診斷結果她右大腿肌肉壞死嚴重，只能高位截肢，我為她做了右髖關節(jié)離斷術，這意味著她以后右腿將無法安裝假肢。她的高燒不退，當我走到她的病床邊，她問我，能否握著我的手睡覺，我點點頭，她稚嫩的手指勾著我的手，手上還掛著一只小娃娃。她說見到小娃娃就好像見到了死去的爸爸媽媽，她不時地睜開眼確定我在她身邊，才又睡去。

增加16臺電解槽將新增壓縮空氣量約為30m

/min，不足現(xiàn)有用氣量的5%，尚有2臺空壓機處于備用狀態(tài)，因此，完全滿足提升產能后的電解系列需求。

擴展新增16臺槽所用壓縮空氣從原電解車間壓縮空氣總管接出，沿廠房敷設至延長的電解車間。

3.5 給排水系統(tǒng)評估與設計

針對增加16臺電解槽的給排水系統(tǒng)，生產、消防、循環(huán)水、澆灑道路及綠化用水量在廠區(qū)原有基礎上不增加。

整個環(huán)太湖地區(qū)1961—1970年間各站降水幅度不同,區(qū)域增減不一(表5)。春季,普遍出現(xiàn)減少趨勢,除宜興站略有增加趨勢;夏季,各站降水量普遍存在增加趨勢,增幅最大出現(xiàn)在宜興地區(qū),為19.71 mm/10 a,而增幅最小的是嘉興站,為0.58 mm/10 a;秋季,整體都出現(xiàn)減少趨勢,最明顯的是嘉興地區(qū),為-13.05 mm/(10 a),最不顯著的是太湖東部的蘇州和吳江地區(qū);冬季,環(huán)太湖地區(qū)的降水又出現(xiàn)明顯的增加趨勢,增加幅度最大的是宜興站,為18.28 mm/(10 a),最小的是常州站,為11.65 mm/(10 a)。此外可以發(fā)現(xiàn),整個區(qū)域的降水變化有一定的季節(jié)周期性。

鋁電解系列的正常生產運行離不開電力、氧化鋁、預焙陽極三大主要原材料，而該鋁企這3項的成本具有得天獨厚的優(yōu)勢。

3.6 陽極組裝車間評估

新增16臺槽的預焙陽極供應將由原有的陽極組裝車間供給，根據(jù)計算，將新增8420組/年的陽極清理和組裝工作量，按每周6天工作制度算，折合每天增加約27組的清理和組裝工作量，組裝車間只需要適當調整工作制度即能滿足生產需要，不需要新增設備。

不進則退，李高明在蒙自花了三萬塊，挨著一家生意紅火的理發(fā)店，街頭街尾地打起了“價格戰(zhàn)”。此時的李高明，是小店五六個師傅中技術最好的，凡事他都想親力親為。有時生意好，給客人做頭做到一兩點，客人看晚了回不去，竟也樂意在他的小店里睡一宿。生意不好時，他犯愁，整夜整夜睡不著。心情起起伏伏地過了三個月，實在太煎熬，他受不了了。

教學設計：教師依據(jù)學情分析結果，綜合課程教學目標、課程教學內容、課程知識重難點等，并參考學生預習檢測統(tǒng)計分析和討論的情況，完善教學設計方案、準備多媒體教學資料。[3]

3.7 鑄造組裝車間評估

針對擴展16臺槽的原鋁將供給原有的鑄造車間，根據(jù)計算，將新增14935t/a的原鋁液，現(xiàn)有鑄造車間5臺60t混合爐和4條22t/h鑄機線的富余量完全滿足。

3.8 槽大修車間評估

新增16臺槽的維修將在原有的槽大修車間進行，2200天的槽壽命對應大修車間每年約增加3臺槽左右的維修工作量，只需要適當調整工作制度即能滿足生產需要。

3.9 物料供應系統(tǒng)評估與設計

針對擴展增加的16臺電解槽的氧化鋁輸送及供配料系統(tǒng)，將從現(xiàn)有鋁企的4#氧化鋁輸送及供配料系統(tǒng)線路上進行延伸，擴展包括風動溜槽、輸送平臺等約50m左右。根據(jù)核算，4#系統(tǒng)的離心風機輸送能力完全能夠滿足16臺槽的供料需要，不需要再新增離心風機。

針對擴展16臺槽的覆蓋料消耗量約3400t/a，將利用原有的2個覆蓋料倉來滿足16臺槽的生產需要，不再新建覆蓋料倉。

新增16臺槽的氟化鋁消耗量約270t/a，將利用原有的1個氟化鋁倉來滿足16臺槽的生產需要，不再新建氟化鋁倉。

綜合其他原材料、人工、修理費、運輸成本和各項稅金附加等，該鋁企的噸鋁合計成本約8900元/噸，按照當年的LME原鋁價格約為11600元/噸左右，噸鋁利潤約2700元/噸。

3.10 電解車間評估與設計

原電解車間末端和延伸后的車間內布置如下圖2所示，長度為78.5m區(qū)域為延長的車間部分：

新建延長的電解車間共有2棟廠房，2棟廠房平行排列，每棟廠房長為78.5m，跨度為27m，橫向配置8臺電解槽，2棟廠房共安裝16臺電解槽，廠房為二層樓結構，底層安裝槽體及陰極母線，二層操作面標高為3.50m。

2棟廠房的間距為50m，兩個廠房增加的第1臺槽將通過新增的過道母線及短路口設施分別與原有系列的端頭母線進行相連，以使340kA電流導入到16臺電解槽中。同時，16臺槽的東邊也增加1個端頭通廊，供出鋁、新舊陽極的運輸及其它物料、設備運輸、維修等使用，端頭通廊下布置有新的端頭母線連接兩棟廠房。

ESP師資培養(yǎng)是一項大工程，需要考慮各種運行機制，還需要相關部門政策傾斜。有研究特別指出在培訓ESP教師時，要減免老師原有工作量，給予ESP課程老師充足時間進行專業(yè)知識學習和積累(蔡基剛,2012)。發(fā)展師資的過程不可能一朝一夕完成，教師的培訓培養(yǎng)成熟是一個長期的過程，需要各方長期共同努力。

電解車間的其他設備如陽極搬運車、抬包運輸車、陽極提升框架、出鋁抬包等均可滿足新增后共304臺槽的生產需求。

配套16臺電解槽的槽控機及控制系統(tǒng)需要增加，并盡可能兼容并入現(xiàn)有的集中管控系統(tǒng)中。

4 投資估算和技術經濟分析

結合當?shù)氐捻椖客顿Y估算取價準則，投資精度控制在-25%～+25%。投資估算主要由直接費、間接費、不可預見費三項構成。根據(jù)計算，該項目的建設投資估算折合人民幣約為20981萬元。

新增擴產可提升產能約14935t/a原鋁，按照2.4節(jié)論述，噸鋁利潤按照2700元/噸計，每年利潤約4032萬元，項目的內部收益率約為22%，投資回收期（含建設期）為5.21年。

因此，該設計方案具有較強的盈利能力，在財務上是可行的。

5 結論

本文針對國外某電解鋁320kA系列現(xiàn)有工廠狀況，結合其原始設計、外部資源與市場條件，為鋁企量身設計了一個延長電解廠房、增加電解槽、提升產能的技術方案，該設計方案如下：

（1）可采用僅新增16臺電解槽及廠房、配套氧化鋁輸送及供配料系統(tǒng)、煙氣凈化系統(tǒng)設施（利舊原煙囪），建設的子項少、投資省；

表3和表4顯示了焚燒爐飛灰和底渣中所含的主要重金屬組分和其滲出特性數(shù)據(jù)，其中MSW熱解碳、直接焚燒底灰、耦合焚燒底渣均為實驗室測試數(shù)據(jù)，使用同一批次的生活垃圾的制樣；“耦合焚燒底渣（運行）”采樣于規(guī)模15 t/d、24 h運行的焚燒爐。

（2）供變電整流系統(tǒng)完全利舊，熱力系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)主體設備不變，局部管線延長或改建，可有效長期避免“大馬拉小車”的狀況，使設備能力得以充分發(fā)揮；

大數(shù)據(jù)時代的智慧城市建設發(fā)展存在一些信息安全問題，因為在大數(shù)據(jù)時代背景下，多數(shù)智慧城市中大量的數(shù)據(jù)信息都呈現(xiàn)出公開化和透明化特點，但很多智慧城市的應用涉及公民的信息安全、財產安全以及國家安全等，因此，智慧城市的信息安全是當前有待處理的主要問題之一[2]。

（3）陽極組裝車間、鑄造車間、槽大修車間、覆蓋料供應系統(tǒng)、氟化鋁供應系統(tǒng)均無需改造，只需適當調整工作制度即可；

（4）電解車間的關鍵設備如多功能天車、普通絕緣天車、陽極運輸車、出鋁抬包車、出鋁抬包、陽極提升框架等設備數(shù)量均無需增加；

根據(jù)投資估算和財務分析，該設計方案具有較強的盈利能力，在財務上是完全可行的，同時也充分滿足了國外鋁企將自身原料、設備和資源優(yōu)勢，發(fā)揮至最大化的切身需求，為企業(yè)創(chuàng)造最大經濟效益的愿望，該增產擴槽方案可供業(yè)界同行進行研討。