节能减排论文加快技术创新 促进企业节能减排_施工节能减排技术创新
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加快技术创新 促进企业节能减排
郭海军 李巨东张传勇 张孝义 王首旗
河南省商丘商电铝业集团有限公司
地址：商丘市青年路251号，邮编：476000，电话：03702806098 近年来，我国经济快速增长，各项建设取得很大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快经济结构调整、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快地发展。同时温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会广泛关注。因此，进一步加强节能减排工作，是应对全球气候变化的迫切需要；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低２０％左右，主要污染物排放总量减少１０％的约束性指标。为实现此目标，我省出台了《河南省重点用能单位节能管理办法》，制定了《河南省重点耗能行业“3515节能行动计划”》，提出针对全省钢铁、化工、有色、煤炭等9大行业、300家企业年均综合能耗降低5万吨标准煤的节能指标，最终实现我省 “十一五”节能1500万吨标准煤的目标。
铝行业作为高耗能行业，节能减排的任务非常重大。2009年国务院出台了《有色金属产业调整和振兴规划》，要求重点骨干电解铝厂吨铝直流电耗下降到12500kWh以下。要实现这一规划所确定的目标，只有对现有电解槽进行节能技术创新研究和节能技术改造才能实现。
河南省商丘商电铝业集团公司是一家集电解铝生产、铝深加工、造纸、发电、机械加工、安装、建筑等为一体的企业集团。为实现节能减排目标，集团公司加强了组织领导，成立了以董事长为组长的节能减排领导小组，明确节能指标，狠抓责任落实，将节能任务层层分解到各二级机构、车间和班组，细化完善了车间和班组小指标竞赛的节能减排考核标准。同时，为了加强节能减排和降耗管理，集团公司节能环保办公室认真贯彻落实国家能源政策以及相关法律、法规和标准，加强宣传与培训，编制能源计量和统计制度，制定能源定额，并按定额进行考核，确保集团公司能源计量和统计的规范化、制度化，促使能源的合理分配与使用。
节能减排除加强能源管理外，更重要的是靠技术创新和技术进步来达到节能减排效果。因此，集团公司不断加大科研投入，以河南省铝冶炼节能工程技术研究中心为平台，选能耗高、排污多的生产项目为突破口，加快技术创新研究，加快节能技术改造。铝冶炼节能工程研究中心和铝厂根据企业实际情况选择电解槽异型阴极技术进行技术创新研究，并对部分200KA预焙电解槽进行了技术改造，取得了显著的节能减排效果。
在电解铝行业目前的技术水平下，铝电解的电能利用率只有不到50%，也就是说真正用于电解反应和将常温原材料加热到电解温度所需的能量，只占到实际电耗的50%，其余的能量均通过散热损失掉了。与此同时，由于电解槽的大型化，单位散热面积的发热量越来越大，如何将更多的热量散发出去，已经成为电解槽热平衡设计的重要课题。这就存在一个悖论，一方面电解槽的能量利用率很低，大部分能量都散发损失掉了；另一方面，又不能通过加强保温来减少能量的损失，反而还要加强散热以维持电解槽的热平衡。出现这一问题的根本原因在于，电解槽自身的电阻较大，电流通过时产生的压降较高，发热量远远大于实际加热物料所需能量。因而提高电解槽能量利用率的根本途径只能是降低槽电阻，即降低槽电压。电解槽的压降主要由母线压降、阳极压降、电解质压降、分解电压、阴极压降和效应分摊组成，在现有技术条件下，电解质压降是有可能进一步降低的。
电解质压降主要由极距控制，目前电解槽的极距一般控制在4-5cm。由于电解槽中强大电流产生的磁场作用，槽中的铝液是按一定规律流动的，因而铝液表面必然会产生波动，并随铝液流速增大而加剧。有文献表明，铝液的波动在2cm左右。如果铝液不波动，生产中极距就可以降低2cm，对应的槽电压将降低约700mv，节能效果将非常显著。为了解决上述问题，有人发明了异形阴极技术，采用在阴极表面形成若干凸起，阻挡铝液流动的方式降低铝液波动，进而降低极距和槽电压，起到节能降耗的作用。该方法经有关企业试验，结果表明槽电压由4.1v降至3.8-3.9v，槽况运行稳定，吨铝节电700-800
度，节能效果相当可观。但是在实际应用过程中还存在大量的工程化难题。一个是这种异型的阴极只能在新电解槽或者在电解槽大修时才能采用。电解槽的使用寿命一般在5-7年，使得大量正在生产的电解槽需要在多年以后才能启用该项技术。阴极结构的改变，使电解槽启动方式必须相应改变，增加启动费用。另外，异形阴极凸台的寿命较难维持，经试验企业一年多的应用，已经有很多凸台被破坏掉了。当大量凸台破损后，不但不能起到降低铝液流速，减缓铝液波动的作用，反而加剧铝液的波动，使电解槽难以稳定运行，甚至影响整个电解槽的寿命。
针对上述技术问题，我们设计了一种铝电解槽配重式阴极挡铝墙。这种配重式阴极挡铝墙既可装配于新槽，又能用于正在生产中的旧槽改造。将新型挡铝墙技术对现有200KA电解槽进行改造后槽电压由4.12v降至3.8-3.85v。按此计算：我公司改造130台电解槽后，全年可节电5600万度，实现节标煤19600吨，相当于每年可减排CO2 43120吨、减排SO2 326吨、减排粉尘4600吨，具有显著的经济效益
和环保效益。该挡铝墙项目现已申请了专利一项，并利用此技术已完成全公司90多台电解槽配重式挡铝墙改造，有关改造仍在进行中。
在电厂脱硫方面，公司对鑫源热电厂两台240吨锅炉排烟系统进行了脱硫技术改造。我们采用了较先进的干法脱硫专利技术，将几种块状脱硫剂，粉碎到2mm以下细小的颗粒，通过压缩空气泵按量打到炉内，和煤一同燃烧，脱硫效果达到96%。按每年燃烧煤量54万吨计，将减排二氧化硫5415吨，环保效益非常明显。
2009年，商电铝业集团公司通过加快技术创新和技术改造，使供电标准煤耗降低至503克标准煤/千瓦时，较2008年513克标准煤/千瓦时下降了10克标准煤/千瓦时,实现节能量7367吨标准煤；供热标准煤耗42.43千克标准煤/吉焦，较2008年供热标准煤耗42.55千克标准煤/吉焦下降0.12千克标准煤/吉焦，实现节能量149吨标准煤；单位电解铝综合交流电耗14178千瓦时/吨，较2008年单位电解铝综合交流电耗14405千瓦时/吨下降了227千瓦时/吨，实现节能量23009吨标准煤。2009年共实现节能量为30525吨标准煤。依赖于加快技术创新和技术改造，2009年商电铝业集团公司在资源综合利用、环境保护和节能降耗诸方面取得了显著的经济效益和社会效益，促进了企业的持续、健康发展。
商电铝业集团公司虽然在节能减排方面做了一定的成绩。但随着集团公司的发展，循环经济产业链不断拉长和产业结构的调整，部分设备不能和调整后的生产相适应，有的工艺技术不合理，还需要进一步创新和改进。在能源计量系统的管理方面还有薄弱的地方，虽然集团公司的一、二级计量仪表配置较为完善，但三级计量仪表配置还需要完善。因此，我们仍需要在节能管理、节能技术创新和技术改造方面下大功夫。今后将继续依托河南省铝冶炼节能工程研究中心这一科技创新平台，在电解铝生产方面，重点进行电解槽挡铝墙技术、电解铝不停电停槽节电技术、电解铝船型阳极技术、电解铝阳极钢爪联接技术等进行创新研究；在制浆造纸生产方面，继续进行化学制浆造纸-氧化铝联产的工艺研究、造纸节水工艺研究、造纸污水深度治理研
究、造纸污水零排放工艺研究、造纸污水与电厂循环水综合利用研究等。不断加大技术研发投入，努力搞好技术创新，使技术创新和节能减排生产改造结合起来，为实现十二五节能减排目标提供技术和项目支持。
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