1、技术股份公司 *公司环保节能升级改造翻番项目可行性研究报告 目 录第一章 总论- 1 -1.1概述- 1 -1.2项目的可行性和必要性- 2 -1.3铝市场分析与预测- 4 -1.4设计规模及产品方案- 8 -1.5 建设条件- 9 -1.6项目建设的主要内容- 11 -1.7主要技术方案- 12 -1.8工程进度安排- 18 -1.9综合技术经济指标- 19 -1.10问题及建议- 23 -1.11结语- 23 -第二章 项目背景和发展概况- 25 -2.1项目背景- 25 -2.2相关技术领域发展现状和趋势- 25 -2.3新技术发展概况- 28 -2.4新技术推广应用前景- 29 -第三2、章 电解工艺及计算机控制- 31 -3.1概述- 31 -3.2电解槽设计技术特点- 32 -3.3 生产工艺流程- 34 -3.4原材料的技术要求及年需要量- 35 -3.5物料平衡- 37 -3.6主要技术经济指标- 37 -3.7原铝产能计算- 39 -3.8电解车间- 39 -3.9铸造车间- 41 -3.10阳极组装- 43 -3.11槽上部修理- 46 -3.12清理车间- 46 -3.13槽大修车间- 47 -3.14计算机控制- 47 -第四章 氧化铝贮运及烟气净化- 50 -4.1 氧化铝贮运、供料- 50 -4.2 氧化铝输送- 50 -4. 3电解烟气净化- 53 -第五3、章 电气自动化仪表- 59 -5.1供变电整流及全厂供电- 59 -5.2自动化控制- 65 -5.3仪表- 67 -5.4通信- 68 -第六章 总图运输- 69 -6.1概述- 69 -6.2总图布置- 71 -6.3总图运输- 73 -6.4主要技术经济指标- 75 -6.5厂区绿化- 76 -第七章 公用辅助工程及土建- 77 -7.1给排水- 77 -7.2空压站- 80 -7.3通风除尘- 82 -7.4化学分析- 84 -7.5土建工程- 85 -第八章 能源节约与合理利用- 93 -8.1能源节约的必要性和节能设计的依据- 93 -8.2产业政策准入条件- 93 -8.3工程概4、况及生产特点- 94 -8.4能源品种、耗能部位及主要原材料、燃料消耗指标- 95 -8.5综合能耗分析- 96 -8.6本项目主要节能措施- 96 -8.7节能效果- 102 -第九章 环境保护- 103 -9.1编制依据- 103 -9.2概况- 103 -9.3主要污染物及治理措施- 106 -9.4环保机构设置- 108 -9.5环保投资- 109 -9.6绿化- 110 -9.7环境影响初评- 110 -第十章 劳动安全卫生与消防- 111 -10.1劳动安全卫生设计原则及依据- 111 -10.2生产安全隐患及职业危害因素分析- 112 -10.3设计中采取的安全防范措施- 1185、 -10.4工业卫生- 125 -10.5安全卫生及设施的评价- 126 -10.6消防设计- 129 -第十一章 投资估算- 135 -11.1工程概况- 135 -11.2编制依据- 135 -11.3估算结果- 136 -第十二章 技术经济- 140 -12.1组织机构与劳动定员- 140 -12.2 投资及资金筹措- 141 -12.3 成本及费用- 142 -12.4 财务评价- 143 -12.5 综合评价- 146 -附件1 委托书附件2 鉴定资料- 3 -第一章 总论1.1概述1.1.1编制依据本可行性研究报告编制依据：1、有色金属产业调整和振兴规划（国发200914号）国家重6、点支持的铝冶炼重大节能技术“吨铝直流电耗低于12000kWh的电解铝关键工艺”。2、国务院关于发挥科技支撑作用促进经济平稳较快发展的意见（国发20099号）突破铝电解电极材料制备、槽结构优化、电解新工艺及控制等技术，并实现产业化，实现直流电耗由13300kWh/t-Al降至12000kWh/t-Al以下，节能10%的目标。3、*铝业有限公司（以下简称*公司）委托*工程技术股份公司（原设计研究院）编制环保节能升级改造翻番工程可行性研究报告的委托书（见附件一）。4、“大型曲面阴极高能效铝电解槽新技术的研究与开发”项目鉴定材料及其鉴定结论（见附件二）。5、甲方提供的其它基础资料。1.1.2公司概况*7、公司位于*省*市大屯镇红河工业园内，占地785.98亩，厂址距*市直线距离10km，该铁路线将改为准轨铁路，交通十分便利。公司前身为*铝业有限公司，于2002年7月成立，由*铝业股份有限公司控股，现为国有控股、民企参股的股份有限公司，具有独立法人资格。公司主营业务为电解铝生产、销售。2008年4月公司被*省国税局评为全省100户纳税大户之一，是列入全国千家企业节能行动计划的重点企业之一。2005年公司通过IS09001:2000质量管理体系和OHSAS18001:1999 职业健康安全管理体系认证，并于2007年通过了 ISO14001环境管理体系认证，实现了“三标一体化”管理。公司目前已形成8、铝电解15万吨的生产能力，现有员工927人，其中各类专业技术人员86人，中级职称5名，初级职称81名。主要产品有重熔用铝锭已在伦敦金属交易所和上海金属交易所注册。1.1.3项目性质该项目是国家重点支持的铝电解重大节能新技术项目，是以*公司为主体，采用某公司研发的“大型曲面阴极高能效铝电解槽新技术”，在*公司内新建一条年产15万吨的环保节能电解铝项目。1.2项目的可行性和必要性1.2.1项目的可行性1、技术优势*公司建厂以来，始终坚持“依靠科技进步、定位世界一流”的发展方针，主要生产技术装备和技术经济指标均达到国内领先、国际先进水平。公司取得一种“节能环保型阳极炭块”实用新型专利后，并在*铝业公9、司组建了该中心下属的“铝分中心”，从而建立了更加坚实的研发平台。2006年以来公司自主研发的“大型曲面阴极高效节能铝电解槽新技术项目”已取得重大技术突破，并于2008年12月31日通过了由*省科技厅组织的专家鉴定，在鉴定意见中专家组一致呼吁国家利用该技术尽快支持建设产业化示范工程，加快该成果在全行业的推广应用。项目拟采用YK300大型节能环保型电解槽配套新技术，该技术主要核心指标原铝直流电耗设计指标为11954kWh/t-Al，较我国2008年平均指标13254kWh/t-Al低1300kWh/t-Al，能够实现我国有色金属产业调整和振兴规划中提出的“吨铝直流电耗低于12000kWh的电解铝关10、键工艺前沿共性技术”的研发目标。2、水电能源优势有色金属产业调整和振兴规划中提出“在能源丰富的中西部，特别是具有水电优势的地区推进铝电联营方式”。*省是我国水能资源最丰富的省份之一，水电资源可开发容量居全国第二，占全国可开发量的1/4，开发潜力巨大。*的电力结构水火比例2008年为61%:39%，预计到2010年将达到71%:29%。依托*的水电优势发展铝工业，符合科学发展观的本质要求和国家产业政策导向，更是铝工业长期可持续发展的需要。根据*省“十一五”及中长期电网规划建设的要求，*省水电资源开发及电网建设将实行“统一规划、统一建设、统一管理、统一调度”的原则，实现一张网全覆盖。预计2010年11、后，*省水电资源区位价值将显现。电解铝工业是优质载能工业，是将水电资源优势转化成经济优势的最有效途径之一。因此，*具备发展铝工业十分有利的条件。3、矿产资源优势我省有丰富的铝土矿资源，此外与*邻近的包括越南在内的周边地区也有丰富的铝土矿资源。云铝控股的文山铝业公司目前已探获可开发利用的铝土矿资源量1.3亿t，正在积极建设年产80万吨氧化铝项目，预计2010年投产。鹤庆的铝土矿资源也在积极的勘探中，预计可获得40005000万t的资源量；*冶金集团还将投资开发周边国家的铝土矿资源，氧化铝供给有保障。4、区位优势*省地处祖国西南边疆，是国家实施西部大开发的重点省区之一，同时也是东盟自由贸易区的前沿12、，利用陆路、航空、水路的立体交通网络优势，经济合作不仅可以方便快捷的辐射到长三角、珠三角经济区，还可以方便快捷的辐射到东盟自由贸易区。1.2.2项目的必要性1、该项目是落实有色金属产业调整和振兴规划的最新重大举措。原铝直流电耗低于12000kWh/t-Al的电解铝关键工艺是国家重点支持的技术研发专项。2、该项目是贯彻科学发展观，持续提升产业竞争力和抵抗风险能力的体现。3、该项目是进一步提升我国铝电解工业技术水平和产业竞争力的需要。该项目完成后吨产品能耗比目前降低1300kWh，吨铝成本可降低约600元，这将明显提升我国铝工业的成本竞争力和市场竞争优势。4、*公司依据区位优势、资源优势和技术优势13、，急需新建一条环保节能的电解铝生产线以提高公司在激烈市场中的竞争力。1.3铝市场分析与预测1.3.1国际铝市场在过去的十年间，全球铝工业见证了欧美铝产量环比增长率下降，电解铝厂向氧化铝和电力资源丰富、劳动力成本低廉地区转移的过程。这些地区包括非洲、亚洲和南美洲。美国和欧盟国家的原铝产量持续下降，而与此同时，铝工业在中国和海湾国家成为支柱型产业。铝是第二大金属，由于性能好，回收成本较低，是一种可持续发展的有色金属。综观全球，铝的年消费增长速度一直高于经济发展速度或与经济发展速度相一致。我国近二十年原铝的消费增长速度平均为10%左右，“八五”期间增长速度高达14.4%。近十年来，我国规划和预测的数14、字均落后于实际增长速度。从西方国家来看，40年来铝(包括回收废铝在内)的消费速度一直在5%左右。据统计，2003年至2007年世界原铝总产量从2789.5万t增加到3736.2万t，年均增长率为6.02%。 详见表1-1。表1-1 全球主要国家和地区原铝产量表 单位：万t国家或地区2003年2004年2005年2006年2007年年均增长率（%）非 洲142.8171.1175.3186.4181.54.91北美洲549.5511.0538.2533.3564.30.53拉丁美洲227.5235.6239.1249.2255.82.36亚 洲247.5273.5313.9349.3370.6815、.41西 欧406.8429.5435.2417.8430.61.14中/东欧399.6413.9419.4423.0446.05.6大洋洲219.8224.6225.2227.4231.51.04中 国596.0660.5781.1935.01255.916.08世界总产量2789.52919.73127.43397.03736.26.02展望2010年全球原铝的供求发展趋势，首先可以比较确定的是，受国际金融危机的影响及现有铝价在生产成本附近徘徊的压力，全球原铝产量的增长速度会减缓。消费方面，因铝的主要用途是建筑行业、交通运输领域和电力建设行业，这些都是国家的基础设施建设，所以在世界各国欲摆16、脱金融危机影响增加基础设施建设投入的环境下，铝的需求会迎来新的机遇。1.3.2我国周边国家铝工业现状统计资料显示，除中国以外，全世界还有44个产铝国家。与我国毗邻的十余个国家中，铝工业具有一定生产规模的只有俄罗斯、哈萨克斯坦、塔吉克斯坦和印度。俄罗斯是世界铝生产大国之一；印度的铝生产潜力很大；日本和韩国则以铝加工业为主，是亚洲铝消耗量较大的国家。我国周边国家及地区铝市场的需求极大，整个东南亚地区，包括日本、韩国和中国的台湾省，近几年原铝需求量已超过6000kt，接近了欧洲的消费总量，尤其是日本市场，需求旺盛。此外，还有新加坡、中国的台湾省和香港等地，由于能源和环境等原因，均不生产原铝，全部依靠17、进口。由此可见，我国周边国家和地区的铝市场容量大，且我国所处的地理位置优越，具备向周边国家和地区出口原铝的有利条件，*公司更是出口的前哨阵地。1.3.3国内铝工业现状早在2001年，我国原铝产量已达到342.7万t，超过美国、俄罗斯，一跃成为全球第一大原铝生产国；至今我国也是世界上最大的原铝生产国和消费国，2008年我国原铝产量已达到1318万t占全球产量的32.7%；消费量1260万t占全球消费量的32。我国原铝市场平衡情况见表1-2。表1-2 我国原铝市场平衡情况 单位：万t年 份2001年2002年2003年2004年2005年2006年2007年产 量337.1432.1554.76618、7.1780.6935.81255.86净进口量12-20.6-36.8-65.1-68.2-54.85-5供 应 量349.1411.5517.9602712.4880.151251消 费 量364.6416.7513.4596.8710.58671210市场平衡-11.4-5.2+4.5+5.2+1.9+13.15+412007年5月23日，国务院发布关于印发节能减排综合性工作方案的通知，要求2007年淘汰10万t/a的小型预焙电解槽产能，“十一五”期间淘汰的总产能将达65万t/a。2007年9月30日，国家发改委发布铝行业准入条件（2007年第64号公告），成为铝产业建设项目进行投资核准19、备案管理、土地供应、工商注册登记、环境影响评价、安全许可、信贷融资等工作的依据。铝行业准入条件对铝行业的投资规模、节能降耗、综合利用、排放标准、产品成品率、安全生产均提出了明确的标准。该条件要求高，标准明确，对中国铝工业产业结构调整的提速，技术、装备与经营管理水平的提升，以及节能减排与综合利用工作尽快取得收效，都是非常有利的，是中国铝工业的发展方向。特别是国家最近出台的有色金属产业调整和振兴规划中对今后铝工业发展提出了更高的要求：按期淘汰小预焙槽电解铝产能80万t，重点骨干电解铝厂吨铝直流电耗下降到12500kWh以下，重点支持吨铝直流电耗低于12000kWh的电解铝关建工艺等前沿共性技术的20、研发。曾经有专家就我国和西方原铝生产成本做过分析，分析指出：在西方国家，氧化铝电费占6570，人工费占1520。在我国，氧化铝电费占80，人工费占5。西方国家的原铝成本的优势是氧化铝和电价，但是人工费相当高，影响了西方国家铝工业的竞争力。而我国氧化铝和电价在国际竞争中处于劣势，但是我国的人工费很低弥补了缺陷，使得原铝的成本大体或略高于世界水平。在此形势下国家工信部、发改委、电监会和国家能源局联合出台了关于开展电解铝企业直购电试点工作的通知来振兴电解铝工业，向符合国家产业政策、具备直购电条件的电解铝企业开展直购电试点工作，以提高电力资源利用水平，实现铝电行业共同发展。此项政策一旦实施，中国电解铝21、的电价成本将明显下降，在国际上的竞争力将显著增强。目前铝的应用范围正日益扩大，已从传统领域的电力、机械、轻工转向交通、建筑、包装等新领域，后三项在西方发达国家铝消费量中约占80，而我国仅占60左右。我国在运输及包装行业的铝消费水平与西方发达国家铝消费水平相比仍存在较大差距，随着我国铝消费结构逐步向经济发达国家铝消费结构靠近，必然拉动铝消费量的增长，因此铝的消费市场潜力还是很大的。1.3.4铝锭价格长期以来，国际市场有色金属（包括铝）价格，随着经济发展而呈周期性波动，1979年至2008年国际市场铝价变化情况如图1-1所示。 图1-1 国际铝价（美元/t）走势图由图可以看出，国际市场近十年铝价最22、高为2639美元/t ，最低为1349美元/t，平均价为1798美元/t。世界银行综合分析了三十年来铝价的变化，总结出一般变化规律：铝价波动幅度为正负25%，周期为57年，高峰和低谷维持12年。国内铝价1993年以前实行双轨制即指导性价格与市场价格相结合，1994年以后市场放开，铝价随行就市。上海金属交易所1999年2008年挂牌交易年平均价格如表1-3所示。表1-3 上海金属交易所铝价变化一览表年 份平均铝价（元/t）199914641.8200016235.0200114351.0200213553.0200314760.0200416210.0200516930.0200620460.023、200719560.0200817030.0十年算术平均价格为16373元/t。为此，本设计铝锭的售价按16000元/吨计。1.3.5市场预测结论金属铝是国民经济发展的重要基础原材料，今后很长时期我国的铝市场潜力很大。在这种形势下，我国铝工业必须增强自身的竞争力，采用技术起点高的生产技术，调整产品结构，实现技术更新，扩大经济规模，努力做强做大，只有这样才能在激烈的市场竞争中占有一席之地。振兴规划中要求“铝产业坚持以满足内需为主”，而我国铝的人均消费水平远低于西方发达国家水平，随着我国经济社会的快速发展，对铝的消费仍然会持续增长。我国铝工业通过技术进步、自主研发、引进消化吸收再创新、提高技术装备24、水平等增强国际竞争力。由此可见，中国铝产业具有良好的可持续发展前景。1.4设计规模及产品方案1.4.1设计规模年产铝锭15万吨。1.4.2产品方案产品方案为20kg普通铝锭。铝锭质量：达到GB/T11962008标准，合格率100，一级品率9899%。1.5 建设条件*公司的本次升级改造建设条件十分优越：有适宜建厂的场地，不占良田好土；有充足的水、电资源，水源和电源点距扩建厂址比较近，仅1.6km和2.0km；有便捷的公路和铁路运输系统，且干线均从厂区附近通过；有畅通的“两头在外”的供销渠道；有一支素质较高的职工队伍，能满足扩产后的需要；有供技改扩建使用的生活及辅助设施以及部分生产设施，与建设25、同等规模的新厂相比，可减少基建投资10左右。1.5.1建设场地*市、开远市和蒙自县，按*省规划，将两市一县合一，简称“个开蒙”城市联络区。“个开蒙”将建成滇东南第一大都会，面向东南亚各国进行经济贸易的“桥头堡”以及*省的高新工业园区。*公司地处“个开蒙”三角地带的中心部位，有其明显的区位发展优势，利用已建厂区西北部的贫瘠土地，跨越式的易地技改，正是落实省规划的具体行动。拟建场地，隶属*市大屯镇管辖，位于*市大屯镇红河工业园区（大屯雨过铺片区）的冶金材料工业片区内。地处东经10317，北纬2325，坝区平均海拔为1300m，蒙自坝、大屯坝、草坝、鸡街坝和大庄坝连绵成片，形成滇南地区的最大坝区，也26、是*省的主要坝区之一。厂区地形较为平缓，无不良地质现象，是较为理想的工业建筑场地。厂址距省会昆明约310km，详见区域位置图。地震烈度：七度。1.5.2交通运输*公司铝年产量达到300kt时，厂外运输将超过1100kt/a，是否有良好的交通运输条件，非常重要。厂址距*市直线距离10km，距州府蒙自17km，距省会昆明市公路里程310km。雨过铺至白沙冲的米轨铁路从厂区南部通过，该铁路线将改为准轨铁路，并与正在建设中的泛亚铁路东线接通，厂区大门紧邻昆（明）河（口）高速公路，主厂区北侧还有一条简易公路（东接昆河路，西至楼房寨经大屯到*公路），交通便利。待泛亚铁路修通后，米轨改成准轨，引准轨专用线进27、厂，以铁路运输为主，辅以公路的方式，可通达全国各地以及东南亚各国，完全可以满足技改要求。1.5.3供电条件20092013年期间红河电网将围绕500kV红河变、500kV通宝变、500kV惠历变进一步加强红河220kV电网。其中，将在2010年新建500kV通宝变，2012年新建惠历变，同时扩建500kV通宝变二期。上述变电所的建成可满足20092013年期间红河州新增负荷的供电。1.5.4供水条件*公司附近地表水缺乏，地下水丰富。本项目水源位于厂区西北方向1.6km的楼房寨附近地下水。公司已在楼房寨附近建有六座深井泵房，水质、水量均能满足本项目要求。1.5.5原料供应本项目所需的主要原料是氧28、化铝、氟化盐和阳极炭块，全部在省内就近解决。氧化铝由文山铝业公司供应；氟化盐由省内氟化盐厂供应；阳极炭块由云铝公司统一调配供应。1.5.6建材供应*建材工业发达。主要建筑材料钢筋、水泥、木材、砖、瓦、砂、石等货源充足，质好量多，运输方便，基本可在省内解决本项目建设之需。1.5.7施工队伍*省的建筑、安装施工队伍力量很强，复杂的钢构件、预应力钢筋砼构件，如网架、门式钢架、屋架、大型板、预应力砼吊车梁等均能生产，因此工程施工中的金属构件、钢筋砼构件的制作，运输、吊装、防腐、装修以及国内、外设备的安装，都能满足本项目建设的要求。1.5.8资金筹措本项目建设投资为143545.91万元，其中5741829、.36万元（占建设投资的40%）由企业自筹，其余86127.54万元（占建设投资的60%）向银行申请贷款，建设投资贷款利率为5.94。流动资金14280.99万元，其中，铺底流动资金4284.30万元（占流动资金的30%）由企业自筹，其余9996.69万元（占流动资金的70%）由企业向银行申请贷款，流动资金贷款利率5.31%。1.6项目建设的主要内容本项目建设内容主要有：1、综合仓库；2、阳极组装车间改造；3、电解车间；4、氧化铝浓相输送系统扩建；5、电解烟气净化及超浓相输送系统；6、重熔铝锭铸造车间；7、抬包清理车间扩建；8、槽上部结构修理车间；9、槽大修车间；10、综合维修车间；11、炭块30、转运站；12、备品备件库；13、化验室扩建；14、空压机站扩建；15、计算站、控制室扩建；16、办公及生活服务设施；17、电气自控系统；18、变压整流所、供配电、通讯及仪表设施；19、给排水及污水处理站扩建；20、总图及综合管网等。暂不考虑生活居住小区和其他福利设施，外部运输及机汽修外委。1.7主要技术方案1.7.1工艺设计方案1、原辅料仓库本项目厂外运输采用铁路运输为主，汽车运输为辅的方式。公司现有氟化盐氧化铝仓库34236m，有铁路进仓库，原设计为阳极炭块、氟化盐和氧化铝仓库，现新建了炭块仓库，按300kt/a的电解铝生产规模，年需氧化铝约600kt，考虑堆高57包，堆存面积10000m231、计算，可堆存5070kt，氧化铝堆存时间为3040天，满足电解铝对氧化铝库存的要求，所以此次设计不考虑新建氧化铝仓库，只在原氧化铝仓库扩建两套浓相输送系统即可满足本项目要求。另将铁路向北延长，沿铁路新建综合仓库40236 m2，此仓库可装卸各种生产辅助原料及成品铝锭，火车运输的阳极炭块也在此卸车。在阳极组装车间旁新建炭块转运站8424m2，火车运输的炭块通过综合仓库卸车后倒运至此，汽车运输的炭块直接在仓库内卸车，通过堆垛天车进行阳极炭块储运。基本可满足300kt/a电解铝生产所需炭块贮量要求。2、阳极组装车间公司在二期建设时已建“地摊”式阳极组装车间，此次升级改造拟在原阳极组装车间内进行自动化32、组装改造，利用原有厂房并扩建21m126m厂房，在厂房内增加悬链阳极输送系统、自动压脱、炭块输送辊道、炭块输送机、炭块导杆预装机、阳极预装推送机、浇注接收输送机、浇注工位液压站、电气自动控制系统等。通过改造可满足全厂300kt/a电解铝生产所需阳极的组装任务。3、电解车间及输送净化系统YK300大型节能环保型电解槽配套新技术铝电解槽进一步实现了铝电解的节能、环保、高效的目的，体现了低温、低电压的生产技术特点。本次设计决定采用改进型YK300预焙阳极电解槽172台，其中168台生产，4台备用。电解多功能机组是电解车间不可缺少的关键性专用设备，主要承担更换阳极、加新鲜氧化铝覆盖料、出铝、抬阳极母线33、运输出铝抬包和其他厂房内运输作业。本工程拟配置8台套国内生产的多功能机组，满足两栋电解车间的生产需要。烟气净化方法主要有干式吸收和湿式吸收两种。本设计电解烟气净化采用n型喷射两级逆流吸附（干式吸收）技术。电解槽含氟烟气从总烟管进入袋式收尘器之前，将新鲜氧化铝、循环氧化铝分别加入排烟总管中，在气固两相充分接触过程中，氟化氢被氧化铝吸附，加入的氧化铝和从电解槽中随烟气带出的粉尘均在袋式收尘器内被分离下来，载氟氧化铝一部分重新循环返回吸收系统，另一部分送电解槽供生产使用。净化后尾气经排烟风机送入60m烟囱排空。气力输送是指物料借助空气压力进行运输的方式。具有设备简单，制造和安装方便；便于实现机械化34、自动化；降低劳动强度，节省人力；防止物料受潮、污染和杂物混入等优点。根据颗粒在输送管道中的密集程度（固气比），正压式气力输送可分为：(1)稀相输送； (2)浓相输送；(3)超浓相输送三种方式。氧化铝浓相输送及超浓相输送技术在电解氧化铝输送中具有可靠、稳定的技术优势。自90年代初从瑞士和美国引进后，现已在国内铝电解工厂中大量成功运用。本设计拟采用浓相输送及超浓相输送相结合的氧化铝输送方式。氧化铝仓库至新鲜氧化铝仓采用浓相输送技术输送。新鲜氧化铝仓至多功能天车加料、载氟氧化铝仓至电解槽及循环载氟氧化铝输送采用超浓相输送方式。4、计算站大中型铝电解计算机控制系统，目前已从早期的集中控制管理方式发展35、到集中管理、分散控制的方式。这种控制方式的优点是，控制结点的分散导致故障点分散，不会因为一个控制结点的故障使整个系统瘫痪，使得系统的可靠性大大提高。同时，系统的构成更加灵活，可以根据需要灵活配置各级设备，使得各级设备充分发挥性能。而集中管理又可提高系统的管理水平，方便对系统设备的监控。铝电解槽系列的特点是电解槽数量多，单槽测控量大，采用集散控制系统特别适合。因此本设计采用 “双平衡控制系统”，建立由以下设备组成的控制系统：管理级：监控计算机、打印机、广播系统等；现场控制级：槽控机和工段监控机。此次设计不新建计算站，在原有计算站内增加设备即可。5、铸造车间本次设计新建一栋铸造车间，拟安装3台3036、t电阻保温炉及3套Q=16t/h的半连续自动铸锭机组，以完成150kt/a重熔铝锭的铸造任务。铝锭经冷却、堆垛打捆用叉车送计量后，运至成品库外销。1.7.2总图布置方案总平面布置根据厂区地形、原有进厂道路方向、外部供电条件、气象条件、工厂生产工艺流程和工厂发展规划等因素综合考虑。厂区西侧考虑布置综合仓库，以便于原料通过铁路运输。铝锭铸造车间和炭块仓库布置在原有厂区范围预留用地上，北侧为阳极组装车间，南侧为铸造车间，西侧为新建电解车间。电解车间两栋布置在新建厂区东侧，靠近现有厂区西侧主干道，两车间间距40m。整流室和220kV变电站布置在电解车间南端。加工车间规划布置在电解车间西侧，分期建设。槽37、上部修理车间、槽大修车间、综合维修车间及备品备件库从南向北依次布置在加工车间北侧，电解车间西侧。厂区西北角布置水塔及水处理设施。120t地磅房布置在厂区北大门南侧，厂区北大门接工业园区5号规划路。抬包清理车间在原有抬包清理车间北侧预留用地上扩建，位于电解车间东侧。厂区办公生活设施考虑新建1栋办公楼及3栋宿舍楼，办公生活设施主要布置在厂前区。1.7.3供排水方案本项目日需最大新水用量约1537.32m3，水源位于厂区西北方向1.6km的楼房寨附近地下水。厂区已在楼房寨附近建有六座深井泵房，水质、水量均可满足本项目建设要求。本工程排水系统采用分流制，雨污分流。生产废水通过厂区污水管网直接进入污水处38、理站；粪便污水经化粪池处理后通过厂区污水管网进入污水处理站。经处理达标后作为重熔铝锭铸造车间循环水系统补充水。厂区各建筑物屋面、厂区地面的雨水经雨水口收集后通过厂区雨水管网排入室外排水沟汇入初期雨水收集池，供厂区绿化灌溉使用。1.7.4供配电方案本工程约需用电负荷225.5MW，经论证本项目外部供电方案为单220kV大屯通宝变III回线路，最终形成大屯、通宝各出一回线向本项目供电的格局，线路导线截面采用2300mm2。 在500kV通宝变二期建成前本项目以500kV红河变为主供电源，在2013年左右，视红河变的实际下网负荷情况，转由500kV通宝变主供。1.7.4.1全厂动力在供变电整流所考虑39、设两台220/10kV、容量为12.5MVA的电力变压器，紧邻电力变压器建一座10kV总配电所，10kV主接线采用单母线分段接线方式。以双回放射式电缆线路向所用变、全厂10/0.4kV动力变及各10kV分配电所供电。全厂下设一电解10kV配电室：负责向电解车间变压器、0.69kV净化风机供电等除空压机以外的动力负荷供电。 空压机用电负荷则由二系列电解铝原有空压站10kV配电室供电。1.7.4.2变电整流方案为避免整流设备的二次降压，减少电能损耗，节省投资。整流机组采用主、调变分箱合体结构，直降式整流机组。一次电压为220kV。本工程拟选用6台整流机组，每机组等效12脉波。六套机组形成等效72脉40、波整流。1.7.5空压机站方案公司进行二期建设时已考虑了扩建到300kt/a规模的可能，空压站已预留了三台离心式空压机的安装位置，此次设计只需新增三台150m3/h无油离心式空压机，同时配置吸附式压缩空气干燥机，即可满足本工程用气的质量要求。1.7.6自动化控制方案本次设计采用工业以太网与现场总线相结合的全集成的自动化控制系统，所有电气控制及过程自动化全部在一个统一的系统平台上实现。这样便于共享实时数据，便于操作和管理，便于维护。采用统一系统使系统投资节省，但却更加容易实现最佳控制。根据工艺流程在电解车间变电所设一主控室，通过工业环形以太网将氧化铝浓相输送、超浓相输送、电解烟气净化及收尘系统连41、接，各系统所有测量控制信号送到主控制室进行集中监示、调度和管理。通过生产报表及历史数据，为生产控制和生产管理提供必要手段。为降低生产成本、提高经济效益提供保障。按照系统结构，整个系统可以分为两个层次，分别为现场控制层和车间管理层。1.7.7厂房结构体系方案1.7.7.1建(构)筑物的结构型式本项目结构的安全等级为二级，设计使用年限为50年。在确定结构选型时本着电解铝生产的特点，能耗大腐蚀小车间规模大等，通过前期考查几个电解铝厂的认识情况，结合云铝工程的成功经验，充分考虑业主对本项目的土建材料要求，以规范为依托，以安全经济合理的结构型式满足设计要求。为了加快施工进度，提高工程质量，在设计中优先采42、用通用设计，采用国标行业及地方标准图集，以利于工厂化和机械化施工。1.7.7.2建筑物方案主要生产车间的结构均采用钢筋混凝土排架结构，沿车间纵向每55m左右设变形缝将结构划分为若干段独立的结构单元，每独立结构单元设完整的支撑体系。起重机梁用钢筋混凝土起重机梁或钢起重机梁。屋盖系统对采用铺设铝板瓦的屋面，采用轻型梯形钢屋架；对铺设大型屋面板的屋面，用预制混凝土屋面梁，对要求组织自然通风的车间设轻型屋面钢天窗架，部分车间考虑设挡风板。围护结构根据要求采用波纹铝板瓦或240免烧实心砖墙。 变电整流室开关站中央控制室及供配电室等结构采用现浇混凝土框架结构，240免烧实心砖墙填充。循环泵站等给排水及污水43、处理站用钢筋混凝土浇制，泵房用砖混结构。厂内办公生活设施， 倒班宿舍楼厂部办公楼的结构用混凝土框架结构，填充墙用240免烧实心砖墙。1.7.8机汽修和槽修方案因该厂已建多年，很多电解槽已到槽大修的时候了，所以本项目新建槽上部结构修理车间、槽大修车间和综合维修车间，可解决全厂电解槽的维修和部分机汽修。1.7.9化验、监测方案公司原有中心化验室、监测站，此次工程所需化验监测与原有内容相同，所以不新建化验室和监测站，只增加部分化验监测设备即可满足要求。1.7.10环境保护措施1.7.10.1废气治理措施本项目的大气污染源，主要是电解烟气。烟气中的污染物主要是氟化物和粉尘。对电解烟气，采用了行之有效的44、氧化铝干法净化技术，不但净化效率高，还变害为利减少氟盐用量，可获得较好的环境效益和经济效益。经干法净化后的电解烟气，其排放含尘浓度及含氟浓度均小于国家大气排放二级标准。1.7.10.2废水治理措施本工程生产用水为两个循环水系统：空压站循环水系统、铸锭循环水系统，补充蒸发用水，生产水零排放；生活污水不多，经污水处理站处理达标后，作为铸造车间铸造冷却水补充或绿化用水，真正做到零排放。1.7.10.3废渣治理本工程的有害渣主要是电解车间的废渣。来源于槽大修时拆除的废阴极炭块、耐火砖和保温砖等。设计将槽大修拆除的废渣全部运至*固废处理中心集中处理。1.7.10.4噪音治理措施本电解铝厂的噪音主要是引风45、机、破碎机和空压机等运行引起的。设计拟采用以下措施加以治理：（1）尽量选用噪音小的设备；（2）加固基础，从建筑结构上采取减震措施；（3）设立隔音装置或集中控制室；（4）安设消声器等。 在车间内使噪音控制在65dB以下。1.7.11节能措施本次工程采用320kA大型预焙阳极电解槽，其吨铝直流电耗为11954kWh/tAl，为进一步降低能耗，节约能源，在设计中我们还采取了以下措施：1、改进工艺制度、提高槽控机对电解槽的控制精度、提高电流效率、降低槽电压损失。2、220/10kV总降压变电所，220kV开关站设计推荐采用户内配置方案，具有比户外配置体积小，开关装置紧凑,母线缩短，损耗减小，电磁干扰减46、少。3、采用集中补偿装置使全厂220kV系统功率因数达到0.95及以上。4、变配电设备的节能，根据总图配置规划，综合供电距离和负荷容量因素，合理的设计供电系统和电压等级，在负荷集中的区域设置10kV分配电所及10/0.4kV低压配电所，深入负荷中心设置变配电所，以减少电缆长度，减少配电网路的损耗，所有电缆选用铜芯电缆，降低供配电系统线路损耗。5、大型厂房照明设计，采用分区控制方式，增加控制的灵活性，有利节能；户外照明系统，采用光电控制器，以利节能。6、减少电动机的电能损耗主要途径是提高电动机的效率和功率因数；对于风机，水泵需要调速的电机，可采用变频调速，是节能的有效途径。7、在产生较大热量和烟47、气的车间内，采用侧窗进排风或侧窗进风、天窗排风的形式有效组织自然通风，减少机械通风的使用，节约投资并降低能源消耗。8、努力提高循环水重复利用率，二次水重复利用率高达95.7%，大大节约水资源并降低水处理的电力消耗。同时新建了雨水收集池，节约了地下取水量，也节约了能耗。1.8工程进度安排根据国内大中型铝厂的建设经验，结合本项目的具体情况，建议本工程的建设工期可按四个阶段考虑，工程进度安排如下：第一阶段：属设计阶段，历时一年。 2009年12月2010年5月，完成可行性研究；2010年5月8月，完成初步设计；2010年8月11月，完成30施工图设计，为开工建设提供图纸；2010年11月2011年548、月，全部完成施工图设计；第二阶段：属施工建设阶段，历时18个月。2010年8月2012年2月，完成土建施工、设备安装及调试；第三阶段：分批分期焙烧启动并先后投产，2011年3月4月，历时2个月。第四阶段：全面投产，达产达标考核阶段，2012年5月8月，然后转入正常生产。1.9综合技术经济指标本项目为*公司环保节能升级改造翻番项目，其技术经济指标见表1-5。表1-5 综合技术经济指标表序号项目名称单位指标备注一建设规模1系列年产原铝量t/a151724.00二产品产量1普通铝锭t/a150965.00三产品质量1铝锭合格率%100.00四主要工艺指标1电流强度kA320.002电流效率%95.549、96.5以96.0计3直流电耗kWh/t-Al11954.004安装槽数台1725工作槽数台1686备用槽数台47槽平均电压V3.83.9以3.85计8单槽日产量kg/d2474.36单槽年产量t/a903.1210效应系列次/槽.日0.0311槽寿命d250012原铝铸损%0.5五产品主要销耗指标1氧化铝t/a2913102氟化铝t/a24273冰晶石t/a3034阳极炭块净耗t/a576555阳极炭块毛耗t/a682756碳酸锂t/a228六供电1有功功率kW221642.002无功功率kVA76828.003视在功率kVA234951.004全年耗电量kWh1942199170.00七给50、排水1总用水量m3/d34538.9其中：新水量m3/d1537.32循环水量m3/d32323.2二次利用水量m3/d678.4八总图1厂区占地面积ha28.319424.785亩2厂区道路2.1主干道m1800.00宽12m2.2支路m840.00宽6m3场地铺砌面积m2181004土方工程量m34009004.1其中：填方m31090004.2挖方m32919005围墙m1274.00墙高2.2m6厂区绿化面积m245200九工作制度天/年365班/天3小时/每班8十劳动及工资1在册职工人数人870其中：生产性人员人777管理性人员人932实物劳动生产率其中：全员t/人a173.52t/51、人d0.48生产人员t/人a194.29t/人d0.533工资总额万元/a3397.50十一投资及资金筹措1项目总投资万元163018.851.1利用原有资产万元0.001.2新增建设投资万元143545.911.3建设期利息万元5191.951.4流动资金万元14280.992国家考核项目总投资万元153022.152.1利用原有资产万元0.002.2建设投资万元143545.912.3建设期利息万元5191.952.4铺底流动资金万元4284.303资金筹措3.1项目资本金万元61702.663.1.1利用原有资产万元0.003.1.2用于建设投资万元57418.363.1.3用于流动资金52、万元4284.303.2债务资金万元101316.193.2.1用于建设投资万元86127.543.2.2用于建设期利息万元5191.953.2.3用于流动资金万元9996.694单位产品投资4.1单位产品项目总投资元/t10310.084.2单位产品国家考核项目投资元/t9677.844.3单位产品建设投资元/t9078.52十二成本及费用1总成本费用（不含税）万元/a182913.132总成本费用（含税）万元/a210520.13其中：制造成本万元/a201617.87管理费用万元/a4360.56财务费用万元/a1160.09营业费用万元/a3381.623单位产品制造成本元/t133553、5.274单位产品成本费用元/t13944.96十三销售收入、税金、利润1销售价格1.1铝锭元/t16000.002销售收入（含税）万元/a241544.003销售收入（不含税）万元/a206447.864增值税万元/a7489.145销售税金及附加万元/a674.026利润总额万元/a22860.717所得税万元/a5715.188净利润万元/a17145.539法定盈余公积金万元/a1714.5510任意赢余公积金万元/a771.55十四盈利能力所得税后所得税前1项目投资财务内部收益率%13.1717.132项目投资财务净现值(I=12%)万元8845.7440605.023项目投资回收期54、(含建设期2年)a7.896.754项目资本金财务内部收益率%29.425项目资本金财务净现值(I=13%)万元53029.226总投资收益率%14.737资本金净利润率%27.79十五偿债能力1建设投资借款偿还年限a6.082资产负债率(平均)%25.413流动比率(平均)%4.234速动比率(平均)%3.37十六盈亏平衡点1产量t/a72200.972生产能力利用率%47.831.10问题及建议该项目具有很好的环保和节能示范作用，建设条件已基本具备，建设方案已基本落实，但还有几个问题亟待解决。（1）本建设场地的勘察工作尚未进行，请甲方尽快安排有资质的单位开展工程地质工作的勘察任务。（2）本55、工程的环评、安评、职业卫生评价以及水土保持评价尚未进行，建议请有资质的单位开展“环评”、“安评”、“职业卫生评价”及“水保评价”工作，为项目的申报、建设做准备。（3）现有征地范围内的建设场地稍显紧张，炭块转运站能建厂房面积不大，建议将征地向西延伸建铁路和仓库。1.11结语项目建成后，具有很好的节能效果和环保效果，综合效益很好。首先，本工程是我国电解铝工业又一次大幅度降低能源消耗的标志性项目，具有极其深远的国际意义。在上世纪九十年代以前，我国几乎都采用中小型自焙电解槽，吨铝综合电耗一般在16000kWh18000kWh；九十年代中后期至现在，大中型预焙电解槽普遍使用，吨铝综合电耗总体降至140056、0kWh左右。本工程鉴于采用大型曲面阴极预焙铝电解槽，吨铝综合电耗可降至13000kWh以下，这一成果的推广应用，将大幅度降低我国电解铝整体电耗水平，对全世界电解铝工业贡献巨大。其次，本项目建成后，充分利用*水电资源，通过电耗大幅度降低，增强企业竞争力。特别是对促进少数民族地区的发展，实现共同致富的目标，并解决800多人的就业，同时促进地方其它相关产业的共同繁荣，社会效益明显。第三，项目采用国际先进水平的清洁生产工艺，采用氧化铝干法吸附技术处理电解烟气，使吨铝氟化物排放低于0.5kg，切实地达到了节能减排的目标。总之，本项目的建设，是直接利用具有自主知识产权的创新型科技成果转化成生产力的重大项57、目。不但可以为今后建设新的更低能耗的电解铝生产系列提供成熟的经验，还可为现有电解系列的改造升级提供全面技术支持，效益是非常显著的。这将为我国铝工业的技术进步和产业优化升级起到积极的推动作用。该项目是全面贯彻“科学发展观”的具体体现，构建创新型企业的成果；是继我国广泛采用大型预焙电解槽生产技术以来，在节能技术上的又一次重大突破，具有显著的节能效果和推广价值。第二章 项目背景和发展概况2.1项目背景铝是64种有色金属中产量最大的金属。自Hall-Heroult熔盐电解法炼铝至今，全球铝电解技术已发展到一个较高的水平。近年来我国铝工业通过自主创新和引进，消化吸收再创新，在技术装备及工艺控制技术等方面58、已经达到国际先进水平，但整个产业存在的结构性矛盾仍然比较突出，主要表现在：产业布局不尽合理，产业集约化程度低，国际定价话语权弱，自主创新能力不强，落后产能尚未完全淘汰等方面，特别是2008年受国际金融危机影响，我国铝工业遭受了严重冲击，企业出现大范围亏损，稳定发展面临前所未有的挑战。这就使铝工业从过热的发展中冷静下来，反思发展中的问题。更深入地研究和探讨可持续发展的道路和措施。从生产上讲，要长期经受住价格、原材料和需求的波动，最根本的出路就是进一步把生产成本降下来。而降低生产成本主要靠管理和技术，挖掘管理成本的潜力不会太大，只有依靠技术进步，努力做好节能、降耗和减排工作，才是有效降低成本和保持59、长期可持续发展的根本出路。降低电耗一直是铝电解工业技术进步的方向，贯穿于铝电解工业发展的整个过程。从理论上讲，电解法生产一吨铝的直流电单耗为6330kWh，而我国2008年电解原铝直流电耗为13254 kWh/t-Al，电能利用率不足50%。如果仅依靠现有的装备和技术，进一步降低电耗的空间非常小，必须突破传统思维，开发出更加节能环保的新型铝电解技术，才能达到既定目标，实现铝工业的可持续发展。有关专家也指出，在现有铝电解节能技术研究（如低温电解、热效综合利用等）的同时，应该着重新型结构电解槽的研究，这是实现节能突破的重要方向。本项目以“大型曲面阴极高能效铝电解槽新技术的研究与开发”科技成果（专利60、号：200810143402.1）为基础，开发出相关配套技术，进行该项目的建设，实现大幅度节能减排的目的，促进*公司健康、可持续发展。2.2相关技术领域发展现状和趋势自Hall-Heroult铝电解工艺发明以来，铝电解阴极经历了较大的发展，由最早期的铝电解槽阴极呈托盘状，且整个阴极由冶金焦、无烟煤或石油焦等骨料与煤沥青粘结剂捣固而成，发展到随电解槽电流容量的增大，阴极结构发生明显变化，阴极面积增大，由预焙炭块与捣固糊粘结而成。在此之前，无论阴极如何变化，但电解槽阴极表面呈水平状。随着现行铝电解槽节能降耗的潜力有限，人们提出了概念铝电解槽（所谓导流槽），针对导流槽而言，对其阴极结构设计进行了大量61、的研究。然而，对于现行铝电解槽炭素阴极材料，通过优化阴极电场分布，减少电解槽中的水平电流，对其结构进行曲面设计的研究未见文献报道。有关导流槽阴极结构设计的具体研究进展如下：2.2.1“蘑菇状”阴极有人使用过蘑菇状的可润湿性阴极，其冠状上表面涂覆可润湿材料并与阳极底掌平行，根部与槽底阴极导杆导通，铝液在涂层阴极表面析出，流入槽底，涂层表面只留一层很薄的铝液，这样可以适当的减小极距，而且这种阴极还可以对保持铝液稳定起到一定作用。Reynolds Metals Company(RMC) 于19851986年Kaiser Mead Smelter的两台70kA预焙铝电解槽上进行了“蘑菇”型的TiB2/62、石墨阴极构件的工业试验，试验进行了45个月，结果表明，降低ACD22.5cm，试验槽比对比槽（按照传统工艺操作）降低能量消耗79%；最大的问题是TiB2/G阴极构件断裂（尤其是与基体阴极炭块连接处）和破损，这将导致综合消耗不能达到预定目标。2.2.2斜坡阴极导流槽另外一种阴极表面涂覆可润湿材料的电解槽是导流槽，这种槽型多年来一直被人们普遍看好。从上个世纪70年代起到现在，出现了很多有关导流槽的专利。阳极可以为炭素，阴极涂层主要成分为TiB2，阴极表面倾角为2或者更大，使铝液能够沿着斜坡流入槽底的聚铝沟内，阴极对铝液润湿效果好，极距可以控制在1.25到2.5cm的范围之内，电流效率较高。澳大利亚63、Comalco公司从1987年到1998年一直研究开发导流槽，已经建立了25台电流强度为90kA的导流槽。槽底为两侧向内倾斜的TiB2涂层阴极，阴极上铝液层的厚度为35mm，极距为2.5cm（常规铝电解槽的极距为44.5cm），为了保持热平衡，电流强度从90kA提高到了120kA，阳极电流密度增至1.15A/cm2，因而产量提高了40%，能耗为13200kWh/t-Al。这种导流槽是一种典型的单聚铝沟导流槽，采用相适应的倾斜底面炭素阳极，聚铝沟位于槽底中部，其余部分与现有普通预焙槽结构基本一致。对于这种使用炭素阳极的导流槽，通过增加电流密度维持热平衡，虽然没有从根本上解决高能耗和环境污染的问题64、，但是通过采用表面倾斜的可润湿性阴极，有效降低了极距，电流密度增大，也增加了电解槽产能。相同电解槽，如果假设导流槽与现有普通预焙槽寿命相同，产能增加，则相应的吨铝投资成本就降低了，可见导流槽相比普通预焙槽具有明显的优势。（1）多聚铝沟型导流槽：Vittorio de Nora 在其专利中提出了一种采用惰性阳极的导流槽，如图2-1所示，惰性阳极可以由金属、合金或者陶瓷等制成，表面包裹陶瓷质的氟氧化物作为保护性涂层。电解气体沿着阳极中间的开口排出。专利还给出了聚铝沟为V形，U形、梯形和矩形的阴极块示意图，阴极炭块之间用捣固糊连接。（2）单聚铝沟型导流槽： Georges Berclaz在其专利中提65、出了另一种采用惰性阳极的导流槽，如图2-2所示，阳极为Ni-Fe-Al或Ni-Fe-Al-Cu的合金，表面为氧化物保护层。6512347图2-1 使用炭素阳极导流槽1.侧部炭块2. 炭素阳极 3. 结壳 4. 电解质 5. 阴极炭块6. 阴极钢棒 7. 聚铝沟中铝液 图2-2使用炭素阳极导流槽1. 阳极钢爪2. 阳极3. 炭化硅层 4. 耐火砖 5. 阴极导杆6. 内部槽壳 7. 阴极块 8. 阴极涂层 9.聚铝沟 两个专利所给出的这两种导流槽结构相对复杂，在现有的Hall-Heroult铝电解槽的基础上进行改装比较困难，且前期的资金投入将会很大；另外，能够满足工业生产要求的惰性阳极材料制备仍66、然是一个急需解决的问题。随着惰性材料研究的不断发展，在不久的将来有可能使用这种结构的槽型进行铝工业生产。（3）复杂结构的导流槽：Vittorio de Nora.在其专利中还给出了一种结构比较复杂的使用惰性阳极和可润湿性阴极的新型铝电解槽，也可以称为导流型槽，阴极表面涂层具有较好导电性和铝液润湿性，对阴极炭块也有很好的保护作用。使用表面涂覆硼化钛的楔形阴极，阴极可以通过植入槽底的方式固定在槽底，也可以通过粘结，使其与槽底结合，或者在阴极炭块内部加入铸铁使其沉于槽底。阳极采用惰性材料，如金属、合金或者陶瓷等；倾斜呈人字形，与阴极表面平行，并有开口，用于阳极气体排放，极距控制在15mm到20mm以67、内，电解析出的铝沿着阴极斜坡流入槽底。这种电解槽实际上它是对蘑菇状阴极的改进，但也同样面临着使用寿命的问题，楔形阴极在电解条件下会面临断裂和涂层剥落的问题。综上所述，人们试图通过导流槽的开发来实现铝电解的节能降耗，尽管取得了较大的进步，但上述导流槽结构设计仍未能真正应用于工业生产，大多还只是原型槽，且普遍存在一定的局限性。其一，电解槽中因只有少量的铝液，以致电解过程中热稳定性很差，难以实现电解槽的稳定运行；其二，这种导流结构铝电解槽必须建立在高质量的润湿性良好的阴极材料为基础，以保证铝液顺利地从阴极表面流入聚铝沟中，当阴极表面或局部表面与铝液间润湿性变差，铝液在阴极表面短暂停滞或成团，将导致阴68、极电流分布不均甚至短路，且阴极润湿性差的部位容易与电解质直接接触，加剧阴极的腐蚀渗透，降低电解槽寿命；其三，这种导流结构铝电解槽给生产操作过程中带来不便，特别是采用炭素阳极在阳极效应发生时，极间距离小且没有铝液，阳极效应难以熄灭，操作上极为不便，而且阳极效应瞬间产生的大量热量不能通过铝液传导出去，给生产和电解槽稳定运行带来不利。2.3新技术发展概况近些年来人们对可润湿性阴极有较多的研究，并在试验槽上有一定的应用，但未能全面推广，一方面是成本问题；而另一方面其整体技术不成熟，很难实现产业化应用。曲面阴极新技术的开发，其本质也是对阴极结构的改进，理论基础为阴极电流分布的均匀性，即保证电解槽电流从阳69、极到阴极方钢走向及分布的均匀性。同时，实现电解槽低铝量条件下电解槽的稳定性。该技术借助于计算机仿真计算，有较强的理论基础支撑。云铝及其下属公司曲面阴极电解槽的开发试验，从2007年9月开始，分别在186kA、200kA、300kA系列进行试验。通过对阴极电流分布、炉帮厚度及槽壳温度等参数的测量表明，曲面阴极电解槽阴极电流分布优于传统平面阴极，而电解槽槽壳温度相对传统平面阴极较低的现象表明曲面阴极电解槽炉帮形成更好，也佐证了曲面阴极电流分布更均匀的理论。曲面阴极在试验阶段取得的技术经济指标参见表2-1。表2-1 试验槽的技术经济指标 槽号 指标191#178#608#118#422#326#6070、6#平均平均工作电压（V）4.023.953.9653.8623.8893.9463.923.936铝水平（cm）10119121317.920.213.3电解质水平（cm）19.419.41818.818.627.220.420.2槽温（）941.4937.4952946947949956946.9分子比2.582.542.462.572.562.312.492.5原铝直流电耗（kWh/t-Al）1260012182123111217812259123621268512368炉底压降（mV）320308318355365349322333.7根据上表，该技术已在云铝及其下属公司不同槽型的铝电71、解系列上取得了重大的节能效果，需建设该项目加以优化。2.4新技术推广应用前景2.4.1新技术的经济效益大型曲面阴极高能效铝电解槽新技术在*公司的成功开发，实现了大幅度降低电解铝生产能耗的目标，根据成果鉴定意见的有关数据，目前原铝直流电耗初期指标最好的已达到12178kWh/t-Al。该技术是铝行业一个重大技术突破，将引领提升整个铝电解工业的技术装备水平。按全国2008年原铝产能1800万吨，平均原铝直流电耗13254kWh/t-Al计算，如果项目在整个铝电解行业推广，原铝直流电耗降低1076kWh，全国铝电解行业一年可节约电能为：1800107610000193.68亿kWh新技术的推广应用，72、对整个铝工业的产业技术升级和节能减排将发挥重要的推动作用。该项目在铝电解槽的设计理论、制造工艺和生产工艺技术、操作制度等方面均有创新，属国际首创，吨铝直流电耗达到国际领先水平，具有显著的节能效果和推广应用价值。2.4.2新技术的社会效益（1）吨铝电耗的大幅度降低，节约的电量为社会其他行业提供了电力保障；在资源能源紧缺形势下，大大节约了能源，为社会做出了积极的贡献；同时使铝行业向低能耗生产迈进了一大步。（2）该技术在电解过程中，电解槽电流分布均匀，增加了电解槽运行的稳定性，为电解槽槽寿命的延长提供了基础保障，从而降低了废阴极材料给环境带来的污染，社会效益显著。（3）由于我国铝电解工业所用电力大多73、为火电，节省电能意味着减少了对资源的破坏和对环境的污染，因此产生的社会效益非常巨大。（4）本项目技术成果的推广应用，将会大幅度降低铝电解工业的生产成本，明显提升了中国铝工业的整体技术水平和国际竞争力，实现铝工业的可持续发展。第三章 电解工艺及计算机控制3.1概述3.1.1电解铝生产工艺概述炼铝方法的发展可分为两个时期：最初是化学法，然后是电解法。自1886年法国人埃鲁（Heroult）和美国人霍尔（Hall）发明了冰晶石氧化铝熔盐电解法以来，铝金属的工业性生产，一直是采用该法进行的。即将氧化铝、冰晶石、氟化铝等加入电解槽中，通以强大的直流电，在945955温度下，电解质在电解槽内发生电化学反应74、，阴极析出铝液，定期用真空抬包抽出送往铸造车间加工成铝锭；阳极上逸出的CO、CO2及其它气体随同烟气排出，阳极消耗需要定期更换。在上述过程中由于加入了氟化盐，电解槽排出的烟气含有氟化物，此外还有粉尘、SO2等污染物，烟气经集气罩密闭集气后送入“干法”净化系统处理。电解烟气净化系统中吸附了氟化物的载氟氧化铝，通过超浓相输送系统送到电解槽上料箱供电解槽使用，电解所需的阳极炭块在阳极组装车间与阳极导杆组装成阳极组，供电解槽使用。由电解车间用抬包运入铸造车间的高温铝液，经地中衡称量后倒入保温炉，再经过精炼、静置处理后，铝液从溜槽进入铸造机进行铸锭。经过扒渣、打印等工序后，再将冷却后的铝锭堆垛、打捆，用75、叉车送至成品库或铝锭堆场计量堆存外销。目前该熔盐电解法仍然是工业炼铝的唯一方法，多年来，曾经试验了多种新的炼铝方法，如炭热法、氯化铝法等，虽然取得了一些进展，但在经济上和规模上都暂时无法与熔盐电解法相匹敌。3.1.2电解槽的发展概述20世纪80年代前，工业铝电解槽的发展经历了几个重要阶段，其标志性的变化有：电解槽电流由24kA、60kA增加至100150kA；槽型主要由侧插棒式（及上插棒式）自焙阳极改为预焙阳极电解槽；电能消耗由吨铝22000降至15000kWh；电流效率由7080逐步提高到8590%。进入90年代以来，电解槽容量进一步增大，发展到160kA、200320kA乃至350400k76、A和500kA，并进入预焙槽时代；吨铝投资更低，各种指标也得到很大提高。今后铝电解技术的发展方向是进一步降低电解槽电压、提高电流效率、降低能源消耗、降低阳极消耗及提高电解槽寿命等以实现最大限度节能减排目标。3.1.3设计产能、产品品种和质量标准本次设计拟采用YK300大型预焙电解槽172台（备用4台），设计产能15万t/a。该项目设计为1个电解系列及其辅助生产系统。其技术装备水平按照国际领先的标准进行设计。产品品种为重熔铝锭，质量达到GB/T1196-2008标准，合格率100，一级品率达90以上。3.2电解槽设计技术特点本项目拟选用YK300kA大型曲面阴极高效节能铝电解槽作为电解铝生产的主77、要设备。该电解槽结构完善、技术成熟，能实现安全、环保、高效、低耗的目的。本次设计原铝直流电耗低于12000kWh/t-Al；通过对试验过程的跟踪研究，拟定槽电压为3.83.9V，电流效率95.596.5%。设计计算的槽电压采用3.85V，电流效率采用96%。3.2.1槽电压的选择依据现云铝GY300型平面阴极槽的平均槽电压为4.2V，根据鉴定材料中曲面阴极与平面阴极电解槽相比，曲面阴极电解槽平均工作电压降低了230mV。本设计除采用曲面阴极技术外，还采用了以下措施来降低槽电压。1、采用全石墨质阴极炭块本设计拟采用半石墨质阴极炭块，根据兰州铝厂试验数据采用石墨质阴极炭块后炉底电压可降低20mV。78、2、效应均摊电压原GY300型电解系列设计效应系数为0.5次/槽d，持续时间为5min，效应电压为30V，根据云铝控制软件的开发及实践已达到效应系数为0.03次/槽d，持续时间为1min，效应电压为30V，由此可降低槽平均电压约50mV。3、阳极开槽技术*铝业研发的开槽阳极专利使用情况表明通过阳极开槽技术可降低槽电压约30mV。4、阳极系统压降采用有色金属工业协会组织推广的铝钢复合节能钢爪，可以降低压降约20mV，钢爪爪头直接由原来的135mm加大到165mm，可降低压降约20mV。5、调整电解质成分根据云铝GY300槽生产实践证明在LiF含量为13%时，每增加1%，槽电压可降低100150m79、V。理论上适当提高电解质分子比有利于槽电压的降低。因此适当提高LiF百分比（如0.5）及提高分子比由2.12.3提高至2.22.45作为本设计进一步降压的潜力。槽电压降低措施，详见表3-1。表3-1 槽电压降低措施表序号降压措施电压降mV备注1曲面阴极技术2302采用半石墨质阴极炭块203降低效应系数及持续时间504阳极开槽技术305采用铝钢复合钢爪并加大钢爪尺寸406调整电解质成分未计入作为进一步降压潜力合计369以上数据显示降压措施潜力较大，在现有GY300型电解槽槽电压4.2V基础上可以降低369mV。所以本设计选取的槽电压3.83.9V（计算按3.85V）是有保障的。3.2.2电流效率80、的选择依据现云铝GY300系列电解电流效率为94.95，采用现代新技术尤其是“曲面阴极新技术”达到95.596.5的电流效率是有保障的。1、通过 “曲面阴极新技术”的开发与生产实践，在云铝186kA试验槽上曾经实现了95.997%的电流效率。2、目前云铝所用槽控机均为GAM型及其配套软件，若升级使用GAM型槽控机及其配套软件还可提高电流效率0.51.0。故本设计推荐采用新型槽控机及其配套软件，可确保达到96以上的电流效率。鉴于以上的优化创新，本项目推出的YK300电解槽主要技术经济指标有其明显的优势。见对比表3-2。表3-2 YK300槽技术经济指标对比表比较项目欧美指标国内指标云铝试验槽平均81、指标YK300型设计指标电流效率（）9396939495.495.596.5直流电耗（kWh/t-Al）130001450013300136001236811954槽电压（V）4.054.44.054.183.9363.83.9效应系数（次/槽d）0.030.050.050.30.050.03阳极净耗（kg/t-Al）380400390410380380氟盐消耗（kg/t-Al）253520183.3 生产工艺流程电解生产系统主要包括以下几个部分：电解系列、氧化铝储运及供配料、电解烟气净化、计算机控制、铸造、抬包清理残极清理、阳极组装等。生产工艺流程见图3-1。 图3-1 生产工艺流程图3.482、原材料的技术要求及年需要量3.4.1主要原材料技术要求为了保证电解过程的稳定及干法净化的最佳工作状态，以取得良好的生产技术经济指标、优质产品及较好的工作条件和环保效果，本设计所使用的原材料应符合以下技术要求。3.4.1.1氧化铝1、化学成分氧化铝化学成分中普通杂质含量应符合有色金属行业标准YS/T 274-1998规定的二级品以上产品质量要求，见表3-3。表3-3 氧化铝质量标准(YS/T 274-1998)牌号化学成分，Al2O3不小于杂质含量，不大于SiO2Fe2O3Na2O灼减AO-198.60.020.020.501.0AO-298.40.040.030.601.0AO-398.30.83、060.040.651.0AO-498.20.080.050.701.0注：1 Al2O3含量为100减去表列杂质总和的余量。2表中化学成分按在3005温度下烘干2h的干基计算。3表中杂质成分按GB8170处理。2、外观氧化铝为白色晶体，不应有杂物和团块。3、物理性质： 比表面积 60m2g Al2O3 2030 325目 8并应具有一定的机械强度。3.4.1.2冰晶石人造冰晶石质量应符合（GB/T42912007）一级品以上标准，见表3-4。表3-4 冰晶石质量标准（GB/T42912007）等级化学成份H2O%不小于不大于FAlNaSiO2Fe2O3SOP2O5特级5313310.250.84、80.020.5一级5313310.401.20.050.8二级5313310.501.50.051.3注：表中化学成份按干基计算3.4.1.3氟化铝氟化铝的质量应符合（GB/T42922007）特二级品以上标准，见表3-5。 表 3-5 氟化铝的质量标准（GB/T42922007）牌号化学成分物理性能FAlNaSiO2Fe2O3SO42-P2O5烧减量松装密度g/cm3AF06131.50.300.100.060.10.030.51.5AF16031.00.400.300.100.60.041.01.3AF25829.02.80.300.121.00.045.50.7AF35829.02.885、0.350.121.00.045.50.7注1：测定值或计算值与表中规定的极限数值作比较的方法按GB/T1250中5.2条的规定进行。注2：需方如对表中规定的各指标有特殊要求时，可由供需双方另行商定，并在合同中注明。3.4.1.4碳酸锂碳酸锂的质量应符合（GB/T110752003）标准要求，详见表3-6。表3-6 碳酸锂的质量标准（GB/T110752003）牌号化学成分（质量分数）/Li2CO3主含量不小于杂质含量 不大于Na2OFe2O3CaOSO42-ClH2O盐酸不溶物MgOLi2CO3099.20.150.0030.0350.200.0050.50.0050.025Li2CO31986、9.00.200.0080.0500.350.0050.50.015Li2CO3298.50.250.0150.100.500.0200.80.0503.4.1.5阳极炭块1、阳极炭块尺寸及允许偏差符合表3-7要求。表3-7 尺寸及允许偏差阳极块规格（mm）允许偏差（mm）长宽高弯曲度160066055010510不大于长度的1%2、物理性质抗压强度 大于30 MPa电阻率 小于5510-4. cm气孔率 小于28%氧化损失 小于40mg/cm2h热胀率 0.450.55%（在20950）假比重 1.5g/cm33.4.2原材料年需要量本设计采用YK300大型曲面阴极高效节能铝电解槽172台（87、其中168台生产），其电解系列规模为原铝151724t/a、铝锭150965t/a产能。所需各主要原材料消耗见表3-9。表3-9 主要原材料消耗表 原材料名称单耗（kg/tAl）日耗量（t）年耗量（t）氧化铝1920798291310冰晶石20.83303氟化铝166.652427阳极炭块毛耗45018668275净耗380157576553.5物料平衡电解系列物料平衡详见附图K5092-2SQ24物料平衡图。3.6主要技术经济指标本设计的主要技术经济指标，详见表3-10。表3-10 主要技术经济指标表 序号项目单位数值备注1电流强度kA3202安装槽数台1723工作槽数台1684系列原铝产量88、t/a1517245成品产量t/a1509656产品合格率%1007电流效率%95.596.5计算按96%8槽平均电压V3.83.9计算按3.859电解槽寿命d250010吨铝直流电耗kWh1195411槽日产原铝量kg2474.3112槽年产原铝量t903.1213原材料单耗氧化铝kg/t-Al1920冰晶石kg/t-Al2氟化铝kg/t-Al16阳极毛耗kg/t-Al450阳极净耗kg/t-Al38014电解槽集气效率98.53.7原铝产能计算1、主要参数电流强度（kA）： 320电流效率（%）： 962、单槽原铝产量 槽日产原铝量： 3200.960.335624=2474.31kg槽年89、产原铝量：2474.3136510-3=903.12 t3、系列原铝产量：正常：903.12168=151724 t/a最大：903.12172=155337 t/a3.8电解车间3.8.1电解槽基本设计参数电流强度（kA）： 320阳极电流密度（A/cm2）： 0.758阳极组数（组）： 40阳极炭块尺寸： 1600660550(mm)每组阳极钢爪数（个）： 4每个钢爪直径(mm)： 165每个钢爪电流密度（A/cm2）： 9.35铝导杆截面（mm）： 140140槽膛面积（mm）： 148004020槽膛深度（mm）： 550槽壳尺寸：内壁（长宽高）（mm） 1504042601422槽体90、外围尺寸：（长宽高）（mm） 1562951041872操作面尺寸（mm）：大面 320小面 420中缝 180阴极炭块尺寸： 3440510450(mm)阴极炭块组数（组）： 26阴极钢棒尺寸（长宽高）： 440065180mm每组阴极炭块组阴极钢棒数（根）： 2阳极升降速度（mm/min）: 73摇篮架组数：活动（组） 23 固定（组） 2阳极母线规格（mm）: 550200阳极最大行程（mm）: 4003.8.2多功能机组（PTM）多功能机组是电解车间不可缺少的关键性专用设备，主要承担更换阳极、加新鲜氧化铝覆盖料、出铝、抬阳极母线、运输出铝抬包和其他厂房内运输作业。本工程拟安装国内生产的91、设备，共8台套。3.8.3出铝台包出铝台包是出铝和运铝液的专用设备，其工作原理是由压缩空气喷射，造成负压，利用包本体所带的吸铝管将槽内的铝液吸入包内。它由带压缩空气喷射装置的上盖、抬包本体、传动齿轮、内衬结构组成，其主要特性如下：抬包有效容量： 6.0t吸铝能力： 1.2t/3min压缩空气压力： 0.7MPa压缩空气耗量： 4.0m3/min3.8.4车间配置本设计的电解厂房为新建，电解系列配置平行排列两栋厂房，每栋厂房长645.6m，跨度为28m，每栋厂房横向配置86台电解槽；电解系列厂房共安装172台电解槽。厂房为二层楼结构，底层安装槽体及阴极母线，二层为操作面标高3.10m。两栋厂房间92、距为40m，设置2套净化系统和供配料系统，设有3个连通通道，供出铝、新旧阳极的运输及其他物料、设备等运输用。厂房内电解槽横向单排配置，槽中心距6.60m，槽纵向中心距厂房轴线分别为10.70m和17.30m。厂房端墙距首、尾台电解槽中心线分别为24.3m、28.50m。电解槽采用槽罩密闭，电解槽生产产生的烟气经槽排烟管汇集于敷设在厂房外的总管至净化系统。每栋厂房内配置4台国产多功能机组，机组轨顶标高为10.150m，厂房柱顶标高为15.35m。每台电解槽设槽控机一台，配置在厂房纵向小通道一侧。电解车间配置图见K5094-2SQ2-8。3.9铸造车间3.9.1铸造工艺本车间任务以满足电解车间最大93、生产能力155337t/a（设计规模为150kt/a），产品方案为20kg普通铝锭（重熔铝锭）的铸造任务。本设计在主要设备方面拟选用大型电热式30t容量的保温炉和带有自动浇注、自动堆垛、打捆包装的生产能力为16t/h的大型半连续的普通铝锭铸机，以提高设备规模和装备水平。在工艺流程方面，由于原铝质量稳定、品质较高，根据国内生产实践，拟采用原铝边注入边浇注的工艺流程，即电解原铝液由真空抬包注入保温炉内就直接浇注。对于极少数出现的质量较差需经配料以提高其品位等级的原铝，可经配料、精炼、扒渣、静置处理，经质量分析合格后再铸锭。生产工艺流程图见图32。图3-2 普通铝锭生产工艺流程图3.9.2铸造主要设94、备1、设备选型（1）铸造机N1.85台 选用3台，其中生产2台，备用1台。式中：N选用铸机台数； 426日处理量，t； 16铸造机小时生产能力，t/h； 0.80铸造机运转率； 0.75铸造机利用率。（2）保温炉与铸造机配套，即选用3台，两开一备。2、主要设备本铸造车间设计选用的主要设备如下：30t电阻保温炉 3台16 t/h铝锭铸机 3台16/3.2t电动桥式天车 2台3t电动单梁行车 1台3t电子地上衡 1台3t内燃叉车 5台3.9.3铸造车间配置为满足150kt/a铝规模要求，铸造车间设计跨度为42m，长度为114m。铸造作业区标高0.000，起重机轨顶标高13.50m、屋架柱顶标高1595、.60m。在厂房东侧增设附跨，长、宽分别为4812m和307m，分别作铝灰堆场和取样室、配电室、工人休息室及车间办公室、厕所等。铸造车间配置图详见附图K5094-2SQ2-9。3.10阳极组装3.10.1阳极组装工艺流程阳极组装工艺流程如图3-3。图3-3 阳极组装工艺流程图3.10.2阳极组装工艺目前国内采用预焙槽工艺的电解铝厂，其阳极组装车间的工艺装备水平相差十分悬殊，有机械化和自动化程度高的自动组装线，也有以人工操作为主的“地摊”式组装线，所需投资相差很大。为充分利用原有资源，实现产能翻番，本工程拟在原“地摊”式组装车间内进行升级改造，采用自动化水平较高的自动组装生产线，并且对浇铸站、中96、频炉、残极处理等设备进行特殊选型，使之能同时适应两种规格阳极炭块组装，以满足年产三十万吨电解铝用阳极炭块的需要。阳极组装积放链式输送机系统通过PLC控制实现阳极组装车间各工序之间的自动化输送。3.10.3生产能力阳极组装车间技改后需完成300kt/a电解车间所需单阳极组的组装工作，改造后按每小时产40组新阳极，工作制度为7天/周，2班/天，每班按7小时计算。每天可完成组装新块：4072560组原200kA电解槽正常生产所需单阳极组数：35028组原240kA电解槽正常生产所需单阳极组数：63584组本项目320kA电解槽正常生产所需单阳极组数：82330组建成后全厂电解铝正常生产所需单阳极组数97、：35028+63584+83254=180942（组）每天应组装预焙阳极组数 1809423650.98506（组日）式中： 0.98组装车间的合格成品率。本工程阳极组装车间改造后生产能力为560组/日，大于每天所需阳极组要求。3.10.4主要设备及性能（1）悬挂输送机输送速度 V=15m/min悬链长度 360m（2）残极压脱机利用原有。（3）铁环压脱机利用原有。（4）炭块运输辊道辊道宽：800mm；辊道长：15m（5）炭块预装推送机液压缸行程：2000mm；液压缸推力：12t；尺寸：3270565250mm。（6）浇注小车输送区行走速度：300mm/s；浇注区行走速度：100mm/s；398、.10.5车间配置原有组装车间11m126m的附跨，（213）m126m的主厂房，本次改造在厂房东侧再增建21m126主厂房成21m的四连跨主厂房，在厂房北端配置悬链输送机完成残极清理、压脱、铁环压脱、导杆矫直、新极组装等任务；厂房南端作为残极堆放区和成品堆放区。在附跨内配置中频炉和配电室。车间配置详见附图K5094-2SQ2-10。3.11槽上部修理槽上部是铝电解槽重要的组成部分，在电解生产中，由于磨损、碰撞等原因造成槽上部结构的损坏，需要对损坏部分进行修理。原设计是将槽上部修理的工作放在电解车间内进行的，在生产实践中由于电解车间内的强磁场作用，使得某些修理的工作难以完成，所以此次设计考虑将99、电解槽运出电解车间进行修理。该车间主要完成对200kA、240kA、320kA槽上部的修理工作，包括对横母线的堆焊、铣和打壳下料装置及槽上部其它损坏部分的修理、更换。根据以往生产统计结果结合*公司情况，计划每月需进行修理的槽上部结构有8台，主要维修内容包括焊、铣等作业。根据工艺特点分区布置，采用24m跨，长138m，纵向设计可摆放十六台槽上部修理区，在车间南端设辅助检修区、配电室和办公、休息等功能区。槽上部结构修理车间配置方案具体详见K5094-2SQ2-11。3.12清理车间抬包在出铝时经常会有电解质或铝液粘附在上面，时间长了会堵塞管道，所以需要定期清理和修补。在公司二期建设时抬包清理车间已100、预留了建设场地，此次扩建工程只需将原抬包车间延长至144m即可满足全厂的抬包清理任务。3.13槽大修车间在电解生产过程中电解槽到一定的时间需要大修筑炉，槽大修车间即为槽内衬阴极炭块和钢棒组装、阴极糊混捏等工作及摆放大修筑炉所用的工具等。根据场地及生产需要，车间配置为36138m，分为办公休息区、空压机摆放区、阳极糊混捏区、扁钢清洗加热区及阴极炭块加热、组装、堆放区等。厂房内配2台电动单梁起重机，轨顶标高10.00m。槽大修车间配置详见附图K5094-2SQ2-12。3.14计算机控制3.14.1概述计算机信息技术是现代科技发展的核心，它已深入到当今人类活动的各个领域，推动着各行各业技术的发展。101、而在大中型电解工厂中，计算机控制系统已成为必不可少的组成部分。这是因为在铝电解生产过程中应用计算机控制技术具有良好的经济效益和社会效益，它与人工电解生产相比，在以下各个方面具有明显的优势：可大大提高电解槽的生产效率；提高电流效率和电能利用率，显著降低能耗；减少工人劳动强度，提高劳动生产率；降低原材料消耗；减少污染，改善环境；提高生产管理水平，促进管理现代化。3.14.2系统结构大中型铝电解计算机控制系统，目前已从早期的集中控制管理方式发展到集中管理、分散控制的方式。这种控制方式的优点是，控制结点的分散导致故障点分散，不会因为一个控制结点的故障使整个系统瘫痪，使得系统的可靠性大大提高。同时，系统102、的构成更加灵活，可以根据需要灵活配置各级设备，使得各级设备充分发挥性能。而集中管理又可提高系统的管理水平，方便对系统设备的监控。铝电解槽系列的特点是电解槽数量多，单槽测控量大，采用集散控制系统特别适合。因此本设计采用集中管理、分散控制方式，建立由以下设备组成的控制系统：管理级：监控计算机、打印机、广播系统等；现场控制级：槽控机。3.14.3系统功能1、管理级监控计算机主要完成以下功能：系统设备运行状态、运行参数的监控；系统参数的存档及分析；系统电流、电压实时和历史曲线；故障报警信息记录及跟踪；故障报警的自动广播；自动提供生产数据报表（班报、效应表、故障表、日报、月报等）。2、现场控制级主要完成103、以下功能：数据采集；自动打壳下料；正常槽电压控制；异常电压检测和处理；人工作业（出铝、换阳极、抬母线等）的监控；人工作业后电压控制；基于温度控制氧化铝浓度；阳极效应报警和熄灭；对极距进行多重保护。3、控制系统需达到以下控制目标：槽电压控制在3.83.9V之间；氧化铝浓度控制在1.52.5；分子比控制在2.22.45；电解温度控制在940左右；效应系数0.03；生产平稳可靠。3.14.4主要设备配置及选型槽控机：作为电解槽生产的控制机，不仅要独立完成对电解槽的控制，同时又由于所处环境的恶劣，故对其可靠性要求极高。此外，由于电解槽控制技术的专用性很强，通用的控制设备难以满足其特殊的要求。因此，槽控104、机选用技术成熟的最新的铝电解槽控机。1）管理监控机管理监控机采用高可靠性的工业计算机。监控机将通过通讯汇集所有电解槽的生产数据，监视电解槽的生产状况，对数据进行分析及记录，并自动产生各种报表。因此，监控机需要选用存储容量较大、运行速度快的计算机，并配置智能通讯板和高性能打印机。2）系统配置在电解主厂房内，每台电解槽旁边均设置一台槽控机，总共172台，分四个控制分区，每一分区的槽控机串联在一条现场通讯总线上，并与监控机相连。监控机安装于计算中心的机房内，4条现场总线通讯电缆从这里引至各槽控机，对所有槽控机进行统一管理和监控。系统配置图见K5094-2SQ213。第四章 氧化铝贮运及烟气净化4.1105、 氧化铝贮运、供料4.1.1氧化铝仓库*公司现有氟化盐氧化铝仓库34236m，有铁路进仓库，原设计为阳极炭块、氟化盐和氧化铝仓库，现新建了炭块仓库，此仓库只作为堆存氧化铝用，按300kt/a的电解铝生产规模，年需氧化铝约600kt，考虑堆高57包，堆存面积10000m2计算，可堆存5070kt，氧化铝堆存时间为3040天，满足电解铝对氧化铝库存的要求，所以此次设计不考虑新建氧化铝仓库。4.1.2 氧化铝供料在氧化铝仓库内设加料平台两座，为电解铝生产提供原料。两加料平台各设环保通风除尘系统，独立运作。氧化铝由5t桥式起重机提吊至加料平台位置，人工拆袋后落入平台上2个料斗中，每个料斗下各设置10m106、3浓相输送泵一个，交互运行。氧化铝通过浓相输送管送至电解车间14000新鲜氧化铝仓，供电解生产及烟气净化系统使用。4.2 氧化铝输送4.2.1氧化铝输送技术氧化铝输送是铝电解工业中一项重要技术，随着铝电解技术、净化技术的发展对氧化铝的粒度及比表面积等方面提出了越来越高的要求。采用传统的稀相气力输送方式，由于其气耗量大，物料输送气流及料流速度快，对氧化铝物料破损严重，既影响铝电解生产技术经济指标，又降低净化系统效率，因此需采用新型物料输送技术来减少输送过程中氧化铝颗粒的破损细化。现代国外铝工业中广泛采用的输送方式有浓相及超浓相输送两种办法，瑞士（Alesa）公司栓流式浓相管道输送技术代表了其在该107、技术领域内的国际先进水平。其技术的特点是：物料破损小、运行可靠、自动化程度高、配置灵活、配属设施少，特别适合对点对点长距离输送。该技术有着广泛、现实的工业运用前景，是我国铝电解工业急待开发、研制、应用的新科学技术领域。云铝公司在“九五”环境治理节能技术改造工程项目中，与贵阳铝镁设计研究院联合对“栓流式浓相管道输送技术”进行研究开发，在浓相输送技术原理的基础上加以改进、提高，并借鉴了部分国内外物料输送的先进工艺、控制技术和实践经验，并根据国内现有材质、元器件、制造技术、测试技术、和调试手段进行综合开发研制，最终形成了配套完整、性能优良、具有自主知识产权的国产化新技术。该项成果用于*铝业股份公司电108、解各系列输送系统后：（1）稳定了电解供料正常运行，较好满足了电解系列的生产要求。（2）使电解干法净化系统得以正常、有效的运行，从而达到了电解生产的环境治理、环境保护的目的。（3）稳定了电解生产工艺条件和槽况，电流效率提高1%以上。自我开发节省了国外技术引进费用。4.2.2氧化铝输送方式选择本设计氧化铝输送采用云铝自主开发的现有技术，采用“浓相+超浓相输送、供料”组合系统方式。 应用该项技术，所输送的氧化铝物料颗粒破碎小，电解干法净化系统的净化效率得以保证和提高，明显提高了铝电解生产的环境治理，环境保护效果；充分保证了氧化铝颗粒的溶解性能等理化指标，稳定电解生产工艺条件和槽生产状况。此新技术与代109、表当前国际先进水平的端士ALESE公司技术相比，创新点有：压力容器物料连续计量系统；管道物料快速成栓新生方法；压力容器无磨损内排气方式，压力时间参数控制料位方法；新型内管调节机构等，并创新使用了浓相输送新工艺和相配套的过程控制软、硬件系统，计量软件，尤其是新开发的压力容器计量系统，能够在任一时刻根据需要计量出输送量并进行调整，这在国际上是首创，在国内更是独家最先使用该项技术。单套设备氧化铝输送能力大于36t/h，比ALESE技术提高34.5倍。动力指数为0.0102kWh/t.m，能耗比ALESE降低了53。超浓相输送技术，固气比可达500以上，输送能耗仅为0.7kWh/t.Al，与代表当前国110、际先进水平的法国彼施涅公司的超浓相技术相比，能耗低了65；所需动力空气压力仅需0.006MPa，系统工作压力降低了40。系统具有自动化水平高，输送能耗低，设备磨损小，寿命长，无粉尘散发，运行维护工作量极小，可多点供料等特点。该技术具有工艺新颖，先进可靠，自动化程度高，计量方便准确，运行稳定，输送能力大，氧化铝物料磨损小，能耗低，投资省，环保效果显著等特点，在云铝工程中的开发应用总运距达4000m以上。系统整体性能和技术指标均达到国内领先和国际先进水平。4.2.3输送主要设备选择1、浓相输送泵选择10m3浓相输送泵4台，氧化铝仓库内新设浓相输送系统两套（每套两台，交叉周期轮换输送）。（1）单台浓111、相泵输送能力Gm=60hp/(t1+t2)(t/h) 600.8100.85/（310）31.5t/h（2）压缩空气体积流量及供气压力 浓相输送系统所需压缩空气由厂内空气压缩站提供，供气压力0.8Mpa，实需压缩空气63m3，供气量取80m3/min。为保证浓相输送系统供气的稳定，各浓相泵均配套储气罐一个。2、气力提升器净化氧化铝循环30t/h，选择1200气力提升器两台，输送能力40t/h。输送速度1625m/s，固气比614。3、超浓相溜槽空气溜槽的输送量根据其宽度、安装斜度及物料性能决定，输送氧化铝时，综合国内外资料取值如下表3-2。表3-2 空气溜槽理论输送能力表槽宽（mm）80150112、200250300400输送量（m3/h）51010252025409070150120250新鲜氧化铝仓设置4套天车加料系统，将新鲜氧化铝通过风动溜槽输送给电解车间天车加料仓，供多功能天车添加阳极覆盖料用。4. 3电解烟气净化4.3.1 电解烟气净化铝电解过程中会释放出大量的烟气，污染成分主要由气态及固体物质构成。气态污染物主要为HF及其他含氟气体。固体物质主要是原材料的挥发和飞扬产生的Al2O3、C、Na3AlF6、Na5Al3F14等固态物质，污染物主要为冰晶石。含氟烟气污染环境、危害动植物及人体健康。许多国家都对铝电解厂烟气排放有着严格的限制性法规。为适应日益严格的环境保护要求，创建一113、个良好的工作、生活环境，必须对电解废气加以净化处理。电解铝厂烟气净化方法主要有干式吸收和湿式吸收两种，湿法净化法虽净化了烟气，但产生了大量废水需处理，所逐步被干法所替代。铝电解生产原料Al2O3对HF气体有较强的吸附能力，用它作为吸附剂，吸附烟气中的HF气体，对含氟烟气进行干法净化处理。氧化铝对HF的吸附主要为化学吸附，在氧化铝表面产生单分子层吸附化合物，即Al2O32HFAl2O32HF，此一过程只需0.251.5秒便完成，净化效率可达到9899。吸收用氧化铝一般要求Al2O3含量不超过30，比表面积应大于35m2/g，砂状氧化铝基本上达到或超过上述条件，适宜用来作为干法净化吸附剂。吸附了H114、F的Al2O3仍然作为电解生产的原料。本设计净化采用烟气总管净化n型反应器的两段吸附技术，将新鲜氧化铝，循环载氟氧化铝分别加入烟气中，在气固两相充分接触过程中，氟化氢被氧化铝吸附，粉尘在袋式收尘器内被分离下来。净化后尾气经排烟风机送入烟囱排空。（1） n型喷射两级逆流吸附干法净化工艺每台电解槽烟气通过排烟支管道汇集在一起，进入净化系统的脉冲净化袋式除尘器，在进入净化过滤之前，采用两级加料净化方式。第一级通过烟管加料装置把含氟循环氧化铝加入烟气系统，含氟氧化铝在烟道总管内与烟气中氟化氢气体混合先进行吸附反应；第二级通过分料箱和型喷射反应器，将新鲜氧化铝定量加入净化过滤器前的各烟道气流中，通过n型115、喷射反应器，使新鲜氧化铝与烟气中氟化氢气体更充分混合。（2）双层排烟管网系统控制每条次干烟管所带的电解槽数在1011台，起始端的电解槽与末端的电解槽间距在80米以内，减小最近端与最远端阻力不平衡率，以利于每台槽排烟的阻力平衡。排烟管网主干管采用同程设计，即每条主干管的长度大致相等，并使每条次干近和长度尽量相等，局部异程的变径次干管通过电解槽排烟支管上的调节阀的阀门角度调节阻力，使每台电解槽均匀排风，从而保证较较高的吸气效率。吸净化后的含氟氧化铝通过气力提升器提升并贮存于14000含氟氧化铝仓内。一部分载氟氧化铝由空气斜槽输送重新进入循环系统经烟气总管返回除尘系统，另一部分通过沿厂房长度方向布置116、的超浓相输送风动溜槽将含氟氧化铝送至每台电解槽上供电解生产使用。4.3.2电解烟气净化除尘系统4.3.2.1电解烟气净化及收尘系统设计基础条件1、气象条件厂址所处的工业园区属季风型亚热带干燥气候，气候干湿分明，气温暖和，主要气象参数详见总图有关章节。2、设计依据 遵照现行国家及行业有关规定、标准及规范如下：采暖通风与空气调节设计规范(GBJ1987.2001年)；大气污染物综合排放标准(GB162971996)；工业企业设计卫生标准(GBZ1-2002)；铝电解厂通风与烟气净化设计规范(YS502595)；工业炉窑大气污染物排放标准(GB90781996)。3、尾气净化要求根据中华人民共和国工117、业炉窑大气污染物排放标准规定，此工程符合二类区二级排放标准（表2）。即：新建有色金属熔炼炉尾气排放浓度为烟气中粉尘浓度100mg/m3；氟及其化合物（以F计）6mg/m3。4.3.2.2 系统配置及工艺流程根据电解工艺配置，电解车间由长为645.6m、宽为28m的两栋厂房组成。两栋厂房内共安装YK320预焙阳极电解槽172台，其中4台备用，每栋厂房安装86台电解槽。干法净化系统共设两套,设置于厂房间距为40m的两栋厂房之间。净化系统配置在两栋厂房之间，可缩短氧化铝输送距离，减小排烟管道压力损失、可节省投资和运行费用。净化系统流程详见电解烟气净化系统流程图(K5094-2SQ214)及电解烟气净118、化系统配置图(K5094-2SQ215)。4.3.3.3电解烟气净化工艺计算1、烟气量计算单槽废气排放量12000m3/h，总槽数172台。单套超浓相输送尾气排放量50000m3/h，共两套。本设计电解烟气净化及收尘系统按2套配置考虑，单套排气槽数为86台，则单套净化系统烟气处理量Q1200086+50000=1082000m3/h。2、散氟量计算吨铝散氟量16.8kg/t.Al，集气效率98.5，单槽产铝量0.103t/h。则进入系统氟量：16.898.50.10386147kg/h烟气中气态氟平均浓度：按烟气中气态氟和固态氟各占50计则HF平均1470.51000000/108200067119、.7mg/m33、吸附计算砂状氧化铝比表面积60m2/g，每1m2/g比表面积氧化铝吸附氟化氢的重量比为0.033。则氧化铝理论吸附重量比为：600.0331.98。干法净化所需新鲜氧化铝量为：G新147/1.987.4t/h电解生产所需氧化铝耗量：G需1.920.1038617t/h；式中1.92为吨铝氧化铝耗量。烟气中氧化铝浓度（气固比）171000000/108200015.7g/m3从上述计算可以看出G需G新，生产所需氧化铝量大于净化所需氧化铝加入量，吸附过程中采用新鲜氧化铝一次通过即可满足净化要求，并不需要进行氧化铝的循环。考虑到氧化铝比表面积以及槽生产过程中氟化物散发量可能的波动等120、因素，根据生产经验，设计人为提高烟气中氧化铝浓度（气固比）至20g/m3，以增大氧化铝与烟气的接触面积，以保证净化效率在98.5以上。新鲜氧化铝添加量：G循环（20-15.7）10820004.65t/h烟气中氧化铝总量：G总4.651721.65t/h氧化铝在循环系统中循环次数：n21.65/171.27次4、氟回收量计算氟回收量：GF16.80.9850.103860.985144.4kg/h两套系统总回收氟量：GF144.42288.8kg/hGF16.898.598.516.3kg/t.Al烟囱排氟量：16.898.5（1-98.5）0.25kg/t.Al 天窗排氟量：16.81.50121、.25kg/t.Al 烟囱出口含氟浓度：16.89.498.5（1-98.5）2.33mg/m35、氧化铝回收量计算电解烟气含尘350mg/m3，吸收氧化铝加入量20g/m3，则袋式除尘器入口烟气含尘20.35g/m3。袋式除尘器收尘效率99.8，袋式除尘器出口含尘40.7mg/m3。 6、烟气系统氧化铝损失量G年损40.71082000224365/109771.54t/a；G日损2.11t/d 4.3.3.4净化及除尘系统主要设计参数及指标(1) 年产原铝 151724t(2) 电解槽电流强度 320kA(3) 电解槽安装总数 172台(4) 电解槽排氟量： 16.8kgtAl(5) 单槽122、排烟量： 12000m3h槽(6) 净化系统套数： 2套(7) 每套净化系统排烟量： 1082000m3h(8) 电解烟气含尘浓度： 350mg/m3(9) 电解槽散热量： 20104kcal槽h(10) 电解槽集气效率： 98.5(11) 吸附剂 新鲜氧化铝(12) 烟气中氧化铝固气比： 20gm3(13) 净化效率(全氟) 98.5(14）系统氟总回收量 288kg/h(15) 烟囱排氟量：（两套系统总量） 0.25kgtAl（折合4.7kg/h）(16) 天窗排氟量：（两套系统总量） 0.25kg/tAl（折合4.7kg/h）(17) 总排氟量：（两套系统总量）： 0.50kg/tAl（123、折合9.4kg/h）(18) 烟囱出口排氟浓度： 2.33mg/m3(19) 袋式除尘器收尘效率： 99.8(20) 烟囱出口粉尘浓度： 40.7mg/m3(21)烟气系统年氧化铝损失量 771.54t/a4.3.3.5 主要设备选型设计电解系列共设置2套烟气净化系统，现以一套净化系统Q1082000m3h进行设备选型计算。1、脉冲袋式除尘器设计处理烟气量： 10820001.2=1298400m3h设计过滤风速： V=1.2m/min所需过滤面积： F18033m2设计选用LCM-24968低压长袋低压脉冲袋式除尘器1台单台过滤面积： F= 2496m2总过滤面积： 24968=19968m124、2实际过滤风速： 0.9m/min额定阻力： 1600Pa喷吹压力： 0.20.3MPa滤料材质： 聚酯针刺毡 550g/m22、排烟风机排烟系统总抽风量：10820001.10=1190200m3/h。设计选用4台风机并联工作方式，则单台风机处理风量Q=297550m3/h。考虑排烟净化系统压力损失3100Pa，工况风压换算：H31001.153557Pa设计选用Y4-7322F风机四台（并联），风机铭牌参数如下：额定风量：Q302400m3/h额定风压：H4320Pa额定转速：n960r/min轴功率：N=432W选用电机型号： Y450-6， N562Kw (电压6kV)3、烟囱按照铝电125、解厂通风与烟气净化设计规范(YS502595)之规定，烟囱高度不低于周围建筑物高度的1.52.5倍，且不得低于40m。烟囱出口烟气速度为出口处室外风速的2.02.5倍，选择烟囱出口速度v15m/s。经计算选择，烟囱上口直径6000mm，下口直径9000mm，高度60m。第五章 电气自动化仪表5.1供变电整流及全厂供电5.1.1概况1、企业用电现状*有限公司现有两个系列电解铝生产线，总生产规模为150kt/a。一系列于2003年3月投产，最大负荷为96MW，由220kV大屯变出两回110kV线路（导线型号：JL/LB14-240，运行方式：一用一备）进行供电。二系列于2009年4月投产，最大负荷126、为188MW，由220kV大屯变出两回220kV线路（导线截面：2x300mm2，运行方式：一用一备）进行供电。2、*附近电网情况*有限公司座落在*东侧的大屯镇，2010年距其较近的变电所主要有500kV红河变、220kV云龙变、220kV草坝变、220kV大屯变，其中距红河变约24km、距云龙变约12 km 、距草坝变19 km、距大屯变约2km。而在*有限公司附近经过的220kV线路有红河大屯I、II、III回和大屯通宝III、IV回线路。220kV大屯变（2x180MVA）设计共8个220kV出线间隔，已全部用完；为满足*第二系列电解铝（生产规模为100kt/a）的生产需要，已在大屯变南127、湖II回旁扩建出两回220kV线路间隔供其使用，现大屯变的220kV出线规模已达10回。3、红河州电网发展情况20092013年期间红河电网将围绕500kV红河变、500kV通宝变、500kV惠历变进一步加强红河220kV电网。其中，将在2010年新建500kV通宝变，2012年新建惠历变，同时扩建500kV通宝变二期。上述变电所的建成可满足20092013年期间红河州新增负荷的供电。5.1.2供电电源本工程约需用电负荷225.5MW，经论证本项目外部供电方案为单220kV大屯通宝变IV回线路，最终形成大屯、通宝各出一回线向本项目供电的格局，线路导线截面采用2x300mm2。 在500kV通宝128、变二期建成前本项目以500kV红河变为主供电源，在2013年左右，视红河变的实际下网负荷情况，转由500kV通宝变主供。根据外部供电条件及用电负荷,电解变电整流所确定：电压等级：220kV；供电电源：2回220kV架空线路进线；供电要求：一级负荷，两个独立电源。当一回电源线路检修或故障时，另一回电源线路均应满足全厂用电负荷的要求。外部供电线路的设计和勘测由甲方另行委托电力部门完成。5.1.3用电负荷5.1.3.1负荷计算工艺条件：电解系列直流电流320kA（可以强化到350kA）。大型预焙阳极电解槽数172台，其中正常工作168台，备用4台。电解槽槽平均电压3.85V，正常工作系列电压约651129、.8V，效应时的最高系列电压为约721.8V，系列电压确定为850V。电力负荷估算值如下表5-1。表5-1 电力负荷表用电负荷名 称计算负荷计 算电 流(A)最大负荷利用小时（Tmax）年耗电量(亿kWh)P(kW)Q(kVAR)S(kVA)电解用电（平均）21440671680226071593.3876018.78动力用电（平均）72365148888023.365000.671全厂负荷（平均）22164276828234951616.619.4215.1.3.2负荷性质电解生产停电时间不能超过30分钟。停电时间过长，槽温降低，不能进行正常生产，甚至电解槽凝固，除缩短电解槽使用寿命外，严重130、时，槽内衬破损，经济损失严重。所以：一级负荷：电解直流用电、整流所用电、电解多功能天车、槽控箱电源、空压机等，一级负荷约占全厂总负荷的95。二级负荷：除一级负荷及辅修、生活办公用电之外的其它负荷。三级负荷：辅修、生活办公设备用电。二、三级负荷约占全厂总负荷的5。5.1.4整流供电方案5.1.4.1电源线路全厂用电负荷约为225.5MW，拟采用两回220kV架空线路向变电整流所供电，导线规格拟选2xLGJ300m2双分裂导线，且每回线路均应满足电解全部用电负荷。5.1.4.2整流机组一次电压及组数选择为避免整流设备的二次降压，减少电能损耗，节省投资。整流机组采用主、调变分箱合体结构，直降式整流机131、组。一次电压为220kV。整流机组台数的选择考虑下列因素：（1）满足工艺生产的要求；（2）节省投资及获得较高的整流效率；（3）满足整个整流系统所形成的较高整流相数，减少整流机组产生高次谐波对电网的影响。本工程拟选用6台整流机组，每机组等效12脉波。六套机组形成等效72脉波整流。5.1.4.3动力变压器台数选择根据上述电力负荷计算结果值及用电负荷要求，根据甲方要求，考虑加工项目的用电需要，本工程设置两台31.5MVA 220/10kV动力变压器，先安装一台，另一台预留位置，并与二系列220kV站联络，满足所有辅助设备用电。5.1.5电气主结线本工程供电系统电压等级分：AC 220kV、10kV、132、380/220V、及DC850V四级。220kV主结线采用带母联断路器的双母线接线.分成12个间隔。即：2回进线；6回整流变出线；2回动力变压器出线；1个母联间隔；1个包括两段PT的间隔。5.1.6整流装置5.1.6.1整流变压器组型式：220kV“调变+主变”直降分箱合体式结构。（1）调压变压器额定通过容量: 79.6MVA额定电压: 225/1045%/34kV联接组标号: YN,ao,d11调压级数及调压方式: 79级(连续)，MR公司有载调压开关调压范围: (1.5%105%)x104kV补偿绕组基波补偿容量：22MVA冷却方式： OFAF（2）整流变压器额定通过容量： 2x39.8M133、VA网侧/阀侧电压: 1045%kV/760V联接组标号: D /D，U/D 移相绕组: 整流变阀侧(D和U)实现各组的移相角移相角: +2.5 ，-2.5，+7.5，-7.5，+12.5，-12.5移相绕组: 两组同相逆并联冷却方式: OFAF5.1.6.2整流器采用可控硅整流方案。额定输出功率： 72MW直流侧额定输出： 80kA/900V整流电路型式： 三相桥式非同相逆并联（2组）直流侧等效脉波： 12（26）各机组移相角配置： +2.5 ,-2.5,+7.5,-7.5,+12.5, -12.5 6组运行构成等效72脉波冷却方式： 强纯水-风冷式整流器型式： 单臂非同相逆并联卧式自撑式结134、构。卧式自撑结构双层配置可控硅整流器的优点：1、在额定电压及额定电流下，整流器效率保证值：99.6%，有较好的整流效率；2、整流桥臂上下两层交错配置，整流臂间距离增大一倍。安全距离大，当元件故障时，不会影响邻近的桥臂元件；3、整流桥臂配以柔性母排联接器，与整流变阀侧母排连接时，调节灵活，便于设备的安装及拆卸；4、整流桥臂间距大，便于冷却水管路布置及安装，设备的维护及检修及设备吊运；5、整流臂上下交错配置保证各交流母线长度一致，有利于电流均匀分布；6、整流器散热条件好，与闭式循环纯水-风冷的冷却器配套，保证了冷却效率，节省电能.5.1.6.3桥式大电流直流刀形隔离器主要参数额定电压: DC 10135、00V额定电流: DC 50kA5.1.6.4无功补偿及滤波装置拟采用分机组补偿滤波方式。待供电系统及整流机组参数确定后,经谐波分析再确定补偿及滤波通道数。功率因数补偿到0.95，电源侧的谐波电流及电压畸变率达到国家标准规定要求。5.1.7总平面配置拟在电解厂房端头侧建一座220kV变电整流所，整流所按6台整流机组方案配置:变电整流所占地面积,长202.9米、宽64.5米。距电解厂房10米。与电解厂房垂直布置.整流室长103米、宽19.5米。与电解厂房垂直布置。调变、主变为分箱合体结构，半敞开式布置。间隔宽15米。设防火墙分隔。220kV HGIS开关站。与整流室平行布置。该开关站，长158.136、92米、宽24米，三层建筑。HGIS室内配置。双母线为铝合金架空导线，顶层设置。HGIS配置在6.500平面，单元式配置。进线、整流变、动力变馈线均为架空线，其中进线采用端部进线，馈出线为侧部出线。下层为滤波装置及电缆夹层等。两回进线选用LGJ-300X2双分列导线，出线选用LGJ-300单根导线。与整流变一一对应排列。中央控制室为三层建（构）筑物，长24米、宽16米。一层为所用电配电室、检修设施等；二层为电缆夹层；三层中央控制室，为220kV变电整流所及全厂监控中心。在滤波装置与整流机组之间设一条宽为6m贯穿所区的道路。详见附图K5094-2SQ2-1623。5.1.8全厂动力、照明供电在供137、变电整流所考虑设两台220/10kV、容量为31.5MVA的电力变压器，紧邻电力变压器建一座10kV总配电所，10kV主接线采用单母线分段接线方式。以双回放射式电缆线路向所用变、全厂10/0.4kV动力变及各10kV分配电所供电。全厂下设一电解10kV配电室：负责向电解车间变压器、0.69kV净化风机供电等除空压机以外的动力负荷供电。 空压机用电负荷则由二系列电解铝原有空压站10kV配电室供电。5.1.9电气设备装备水平5.1.9.1一次设备设计原则：设备选择免维护 、少维护、无油化、智能化。由于单台整流机组额定容量较大，系列电压高，须考虑国内技术力量雄厚且有运行经验的制造厂。此外，整流变压器138、有载开关采用德国MR型79级连续调压开关。整流器采用进口晶闸管及快熔。电力变压器选用铜芯有载调压型，调压范围81.25%。220kV配电设备采用 HGIS，10kV配电装置采用中置式开关柜。10kV断路器采用真空断路器。所有10kV电缆选用交联聚乙烯铜芯电缆。过电压保护采用氧化锌避雷器。5.1.9.2控制和保护供变电整流采用双机双网分层分部式微机综合自动化系统,整流机组的监控采用n+1台PLC的监控方式。特点：(1) 可靠性高，故障只影响局部；(2) 可扩展性强；(3) 组态灵活。5.1.9.3车间电气设备 车间变电所电力变压器均采用S11M型节能型全密封油浸变压器，接线组别D，yn11。 低139、压配电装置采用国内先进的MNS型抽屉式低压开关柜；对设备容量较小的工段，采用XLF21型动力配电箱。 氧化铝输送及电解烟气净化系统采用PLC方式控制。5.1.10安防监控系统监控系统将作为生产指挥及安全防范的重要辅助手段，为使操作人员随时了解现场的实际情况，变电整流所内设置一套图像监控及红外线监控系统，在各变压器组、开关站等处设置图像监控点，在各主要出入通道设置红外双鉴探测器，负责监视整个变电整流所主要设备的运行状况，各出入通道的保安情况，确保设备及人身安全。5.1.11火灾自动报警及联动控制系统为了及早发现和通报火情，防止和减少火灾危险，保护人身和财产安全，根据消防有关规范，设计在中央控制室140、内设置火灾自动报警系统。对变电整流所、中央控制室内火灾进行检测和报警。消防控制室设在值班室内。5.2自动化控制5.2.1概述本工程自动化设计范围包括氧化铝浓相输送、超浓相输送、电解烟气净化及收尘等工艺设施的电气自动控制及过程自动化等。本次设计采用工业以太网与现场总线相结合的全集成的自动化控制系统，所有电气控制及过程自动化全部在一个统一的系统平台上实现。这样便于共享实时数据，便于操作和管理，便于维护。采用统一系统使系统投资节省，但却更加容易实现最佳控制。根据工艺流程在二电解车间电算站内设控制室，通过工业环形以太网将氧化铝浓相输送、超浓相输送、电解烟气净化及收尘系统连接，各系统所有测量控制信号送到141、主控制室进行集中监示、调度和管理。通过生产报表及历史数据，为生产控制和生产管理提供必要手段，为降低生产成本、提高经济效益提供保障。5.2.2自动化系统按照系统结构，整个系统可以分为两个层次，分别为现场控制层和车间管理层。分布式的现场控制层按照工艺流程分为相对独立的两个系列十个子系统，分别为氧化铝浓相输送PLC系统、超浓相输送PLC系统、电解烟气净化及收尘PLC系统、天车加料系统PLC系统。其中天车加料四个子系统与超浓相输送系统通过现场控制总线连接。各系统分别完成工艺设备的电气自动控制、仪表自动控制、现场工艺数据的采集、存储。分布式的现场控制层采用Profibus现场总线控制系统，传输速度可达1142、2M bit/s。用于对每个子系统的工艺设备进行集中控制。每个子系统均采用西门子公司的S7-300 PLC，配置有带以太网功能的CPU模块（317-2PN/DP）、电源模块、数字量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块等。通过数字量输入/输出模块，采集所有电动机的运行、故障、集控等状态信息，并在集控方式下可直接控制电动机的运行。通过模拟量输入/输出模块，采集来自热电偶、热电阻、压力仪表、称重仪表等设备的模拟信号，并控制调节阀等设备。车间管理层是通过环形工业以太网将六个相对独立的系统连接，以构成一个统一的控制系统。六个系统的数据可以共享并实现各车间设备的控制，所有控制系统采集及处理的数据统一存储在143、服务器上，以便将来实现全厂信息管理系统时，可以很容易地就获得各车间的相关数据。车间管理层采用快速工业以太网，采用光纤环网的拓扑结构，可实现100M bit/s的信息传输速度5.3仪表5.3.1设计原则根据工艺专业提出的要求，本项目按照先进适用可靠便于维护操作等设计原则进行自动化仪表设计。5.3.2控制系统根据生产需要，拟在浓相、超浓相输送及烟气净化部分设置集中控制室。 为节约投资、便于操作和提高控制水平，采用电气、仪表一体化控制，电气和仪表专业共用一套控制系统。浓相、超浓相输送及烟气净化控制系统采用可编程控制器（PLC）配上位计算机的控制系统。通过计算机动态显示流程图画面、报警画面、历史趋势等144、。该系统留有接口，能将重要生产数据实时、可靠地反映到中央调度室，供生产管理者及时掌握生产情况。控制系统由电力专业选型。空压站的控制系统由厂家随设备成套带来。5.3.3仪表选型仪表选型优先选用引进国外技术国内生产或中外合资企业生产有较高性价比、并在相关行业有成熟使用业绩的知名品牌产品。5.3.3.1压力检测压力测量采用压力变送器5.3.3.2物位检测需连续检测的地方采用雷达式物位计，料位报警检测采用射频导纳物位开关。5.3.3.3流量检测水的流量检测采用电磁流量计。风量测量采用节流装置与差压变送器相配套方式测量。5.3.3.4物料测量氧化铝仓库采用电子吊秤计量物料瞬时量及累计量。5.3.3.5 145、温度测量一般温度测量采用铂电阻。5.3.4 主要检测与控制内容5.3.4.1空压站空压机流量检测；排气压力检测；露点检测；其它相关检测等空压站成套订货后由供货方提出。5.3.4.2浓相、超浓相输送及烟气净化氧化铝仓料位检测、高低料位报警联锁控制浓相输送泵；氧化铝仓出料计量及累计量计量；输送用压缩空气压力、流量检测；冷却水温度、流量检测；风机轴承温度检测；收尘袋式除尘器进出口压力检测，烟气流量及温度检测；袋式除尘器清灰用压缩空气压力、流量检测。5.4通信为满足生产过程中生产调度人员下达生产计划、协调各生产岗位之间或动力、运输等外部关系的需要，基于通讯设备为生产服务，提高生产效率的原则，设计按两级146、调度进行组织配置，计划采用2套数字程控调度系统，作为传达生产调度信息的主要工具。 1）第一级调度为全厂总调度，负责全厂的生产调度工作，设计选用具有调度（交换）功能，容量为500门数字程控调度(交换)总机一台，配置于综合办公楼调度室内，由生产调度人员管理。负责全厂领导和有关处室以及220kV变电站、各车间控制室等用户话机直接进入总调度；各车间二级调度设备与总调度设备间设有中继联系，各设置中继线4对。2）第二级调度为分调度，负责对相关的工艺生产流程内部系统进行生产指挥，并在业务上接受上级调度的领导。第六章 总图运输6.1概述6.1.1设计依据（1）建筑设计防火规范GB500162006；（2）工业147、企业总平面设计规范GB50187-93；（3）机械工厂总平面及运输设计规范JBJ996；（4）建筑工程设计文件编制深度规定（2003年4月）；（5）有色金属工业项目可行性研究报告编制原则规定（试行）；（6）建设方提供的1：500厂区现状地形图；（7）根据生产规模、工艺和主体专业要求。6.1.2区域概况*公司环保节能升级改造翻番工程厂址位于*省*有限公司现有厂址西侧原预留用地上建设，厂区占地面积约28.319ha。*省*有限公司位于红河州的蒙自、*、开远三角地带中部，属于“红河工业园区”内, 红河工业园区属于省级重点园区之一。地理坐标为东经103。17，北纬23。25，。所在区域的地势平坦，坝区148、平均海拔高度为1300米，蒙自坝、大屯坝，草坝、鸡街坝和大庄坝连绵成片，形成滇南地区的最大坝区。坝区周围群山环抱，山势为东西两侧高，南北两侧略低，厂区东侧面临大屯海，水域面积约为18000亩。州府蒙自距省会昆明310km，厂址距*市10km，距鸡街10km，距蒙自17km，距大屯镇的5km。6.1.3交通运输条件*省*有限公司厂区所在区域位于个开蒙地区的核心部位，昆河公路（326国道）在现有的*公司厂区东侧大门通过。昆河公路（326国道）和个（旧）（大）屯公路是滇南中心城市的“T”形主次发展轴线，北端连接开远城区、南端连接蒙自城区、西端连接*城区。昆河公路（326国道）北起昆明、南抵河口，南北149、贯穿个开蒙地区，沿线串联开远市和蒙自县、以及沙甸、鸡街、大屯和新安所等主要乡镇，同时还连接323国道、鸡（街）个（旧）公路和正在建设的个（旧）（大）屯公路（包括个屯隧道），进而连接*城区。雨过铺镇是昆河铁路的一个枢纽车站。昆河铁路（米轨）的支线从草坝到雨过铺，再从雨过铺引出三条支线，分别通往大屯镇的各个厂矿、蒙自县城和鸡街、建水方向。昆河铁路已有百年以上历史，可以从昆明到达越南的河内和海防，是*省的国际出海通道，历史上曾经对于中越国际交流发挥过重要作用。雨过铺至白沙冲的米轨铁路从厂区南部围墙外通过，其支线进入厂内原料车间。由于该铁路线型状况差、技术水平标准低、运行速度慢，而且米轨和准轨之间需要150、换装作业，昆河铁路的运输效能已经越来越不能满足现代化交通需求，该铁路线将改为准轨铁路，并与在建的泛亚铁路东线相通，成为今后中国和东盟陆路联系的一个重要的物流节点。*省*有限公司属于工业园区内的企业，厂区外部水、电、路等基础设施都由园区配套建设，因此，厂区具有良好的交通条件和十分便捷的区域交通区位等外部建设条件。6.1.4自然条件6.1.4.1气象条件*市地处*低纬度高原哀牢山脉东侧，北回归线上，属南亚热带山地季风型气候。由于境内海拔高差悬殊，致使气候特点为气温年差较小，冬暖夏凉，干湿分明，其中雨季（5-10月）降水量占全年降水量的82%，全年以南风、东南风或南东南风为主。厂址所处的大屯坝区属季151、风型亚热带干燥气候，气候干湿分明，气温暖和，其主要气象参数如下： 年平均气温 18.7最热月平均气温 33.5最冷月平均气温 -1.5极端最高气温 36极端最低气温 -4.4冬季平均气压 87.12kPa夏季平均气压 86.44kPa年平均降雨量 897mm冬季最冷月相对湿度 69%夏季最热月相对湿度 79%年主导风向 S、ES年平均风速 3.4m/s6.1.4.2厂区概况*公司环保节能升级改造翻番工程厂址范围内地形较为平缓，地形标高大致为南高北低、西高东低，地形自然坡度约1.0。用地主要为旱地、鱼塘。根据已有的铝厂地质资料及现场多次踏勘，现有厂区场地内无不良地质现象，是较为理想的工业建筑场地152、。6.1.4.3地震根据中华人民共和国国家标准中国地震动参数区划图(GB 183062001)，工厂所在地区的地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.45s。根据该标准附录D，相对应的地震基本烈度为度。6.2总图布置6.2.1总平面布置6.2.1.1 总平面布置的原则（1）节约用地；（2）满足生产使用要求，工艺流程合理，厂内运输方便；（3）动力设施布置力求靠近负荷中心；（4）因地制宜，适应厂区地形、地质、水文、气象等自然条件；（5）建（构）筑物的间距要满足防火、防爆和安全等要求，建筑系数，绿化系数，容积率等指标适当；（6）符合当地城市规划的要求。6.2.1.2总平面布置设计（1153、）厂区现状厂区现状有电解车间、原料库、变电站、单身公寓、食堂、铸造车间及水电等部分辅助生产设施。（2）总平面设计根据厂区地形、进厂道路方向、外部供电条件、气象条件、工厂生产工艺流程和工厂发展规划等因素，*公司环保节能升级改造翻番工程总平面布置方案考虑如下。厂区西侧考虑布置综合仓库，以便于原料通过铁路运输。电解车间布置在新建厂区东侧，靠近现有厂区西侧主干道， 220kV变电整流所布置在电解车间南端，垂直布置相距10m。加工车间规划布置在电解车间西侧，分期建设。槽上部修理车间、槽大修车间、综合维修车间及备品备件库从南向北依次布置在加工车间北侧。组装车间就地扩建。炭块转运站和新铸造车间在原铸造车间和154、组装车间之间预留地上建设。厂区西北角布置水塔及水处理设施，120t地磅房布置在厂区北大门入口处，厂区北大门接工业园区5号规划路。抬包清理车间在原有抬包清理车间北侧预留地上扩建。厂区办公生活设施考虑新建1栋办公楼及3栋倒班房和食堂，办公生活设施主要布置在厂前区。6.2.2 厂区竖向布置6.2.2.1竖向布置设计原则（1）竖向设计应与总平面及现有厂区竖向布置统一考虑，并与场地外观和规划的运输线路、排水系统、场地标高等相协调；（2）满足各车间对运输的要求，充分利用和合理改造地形，节约用地，合理选定厂区标高，并满足建（构）筑物的基础和管线埋置深度的要求，力求土石方工程和建筑基础工程经济、合理；（3）在155、满足生产、安全、运输、排水、卫生等要求的同时，应注意全厂环境的立体空间美观。6.2.2.2厂区竖向布置设计根据厂区地形情况，为了减少土石方工程量，节省工程投资，整个厂区竖向按平坡布置进行设计，据初步估算，本工程厂区挖方为29.19万m3，填方为10.9万m3，其中挖方已考虑电解车间的基坑开挖土石方量。厂区场地竖向设计坡度东西方向为0.3，南北方向为0.5。主要生产设施场地设计平场标高为1300.00m，根据生产工艺要求，其中电解车间室内二楼平面设计标高为1300.30m，室外设计标高为1300.00m，整流所和220kv变电站场地设计标高为1300.30m。铝锭铸造车间及炭块转运站室内地坪标高156、为1300.50m，抬包清理车间室内地坪标高为1300.15，加工车间室内地坪标高为1300.50m；槽上部修理车间、槽大修车间、综合维修车间及备品备件库室内地坪标高为1300.40m，水塔及水处理设施场地设计标高为1300.00m。厂区雨排水方案采用暗管排水方式，由厂区雨水口收集，通过雨排水管收集至雨水收集池后排放至厂外市政排水管网。6.3总图运输6.3.1厂外运输本工程厂外运输的主要货物，运进有氧化铝、氟化盐、阳极块、耐火材料、生产辅助材料等，运出铝成品、大修废料、残阳极块，其它物料。厂外货物运输量为54万t/a，其中运入：37万t/a，运出：17万t/a。详见厂外运输量表6-1。本工程厂157、外运输运进采用铁路运输为主，汽车运输为辅的方式，主要货物采用铁路运输，零星货物采用汽车运输。运出采用汽车运输为主，委托地方运输力量承运。在厂址南面有草官铁路线，该线是从昆明到河口铁路线上的雨过铺车站接轨，通到草官线，铝厂铁路专用线从该专用线上接轨进厂。表6-1 厂外运输量表物料名称起止地点包装方式运输量（t/a）备 注运进氧化铝产地仓库袋装291310火车氟化盐产地仓库袋装2730火车阳极块产地仓库68275火车耐火材料产地仓库3360火车、汽车其它3000.00小计：368675运出铝成品仓库市场150965汽车大修废料大修车间渣场4050汽车残阳极块残极车间阳极生产厂家10620汽车其它3158、100小计：168735合计：5374106.3.2厂内运输厂内车间、仓库之间的运输主要有阳极块、氟化盐、耐火材料、残极、铝液、铝锭、氧化铝、维修材料等。详见厂内运输量表6-2。为了提高劳动生产率，并减少由于采用汽车运输而引起的厂区扬尘、汽车尾气污染、道路拥挤等不利影响，本工程的厂内货物运输主要原料氧化铝采用管道运输，其余货物采用道路运输（包括专用车运输和普通汽车运输）。道路运输部分，原铝采用专用的抬包车运输，阳极炭块采用阳极拖车运输，有关的设备选型和设计详见有关篇章。其它道路运输货物采用普通载重汽车和自卸汽车运输。为节省基建投资，厂内道路运输利用铝厂现有运输设施，其余均利用社会运输集团的运输159、能力。为节省基建投资，本工程厂内不设汽车修理设施，委托社会服务。表6-2 厂内主要运输量表物料名称起止地点包装方式运输量（t/a）备 注氧化铝仓库高位仓电解车间291310管道输送氟化盐仓库电解车间袋装2730汽车阳极块仓库组装车间电解车间拖盘68275阳极拖车耐火材料仓库电解车间铸造车间散装3360汽车铝液电解车间铸造车间抬包151724抬包车铝锭铸造车间仓库打捆150965叉车残极电解车间残极车间拖盘10620阳极拖车合计6789846.3.3道路设计厂区主要道路设计呈环状布置。厂区主干道路面宽12.00m，次干道路面宽9.00m，车间引道宽不小于4.00m；厂区干道路缘石转弯半径为9.0160、015.00m，引道路缘石转弯半径不小于9.00m。道路设计最小纵坡0.2，最大纵坡0.6，平均纵坡0.4。厂区道路设计采用城市型横断面，设置雨水井，暗管排水。为便于施工、养护，路面根据现有厂区路面结构形式采用沥青混凝土路面。6.3.4铁路设计厂内铁路利用现有铁路延长改造，延长现有铁路线路至综合仓库，铁路委托铁路设计院进行专项设计。6.3.5渣场本工程产生的废渣主要是电解槽大修产生的废渣和少量的生活垃圾，大修废渣量为4050t/a，其它垃圾约为3100t/a。本工程产生的大修废渣和其它垃圾运至*固体废料处理中心统一处理。6.4主要技术经济指标本工程总图专业主要技术经济指标见表6-3。表6-3 161、主要技术经济指标表序号名 称单 位数 量备 注1厂区总占地面积万m228.319约：424.785亩2新征用地面积万m223.829约：357.435亩3总建筑面积万m217.454建构筑物占地面积万m213.145场地铺砌面积万m21.81沥青路面6容积率0.6167建筑系数46.408道路铺砌面积万m24.03混凝土路面9人行道占地面积万m22.11混凝土预制水泥方格砖10围墙长度m1274墙高2.2m11绿化面积万m24.52草坪为主，灌木为辅12绿化覆盖率15.9613土方工程量万m340.09其中：挖方万m329.19填方万m310.914厂外货物运输量kta537.42其中：运入k162、ta368.68运出kta168.746.5厂区绿化厂区绿化能吸收有害气体，吸带粉尘，减弱噪声，美化环境，改善小气候，它对于保护环境维护生态平衡，改善职工生产和生活环境，提高产品质量等方面有着显著作用，所以，绿化美化是一个现代化企业必备的标志之一。根据国土资源部关于工业项目建设用地控制指标的要求，工业企业内部原则不得安排绿地，根据绿地占有面积，绿化率为15.96%。厂内主要利用厂区非建筑地段及零星空地进行绿化，利用管架、栈桥、架空线路等实施的下面布置绿化，厂区主要出入口及厂区主要道路作为重点绿化地段，结合当地自然条件、植物生态习性、抗污染性能选择苗木品种，绿化、美化厂区。第七章 公用辅助工程及163、土建7.1给排水7.1.1设计依据及范围7.1.1.1设计依据1建筑设计防火规范 （GB50016-2006）2建筑给排水设计规范 （GB50015-2003）3室外给水设计规范 （GB50013-2006）4室外排水设计规范 （GB50014-2006）5建筑灭火器配置设计规范 （GB50140-2005）6工业循环冷却水处理设计规范 （GB50050-95）7.给排水设计手册（1至11册）8. 建设方提供的资料、要求和工艺专业提供的条件7.1.1.2设计范围室内给排水、室外给排水及消防系统；新增循环冷却水系统。7.1.2 给水7.1.2.1 用水量 本项目生产用水量根据生产车间工艺要求确定164、，大部分循环使用。其中：总用水量：34538.9m3/d循环用水量：32323.2m3/d二次利用水量：678.4m3/d新水用水量：1537.32m3/d不可预计水量按生产、生活用水量的5%计，为200.5m3/d。生产水的重复利用率为 95.5 %，供水压力 0.20.3Mpa。厂区各车间用水量详见K50942SQ2-24。7.1.2.2 水源*公司附近地表水缺乏，地下水丰富。本项目水源位于厂区西北方向1.6km的楼房寨附近地下水。公司已在楼房寨附近建有六座深井泵房，水质、水量均能满足本项目生产用水要求。根据甲方提供的水质检验报告书（见附件），总大肠杆菌群指标不能满足生活饮用水要求，生活部165、分用水需进行消毒处理。7.1.2.3 新水系统厂区生产用水经深井泵提升至新建高位水塔，重力供至厂区各生产用水点；生活用水进行消毒处理后，经重力供至厂区除食堂以外的各生活用水点，其中食堂生活用水先进行软化处理再进行消毒处理后，经变频调速供水设备供至食堂各生活用水点；办公楼分区供水，低区由新建高位水塔重力供给，高区由设于办公楼地下室内的无负压给水设备供水。给水管采用焊接钢管，除有阀件处采用法兰连接，其余均采用焊接，沿厂区道路（或绿化带）敷设，保证最小覆土深度大于0.7米。7.1.2.4 热水系统厂区内职工倒班房需用热水，采用集中太阳能供热。倒班房设340m2太阳能集热板、不锈钢保温水箱（V=20m166、3）一座。热水管采用热镀锌钢管，除有阀件处采用法兰连接，其余均采用丝扣连接。7.1.2.5循环给水系统1、重熔铝锭铸造车间给水系统重熔铝锭铸造车间循环给水系统循环水量为840m3/h，主要供给铝锭铸造冷却用水，为无压回水。经铝锭铸造循环流出的热水流入循环热水池，由泵站内的SLOW250-390(I)-C型单级双吸离心泵（Q=840m3/h， H=20m， N=75kW，二台，一用一备）扬至GFNDP-500型玻璃钢逆流式冷却塔（Q=450m3/h，t25, N=11kW，二座）冷却后汇入循环冷水池，由泵站内的SLOW250-390(I)-B型单级双吸离心泵（Q=900m3/h， H=26m， 167、N=110kW，二台，一用一备）扬至铝锭铸造循环冷却用。重熔铝锭铸造车间循环泵房的尺寸为17.06.6m，H=5.8m，为半地下式。考虑泵房内排水设1.21.21.2m集水坑及65QW40-10-2.2型潜水排污泵（Q=40m3/h， H=10m， N=2.2kW，二台，一用一备）。热水池尺寸为10.25123.5m，有效容积为250m3；冷水池尺寸为9123.5m，有效容积为345m3。为了改善循环水水质，设计采用5%的循环水量通过GJA-250型钢制单流式机械过滤器（2500，Q=45m3/h）进行旁滤后流入该循环系统冷水池中；同时在循环水泵的出水管上设电子水处理除垢仪，并不定期投加阻垢剂168、。重熔铝锭铸造车间循环泵房配置图详见K50942SQ2-26。2、空压机循环给水系统空压站循环给水系统循环水量为560m3/h，主要供给空压站空压机、余热再生干燥装置冷却用水，为有压回水。空压站与一期已建空压站合并使用，在一期预留位置增加一台DFSS200-420（）型双吸离心泵（Q=560m3/h， H=44m， N=90kW，一台）和一座DFNDP-600型玻璃钢逆流式冷却塔（Q=600m3/h，t5, 风 机 N=15kW，一座）。循环给水管、回水管均采用无缝焊接钢管，除有阀件处采用法兰连接，其余均采用焊接，沿厂区道路（或绿化带）敷设，保证最小覆土深度大于0.7米。7.1.2.6软水给水169、系统生活用水要求水质总硬度小于300mg/L（以CaCO3计），生活用水经生活泵房内JMD21500型双罐逆流式全自动软水器（Q=15m3/h,计量泵 N=0.37 kW, 盐液泵 N=0.75kW，一套）处理后进入泵房内的不锈钢软水箱，经变频调速供水设备（配KQDQ65-32-12不锈钢立式多级泵，Q=30m3/h， H=24m， N=4kW，三台，二用一备）加压后供食堂生活给水。7.1.3 排水本工程排水系统采用分流制，雨污分流。7.1.3.1 污水系统1、 排水量及排水水质最高日排水量为198.4m3/d。水质为一般生产废水及生活污水，水质指标如下：CODcr： 334mg/L BOD5170、： 206mg/LSS： 61.4mg/L PH： 692、排水系统生产废水通过厂区污水管网直接进入污水处理站；粪便污水经化粪池处理后通过厂区污水管网进入污水处理站。经处理达标后作为重熔铝锭铸造车间循环水系统补充水和厂区绿化及浇洒道路用水。污水管道采用UPVC排水管（室内污水管壁厚为4.5mm，室外污水管壁厚为6.0mm），粘接，室外污水管沿厂区道路（或绿化带）敷设，保证最小覆土深度大于1.5米。7.1.3.2 雨水系统雨水暴雨强度公式采用*市暴雨强度公式，设计重现期为一年。厂区各建筑物屋面、厂区地面的雨水经雨水口收集后通过厂区雨水管网排入室外排水沟汇入V=1000m3初期雨水收集池，供厂区绿171、化灌溉、浇洒道路和消防水池补水用。DN300mm的雨水管道采用UPVC排水管（室内雨水管壁厚为4.5mm，室外雨水管壁厚为6.0mm），粘接；DN300mm的雨水管道采级钢筋混凝土排水管，钢丝网水泥砂浆抹带接口。室外雨水管沿厂区道路敷设，保证最小覆土深度大于0.7米。7.1.4存在问题需甲方提供最新的水源水质报告，以便设计核对给水处理方案。7.2空压站7.2.1本工程用气量此次翻番工程的压缩空气负荷为320m3/min，考虑管网损失和海拔修正，压缩空气负荷为410m3/min。详见统计表7-1。表7-1 气量统计表序号负荷情况压力MPa压力露点用气量m3/min备注一连续负荷1电解车间加料系统172、0.62802氧化铝贮运0.62803电解烟气净化0.62604小计220二间断负荷1抬包出铝0.62202槽大修0.62203铸造车间0.62154阳极组装车间0.62305清理车间0.62206其它0.62207小计1258连续使用量100同时使用系数0.8三合计320四管网损失3210计五海拔修正58六共计4107.2.2空压站的规模和技术方案的确定*公司现有电解铝生产能力为150kt/a，总压缩空气负荷约450m3/min。加上此次环保节能翻番工程总负荷约860 m3/min。为满足压缩空气的需要量及质量要求，设计可供选用的空压机有活塞式、螺杆式和离心式。考虑到原空压站内选用的是无油离173、心式空压机。本设计也选用无油离心式空压机，单台能力150m3/min，输出压力0.80MPa，六开一备（此次新增三台），出气温度100120。冷却水量100m3/h.台，冷却水进口温度32，出口温度37，压力0.3MPa。同时配置余热再生吸附式干燥机，该设备额定处理气量为150m3/min，再生气耗量约23%，成品气露点2，能够满足全厂用气的质量要求。7.2.3主要设备选型 离心式空气压缩机（进口设备）排 气 量： 150m3/min排气压力： 0.8MPa电动机功率： 800kW电 压： 10kV台 数： 3台 （三台运行，原已有一台备用） 吸附式压缩空气干燥器流 量： 150m3/min压174、 力： 0.8MPa电 压： 380V压力露点： 2台 数： 3台（三台运行，原已有一台备用）7.2.4厂房布置在原有厂房内已预留三台离心式压缩机的位置，水电已全部预留，此次只需新购三台压缩机和干燥器布置在预留位置即可。原厂房跨度为15m，总长度为96m，轨顶标高为8.00m，设备间距为8m。7.3通风除尘7.3.1设计依据1根据生产规模、工艺和主体专业的要求； 2根据我国现行有关规定、标准及规范；采暖通风与空气调节设计规范（GB500192003）；工业企业设计卫生标准(GBZ12002)；环境空气质量标准(GB30951996)；大气污染物综合排放标准GB162971996；工业炉窑大气污175、染物排放标准（GB9078-1996）公共建筑节能设计标准（GB 50189-2005）进行本工程设计。3、室外气象资料详见总图运输有关章节。7.3.2设计范围1. 阳级组装车间通风、除尘设计。2. 重熔铝锭铸造车间通风、空调设计。3、主控楼的空调设计。7.3.3设计原则1、采暖根据暖通规范规定，本工程所在地区不属于集中采暖地区，冬季生产过程对车间温度没有特殊要求，故不设置采暖装置。2、通风工艺设备运行过程中散发大量余热，车间采用整体自然通风，由土建专业设计有组织的自然通风。对室内有温、湿度要求的房间设置恒温恒湿空调机组。3、除尘在生产过程中，工艺设备散发各种有害物，为保证操作人员工作环境的卫176、生及减少对周围环境的污染，根据不同情况，分别采取净化、除尘，满足国家有关有害物排放标准。 对于物料运输、破碎等工艺生产作业中散发粉尘的设备，以密闭为主，辅以排风除尘，经除尘器净化后达标排放，排放浓度小于120mg/Nm3根据工艺条件，中频炉在化铁水及除硫过程中有少量SO2气体产生。为保证正常的车间工作环境及满足环保要求，设除尘系统以排除并净化炉子工作时产生的烟尘。烟尘经除尘器净化、达到国家允许排放标准由风机排出车间外。7.3.3设计方案1、阳级组装车间根据工艺条件，车间内配置有4台中频炉，残极破碎及电解质破碎过程中有部分粉尘产生，设计采取“干式”除尘措施，排风罩的方式对产生的粉尘进行除尘处理，177、处理后的含尘气体浓度可以达到国家允许排放标准大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）。净化后的气体经风机送入风管排空，收下的粉尘直接进入料仓送至工艺使用。系统流程如下：含尘气体排风罩脉冲布袋除尘器离心风机风管排入大气。除尘系统设计进风量大约为5400101700m3/h，系统选用脉冲袋式除尘器，过滤面积601130m2，滤袋过滤速度为1.21.5m/min，设备阻力1550Pa，除尘效率99.95%。设备及管道的估算阻力损失约为2325Pa。休息室及办公室设轴流风机进行通风换气，满足工艺对房间环境要求。2、重熔铝锭铸造车间该车间主要产尘点是铝灰堆场间，为改善工人操作条件，设计采用有组178、织的排风，采用离心通风机通过排风管排出车间。休息室及办公室设轴流风机进行通风换气，满足工艺对房间环境要求。分析取样室设置空调，满足工艺设备及操作人员在冬、夏季对室温的要求。7.4化学分析根据电解铝生产系统相关国家标准和行业标准对理化检测与环保监测的要求，进行化验分析、技术质量检查及环保监测系统的设计，具体任务见分析监测项目表7-2。表7-2 分 析 项 目 表序号试样名称分 析 项 目取样地点取样时间样品性质1氧化铝物理性质: 密度、安息角、粒度、比表面积化学成分：SiO2、Fe2O3、Na2O、TiO2、V2O5、P2O5、ZnO等、灼减、附水原料库按规定批样2含氟氧化铝物理性质: 密度、安179、息角、粒度化学成分：含氟量，其余同氧化铝贮仓按需要抽查3冰晶石F、Na、SiO2、Fe2O3、SO42-、Al、H2O灼减原料库按规定批样4氟化铝F、Na、SiO2、Fe2O3、SO42-、Al、H2O其它杂质原料库按规定批样5碳酸锂LiCO3、NaO、Fe2O3、CaO、Cl、MgO、SO4-原料库按规定批样6氟化钙CaF2、SiO2、Fe SO4、H2O、灼减原料库按规定批样7电解质分子比、过剩AlF3、CaF2 、LiF、Al2O3浓度电解槽内2次/槽周当点样8原铝（预分析）Si、Fe、Cu、Ti、Mn、Zn、Li电解槽内1次/槽d当点样9铝液Si、Fe、Cu、Li铸造炉1次/炉当点样S180、i、Fe、Cu、Mg、Ga出铝溜槽1次/批批样Ti、Mn、Zn、V出铝溜槽按需要抽查10铝锭Si、Fe、Cu、Ti、Mn、Zn、Mg、Ga、V、Li铝锭仓库按规定批样11冷却水PH值、悬浮物、含油量、水质硬度各循环水点按需要抽查12磷生铁C、Si、Mn、P、S组装车间按需要抽查13焙烧阳极体积密度、真密度、抗压强度、抗折强度电阻率、热膨胀率、CO2反应性、外观炭块库按规定批样14残极含氟量、灰分成分组装车间不定期抽查公司原有中心化验室、监测站，此次工程所需化验监测与原有内容相同，所以不新建化验室和监测站，只增加部分化验监测设备和人员即可满足要求。7.5土建工程7.5.1概述7.5.1.1设计依181、据1厂区自然条件见总图专业有关章节说明。2设计采用的标准规范和规定本项目为环保节能升级改造翻番工程。根据建设项目所在地区的气候特点，主要生产车间厂房厂内办公生活设施的建筑配置(设计) ；结构布置按工艺通风水电等专业的设计要求及业主的使用要求，以及现行国标行业标准规范规程规定为依据。（1）民用建筑设计通则（GB 50352-2005）（2）建筑防火设计规范（GB 50045-2006）（3）办公建筑设计规范（JGJ67-89）（4）宿舍建筑设计规范（JGJ36-87）（5）厂房建筑统一模数标准（GBJ 6-86）（6）工业建筑防腐蚀设计规范（GB50046-95）；（7）民用建筑热工设计规范（G182、B50176-93）（8）岩土工程勘察规范（GB 50021-2001）（9）建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）（10）建筑桩基技术规范（JGJ94-94）（11）膨胀土地区建筑技术规范（GBJ112-87）（12）建筑抗震设防分类标准（GB50223-2008）（13）建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）（14）构筑物抗震设计规范（GB 501912004）（2008年版）；（15）建筑结构荷载规范（GB50009-2001）（2006年版）；（16）混凝土结构设计规范（GB 50010-2002）（17）钢结构设计规范（GB 20017-2003）（18）建筑钢结构183、焊接技术规程(JGJ81-2002)；（19）砌体结构设计规范（GB50003-2001）（含局部修改）；3工程地质勘察报告目前尚无工程地质报告，待初勘工程地质报告提供后，根据结果选择基础形式。4中国地震烈度区划图5建设单位及各相关专业提供的设计基础资料本项目根据，工艺通风水电等专业提出的设计条件，以及建设方对主要生产车间结构材料和围护材料的要求，对厂区办公生活设施的委托要求。7.5.1.2设计范围本项目土建专业所设计的建(构)筑物主要有21项，详见建(构)筑物一览表。7.5.1.3气象条件见总图专业有关章节说明。基本风压：0.3kN/m2（n=50年）地面粗糙度C类。基本雪压：不考虑。7.5184、.1.4工程地质目前尚无工程地质报告，参考相邻的地质资料,暂定人工挖孔灌注桩，待初勘工程地质报告提供后再完善。地基基础设计等级：丙级。7.5.1.5地震基本烈度抗震设防类别抗震设防烈度根据建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）（2008年版），构筑物抗震设计规范（GB 50191-2004），抗震设防：设防烈度为7度，设计基本地震加速度0.15g，设计地震分组：第二组。7.5.2建筑设计7.5.2.1主要生产车间建筑平面功能及设计标准1、空压站；在原有厂房内新增三套空压设备，设备基础为钢筋混凝土基础。2、电解车间（1）电解车间为两栋并列的单跨双层厂房，相距40m，并行布置，跨度28m，185、柱距为6.6m，总长度645.60m，檐口高度17.20m，两并行主厂房之间的3个连接部分也是单跨双层厂房，跨度12.0m，长度40m，檐口高度10.2m。在厂房前面四分之一长度处，布置毗连建的辅助值班休息用房。主要交通大门设在两端及中部。设有8台多功能起重机。（2）围护结构：外墙采用1.200以下为240厚免烧实心砖墙，1.200以上为单层压型铝板，采用铝合金门窗，压型钢板大门。内墙面采用水泥砂浆抹面，刮双飞粉。轻型屋面梯形钢屋架,钢筋混凝土屋面梁单层压型铝板瓦,钢筋混凝土屋面板。地坪采用300厚C20素混凝土地坪,抹水泥石屑砂浆。电解槽下地坪考虑绝缘处理。（3）建筑立面处理：车间分为外空间186、与内（庭）空间，外空间部分立面以大面积的铝板形成壮观的墙体，上面点缀带状的泛光采光窗。在檐口、腰线上设浅灰兰装饰，标高3.13.7m以下墙体采用灰白色外墙涂料，形成大体量超长车间的活泼立面，以减弱冗长的视觉感受。在大门、连接附跨部分，则形成局部色彩突变，构成独特的标志性及交通导向。3、槽上部修理车间（1）槽上部修理车间为单层两跨厂房，主跨跨度为24.0m，柱距均为6m，长132.0m，檐口高度14.2m。附跨跨度为6.6m，柱距均为6m，长24.0m，檐高8.5m。设有1台电动双梁桥式起重机。（2）围护结构：外墙采用1.200以下为240厚免烧实心砖墙,1.200以上为单层压型铝板，采用铝合金187、门窗,压型钢板大门。内墙面采用水泥砂浆抹面，刮双飞粉。轻型屋面梯形钢屋架，钢筋混凝土屋面梁，单层压型铝板瓦,，钢筋混凝土屋面板。地坪采用300厚C20素混凝土地坪,抹水泥石屑砂浆。（3）建筑立面处理：主跨部分以钢点窗为主，在檐口及勒脚部分配浅灰兰色及灰白色装饰，附跨部分以灰白色涂料为主，檐口及勒脚均配浅灰兰色装饰。4、氧化铝超浓相输送及烟气净化(两套)（1） 直径14.0m钢仓5个,支架为钢筋混凝土框架；（2）长袋低压脉冲除尘器支架为钢支架；（3）60.0m高烟囱两座，为钢筋混凝土烟囱,出口内径6.0m。5、阳极组装车间在原有厂房东部扩建一跨，并新增设备基础为钢筋混凝土基础和加固屋架安装悬链。188、6、重熔铝锭铸造车间重熔铝锭铸造车间为为单层两跨厂房，主跨跨度为42.0m，柱距均为6m，长114.0m，檐口高度19.5m。附跨跨度为12.0m，柱距均为6m，长30.0m，檐高10.9m。偏跨1跨度为9.0m，柱距均为6m，长18.0m，檐高5.1m。偏跨2跨度为7.0m，柱距均为6m，长30.0m，檐高5.1m。设有2台电动双梁桥式起重机，1台电动单梁桥式起重机。7、综合仓库；综合仓库为单层单跨厂房，跨度为36.0m，柱距均为6m，长402.0m，檐口高度16.9m。设有4台电动双梁桥式起重机。8、槽大修车间；槽大修车间单层单跨厂房，跨度为36.0m，柱距均为6m，长138.0m，檐口高189、度14.2m。设有2台电动单梁桥式起重机。9、综合修理车间；综合修理车间为单层单跨厂房，跨度为24.0m，柱距均为6m，长84.0m，檐口高度11.6m。设有1台电动单梁桥式起重机。10、备品备件库；综合仓库为单层单跨厂房，跨度为12.0m，柱距均为6m，长108.0m，檐口高度11.6m。设有1台电动单梁悬挂式起重机。11、炭块转运站；综合仓库为单层单跨厂房，跨度为12.0m+12.0m，柱距均为6m，长84.0m，檐口高度12.0m。设有2台炭块堆垛天车。12、抬包清理车间；抬包清理车间为单层单跨厂房，跨度为24.0m，柱距均为6m，长60.0m，檐口高度13.0m。以上车间（712）：围190、护结构：外墙采用1.200以下为240厚免烧实心砖墙,1.200以上为单层压型铝板，采用铝合金门窗,压型钢板大门。内墙面采用水泥砂浆抹面，刮双飞粉。轻型屋面梯形钢屋架，单层压型铝板瓦。地坪采用150厚C20素混凝土地坪,抹水泥石屑砂浆。建筑立面处理：以竖向划分的窗与装饰线形成垂直有序的韵律，檐口以挑出的天沟为装饰凸出构件，形成舒展的水平线。色彩以灰白色为底，浅灰与浅兰灰线条形成对比，打破视线冗长的视觉效果，产生出特殊的车间形象。勒脚以浅灰色，形成统一的建筑视觉形象。7.5.2.4建筑中采用的新理念及建筑的特殊设计要求1车间与厂区的健康环境设计（1）为了给工人创造较好的生产空间，对发热量大的车间191、，如电解车间，进行自然通风的热环境精心设计，通过对低窗、天窗的合理设置，有效改善车间的热环境。（2）合理进行天然采光计算，确定合理的操作面照度，提高工人的视觉舒适度。（3）通过围护结构的合理布置，有效降低车间内与厂区的环境噪声，为工人创造舒适的声环境。（4）通过优化的树种选择与绿化景观布置，利用植物适当吸收净化厂区内的不良气体尘埃，创造洁净的厂区生态景观环境。2车间的建筑节能设计合理确定热车间或密闭车间的夏季自然通风设计，通过合理组织室内气流，充分利用自然条件下的被动式降温。合理确定冬季保温措施与夏季降温方法。创造一个具有现代建筑节能理念的生产环境空间。3屋面保温材料：采取陶粒砼作屋面保温材料192、，按节能计算确定其最小厚度。达到基本节能要求。4对有隔噪声要求及有温度控制要求的房间均采用密闭门窗。以保证功能与节能的双重要求。5屋面防水材料：采用新型的SBS改性沥青防水卷材，与钢筋砼自防水相结合。单层压型铝板配合相应的密封防水构造。6防锈防腐材料：对普通钢铁构件采用常规防锈漆处理，对有气相腐蚀的房间，以浅灰色防腐漆作面层，对有液相腐蚀的槽、坑等则采用环氧树脂，防腐缸砖操作面层。7.5.3结构设计7.5.3.1地基及基础方案基础：目前尚无工程地质报告，待初勘工程地质报告提供后，根据结果选择基础形式。7.5.3.2 结构选型1建(构)物的结构型式各结构单体的安全等级均为二级，相应结构构件的重要193、性系数 =1.0，设计使用年限为50年。抗震设防类别：高压配电室为乙类，其余为丙类。框架抗震等级为三级。在确定结构选型时本着电解铝生产的特点，能耗大污染大腐蚀小车间规模大等，通过几个电解铝厂的认识情况，结合云铝工程的成功经验，充分考虑业主对本项目的土建材料要求，以规范为依托，以安全经济合理的结构型式满足设计要求。为了加快施工进度，提高工程质量，在设计中优先采用通用设计，采用国标行业及地方标准图集，以利于工厂化和机械化施工。（1）建筑物主要生产车间的结构均采用钢筋混凝土排架结构，沿车间纵向每55m左右设变形缝将结构划分为若干段独立的结构单元，每独立结构单元设完整的支撑体系。起重机梁用钢筋混凝土起194、重机梁或钢起重机梁。屋盖系统对采用铺设铝板瓦的屋面，采用轻型梯形钢屋架；对铺设大型屋面板的屋面，用预制混凝土屋面梁，对要求组织自然通风的车间设轻型屋面钢天窗架，部分车间考虑设挡风板。围护结构根据要求采用波纹铝板瓦或240免烧实心砖墙。（2）构筑物铸造车间循环水泵站，雨水收集池等采用防水混凝土结构；管道支架用混凝土支架或钢支架。7.5.4 主要建筑材料1、钢材钢筋：普通热轧钢筋 HPB235；HRB335；HRB400级，常用规格。预应力钢筋：钢绞线。型钢：热轧型钢钢板 Q235；Q335，常用规格，薄壁C型钢。2、混凝土混凝土强度等级：C10C40级。部分防水混凝土及耐热混凝土。3、压型铝板瓦195、屋面，钢和铝合金门窗，木材：(主要用于内门)，外墙涂料。4、免烧砖砂石料等材料，以当地采购，装饰材料，洁具市场购买。7.5.5 建(构)筑物一览表建构筑物详见一览表K5094-2SQ2-27。7.5.6 存在的问题1主要车间的立面形式需要与建筑节能及健康环境的深入研究相结合，对于单层铝板外墙所围合的空间需作进一步的热环境研究。对材料与空间的调整将在施工图阶段作进一步完善。2目前尚无工程地质报告，没有对场地内土层的分布状况，物理力学指标，特别对特殊土层的性质；分布状况；影响情况及防治措施均没说明。待初勘工程地质报告提供后，根据结果选择基础形式。各工艺专业设备还没有定货；因此土建专业的一些尺度可能196、在施工图设计阶段还会有调整。另外还应落实云铝生产的铝板瓦的规格尺寸价格及产量等。第八章 能源节约与合理利用8.1能源节约的必要性和节能设计的依据能源是发展国民经济和提高人民生活水平的重要物质基础，也是所有工业建设项目最重要的物质基础，节约能源是合理有效地利用能源、缓解能源紧缺状况、提高企业经济效益和保护环境的重要措施。随着我国工业化的快速发展，能源问题已成为一个非常突出的问题。节能减排是贯彻科学发展观的重要内容，也是当前一项极为紧迫的任务。随着国家节能减排工作的深入，合理利用和节约能源是社会发展的需要，也是提高项目经济效益的重要保证。因此对工程设计不论现在和将来都必须贯彻国家有关节约能源和合理197、利用能源的政策法规。根据中华人民共和国节约能源法，在本项目设计中，严格执行中华人民共和国电解铝企业单位产品能源消耗限额GB 213462008进行能耗设计和设备选型，同时贯彻节能设计必须与综合利用资源、保护生态环境和提高经济效益统筹兼顾的原则。本项目能源节约与合理利用设计的依据主要如下：1、中华人民共和国节约能源法（发改环资【2008】2306号）；2、国务院关于加强节能工作的决定（国发【2006】28号）；3、中国节能技术政策大纲（发改环资【2007】199号）；4、节能中长期专项规划（发改环资【2004】2505号）；5、铝冶炼产品能耗（YS/1032004）；6、铝行业准入条件（国家发改198、委发布2007年第64号公告）；7、有色金属产业调整和振兴规划（国发200914号）。8.2产业政策准入条件作为单位产品能源消耗较大的有色冶炼行业，合理利用能源与节能消耗的意义更为重大。为此，本项目设计本着技术成熟可靠、先进合理的原则，积极采取各种措施、并采用节能与节电的生产工艺技术和高效低耗的装备，以期获得较好的节能效果。根据国家发改委颁布的2007年第13号文件精神。为加快铝工业结构调整，规范投资行为，促进行业持续协调健康发展和节能减排目标的实现，跟据国家有关法律法规和产业政策，国家发改委会同有关部门制定了铝行业准入条件，并予以公告。各有关部门在对新建或者改建的铝土矿开采、铝冶炼（电解铝、199、氧化铝、再生铝）、加工项目进行投资核准、备案管理、土地供应、工商注册登记、环境影响评价、信贷融资等工作中要以铝行业准入条件为依据。铝行业准入条件指出：“报请核准的电解铝淘汰落后生产能力置换项目及环保改造项目，必须采用200kA及以上的大型预焙槽工艺，且新建生产线阳极效应系数要小于0.08个/槽日”；“新改造的电解铝生产能力综合交流电耗必须低于14300kWh/t-Al；电流效率必须高于94%”；“新改造的电解铝生产能力，氧化铝单耗要低于1920kg/t-Al，原铝液消耗氟化盐低于25kg/t-Al，阳极炭素净耗低于410kg/t-Al，新水消耗低于7t/t-Al，占地面积小于3m2/t-Al”200、。有色金属产业调整和振兴规划（国发200914号）指出：“有色金属产业到2011年步入良性发展轨道，节能减排取得积极成效，重点骨干电解铝厂吨铝直流电耗下降到12500kWh以下”。8.3工程概况及生产特点*公司是*省的大型铝冶炼企业，现有电解铝生产能力为15万吨。公司根据企业的实际情况，围绕着提高铝电解生产技术水平、改善环境质量、降低生产成本、节能减排的预期目的进行本次升级改造工程，力争以较少的资金投入和较短的建设时间，获得最佳的经济效益。本工程拟采用YK300大型预焙阳极电解槽, 安装电解槽172台（生产槽数168台），年产151724t原铝。该槽型是*冶金集团股份有限公司组织*铝业股份有限201、公司等单位，共同研发的大型曲面阴极高能效铝电解槽，其综合技术水平达到国际先进水平，因此该槽型技术可靠、指标先进、节能效果明显，其主要技术参数与铝行业准入条件对比见表8-1：表8-1 YK300电解槽技术参数与准入条件对比表序 号指 标 名 称单 位准入条件指标YK300型电解槽指标1电流强度kA2003202电流效率%9495.596.53综合交流电耗kWh/t-Al14300129554新水消耗t/t-Al74.25占地面积m2/t-Al31.856氧化铝单耗kg/t-Al192019207氟化盐消耗kg/t-Al25188阳极炭块净耗kg/t-Al4103809效应系数次台d0.080.0202、310吨铝外排氟化物kg/t-Al10.50 电解铝是以氧化铝为原料，在冰晶石熔体中进行熔盐电解的化学过程，其反应过程在电解槽中进行。铝电解槽的能耗分为化学反应能耗（包括分解氧化铝等）和热损失能耗；热损失能耗包括导体热损、熔池热损及壳体热损等。以13kWh/kgAl的能耗为例，电解槽能源有效利用率仅50%左右，具体数值见下表。表8-2 电解槽能耗分布表能耗名称能耗值（kWh/kg-Al）比例有效能耗6.550导体热损失（包括阴极棒端）1.07.7熔池及壳体热损失5.542.3合 计13.0100由于铝电解生产消耗大量电能，素有“电老虎”之称，因而所有电解铝生产厂家都在积极采取积极有力的措施，努203、力降低能耗。当今世界铝工业技术发展的特点之一就是电解槽的大型化和预焙化，目前国内电解槽容量大都在160kA300kA，原铝直流电耗一般在13000 kWh/tAl以上。8.4能源品种、耗能部位及主要原材料、燃料消耗指标本工程使用的能源有直流电、交流电，间接（或代用）能源有阳极块、压缩空气、水等。消耗能源的主要部位有：电解车间电解槽、天车及其他相关设备，使用的能源为直流电、交流电、压缩空气、阳极块；铸造车间保温炉、铸造机及其他相关设备，使用的能源为交流电、循环水、压缩空气；空压站、排烟机室等使用的能源为交流电、压缩空气、水。本工程由于采用了先进的大型320kA曲面阴极高效节能预焙电解槽和诸多有效204、的节能措施，原铝原材料和动力燃料消耗指标非常先进，详见表8-3：表8-3 原铝原材料和动力燃料消耗指标表序号名 称单 位单 耗质 量 标 准1氧化铝kg/tAl1920YS/T2741998二级品以上2冰晶石kg/tAl2GB42912007一级品以上3氟化铝kg/tAl16GB42922007特二级品以上4阳极块(净耗)kg/tAl3805直流电耗kWh/tAl119548.5综合能耗分析综合能耗既包括生产过程中的直接能源消耗，也包括原材料及辅助材料本身的能源损耗或转换。根据铝行业准入条件交流综合电耗低于14300kWh/t原铝，本工程直流电耗为11954kWh/t原铝，综合交流电耗为129205、55kWh/t。符合准入条件规定的要求。本项目与国内同类型厂相比，节能效果处于先进水平，电解铝综合能耗为1.592t标煤/t-Al，低于国标1.8 t标煤/t-Al的要求，达到国家铝行业准入条件和电解铝企业单位产品能源消耗限额GB 213462008的条件，符合节能设计的要求。8.6本项目主要节能措施8.6.1电解节能措施本次工程采用320kA大型预焙阳极电解槽，其吨铝直流电耗为11954kWh/tAl，为进一步降低能耗，节约能源，在电解工艺设计中采取了以下措施：1、改进工艺制度采用了新型结构阴极、开槽阳极、HC10阴极材料等新技术，与目前云铝使用的GY300型电解槽（直流电耗13388kWh206、/t-Al）相比，吨铝可节约直流电1434kWh，仅此一项本工程每年可节约2.2亿kWh直流电，按整流效率98.6%计，以此折合标煤约27119t。采用低温、低分子比及低氧化铝浓度工艺制度和点式下料及双平衡控制技术，为进一步稳定槽况、提高电流效率创造了条件。2、计算机控制技术采用计算机对电解槽进行控制，提高对电解槽的控制精度，提高电流效率，降低槽电压损失。8.6.2电气节能措施及合理利用1、供电系统节能措施220/10kV总降压变电所，220kV开关站设计推荐采用户内配置方案，具有比户外配置体积小，开关装置紧凑,母线缩短，损耗减小，电磁干扰减少。10kV、10/0.4kV开关设备、220V照明207、设备、中间继电器选用国家认证的具有节能标志的产品，损耗小, 220/10kV降压变压器和所有10kV变压器采用节能SCB10或S10M型变压器, 采用优质硅钢片，改进铁芯结构，降低空载损耗；改进绝缘结构，适当减小电流密度，降低负载损耗；通过合理的管理，选择和调整负载，可以降低变压器的有功损失率和无功消耗率，使变压器经济运行。为减少220kV线路的损耗、降低线路的载流量，在220kV变电整流所内的220kV整流变压器35kV侧、220kV动力变的10kV侧采取集中滤波补偿装置进行补偿，使全厂220kV系统功率因数达到0.95及以上。厂内低压配电部分不再采用无功补偿装置。变配电设备的节能，根据总图208、配置规划，综合供电距离和负荷容量因素，合理的设计供电系统和电压等级，在负荷集中的区域设置10kV分配电所及10/0.4kV低压配电所，深入负荷中心设置变配电所，以减少电缆长度，减少配电网路的损耗，所有电缆选用铜芯电缆，降低供配电系统线路损耗。照明设备的节电，加强管理，减少电灯使用时间；增设照明灯的开关，以便管理和有利节能；对于大型厂房照明设计，宜采用分区控制方式，增加控制的灵活性，有利节能；户外照明系统，最好采用光电控制器，以利节能；减少供电线路的损失，照明电源线路应尽量采用三相四线制供电，以减少电压损失，应尽量使三相照明负荷对称，以免影响灯泡的发光效率；高大厂房应采用高压钠灯、金属卤化物灯、209、或镇流荧光汞灯，直带补偿装置，补偿无功损耗，节约电能。220/10kV系统设置先进的综合自动化系统，配置高精度的微机计量装置，通过全厂供电电能管理网络的建设，可以向上一级报告各电量，监视电能质量，独立设备运行情况，电力潮流分布，对全厂用电做到时时监控，及时调整，达到节约能源，降低生产成本的目的。2、控制系统节能措施本项目工艺采用PLC控制系统，使生产流程控制可靠、精确、省时、省力。控制系统的先进配置的节能效果特别显著。大容量低压电动机启动时间长，启动电流大，根据需要设置软启动装置，减小电机启动电流，达到节能目的。电动机的节能，减少电动机的电能损耗主要途径是提高电动机的效率和功率因数；对于风机，210、水泵需要调速的电机，可采用变频调速，是节能的有效途径。8.6.3建筑节能措施建筑活动是人类对自然资源、环境影响最大的活动之一。我国正处于经济快速发展阶段，每年建筑量世界排名第一，建筑能源消耗量巨大，建筑用能能耗低，单位建筑面积能耗高，资源消耗总量逐年迅速增长。中国目前正面临新一轮的能源短缺，因此，工程建设中必须牢固树立和认真落实科学发展观，坚持可持续发展理念，贯彻执行节约资源和保护环境的国家技术经济政策。本项目建设厂址位于*市大屯镇红河工业园区，为贯彻国家可持续发展战略，切实降低建筑能耗，节约能源，本工程在建筑设计中按国家现行规范进行了建筑节能设计。1、办公、生活建筑办公、生活建筑中有人长期值211、守，为降低建筑能耗，在设计中按规范要求合理确定建筑物的朝向、控制建筑物的体形系数，减少建筑物的面宽，加大进深；采用规则的平立面配置，增加层数。为提高围护结构的热工性能，按规范要求控制建筑物的窗墙比，采用符合规范要求的门窗材料。为提高屋面的保温隔热性能，选用导热系数小、蓄热系数大且密度小的保温材料。在墙体设计中根据规范要求合理确定建筑物墙厚，采用内外粉刷减小围护结构的传热系数，提高外墙的保温性能。2、生产及仓储建筑生产过程中通长伴有热量产生，同时随着生产工艺的改进，车间内生产人员逐步减少 ，仓储建筑中很少有人员逗留，此类建筑的节能要求目前国家尚无明确规定。但为尽量降低建筑能耗并合理控制工程投资，212、建筑设计中在满足生产工艺要求的情况下尽量采用规则的平立面配置。在满足采光和通风要求的前提下控制建筑物的窗墙比。合理地确定建筑物墙厚，采用内外粉刷减小围护结构的传热系数，提高外墙的保温性能，选用导热系数小、蓄热系数大且密度小的保温材料提高屋面的保温隔热性能。3、自然通风设计在产生较大热量和烟气的车间内，采用侧窗进排风或侧窗进风、天窗排风的形式有效组织自然通风，减少机械通风的使用，节约投资并降低能源消耗。4、建筑材料选择在设计中控制造型要素的构件，减少没有功能作用的装饰构件，精心计算，合理设计，节省材料，减少资源消耗。设计中提倡建材本地化，提高就地取材的建筑产品所占的比例，减少运输过程的资源、能源213、消耗，降低环境污染；为坚持可持续发展战略，切实保护土地资源，墙体材料尽量采用新型墙体材料和彩色压型钢板。5、可再生能源利用太阳能是取之不尽的可再生能源，具有储量的“无限性”、存在的普遍性、利用的清洁型和经济性等特点*地处北回归线附近，太阳能资源丰富。在满足使用功能的前提下，本工程部分单体工程利用太阳能供热水，减少传统能源的消耗。8.6.4用水节能措施本项目设计中努力提高循环水重复利用率，二次水重复利用率高达95.7%，大大节约水资源并降低水处理的电力消耗。同时新建了雨水收集池，节约了地下取水量，也节约了能耗。8.6.5通风节能措施1、空调在建筑耗能中，空调耗能量占有较大的比例。根据不同情况采取214、相应的节能措施。（1）工艺对室内温度无特殊要求的生产车间以及办公室等，均不设舒适性空调，减少夏季空调量。（2）在工艺对室内温度有特殊要求的控制室等房间内配置能效比较高的分体式空调机组，当部分房间不使用时可以停止使用，使年运行费用降低。（3）车间控制室与工艺配合将控制室远离散热设备配置，加强控制室的隔热保温，以减少冷负荷。2、通风 在设计中，具备自然通风条件的场合均采用自然通风，以节约电耗。对于不具备自然通风条件的场合设计机械通风系统，采用自然进风、机械排风的形式或自然排风、机械进风的形式，基本上杜绝了机械进风、机械排风的形式，从而节约风机的能耗。合理的设计气流组织，直接送风至工作地带，首先保证215、工作地带的环境要求，减少送风量以节约能耗。机械通风系统采用低能耗、高效率的轴流式通风机和屋顶风机，使得通风系统耗能降低。3、除尘 除尘系统均采用高效的脉冲清灰布袋除尘器，通过清灰程序控制器，将布袋阻力调整在合理范围内，有效降低系统风机的压头，使得除尘系统耗能降低，并可节省压缩空气用量。与工艺专业密切配合，对产尘的设备实行密闭，减少除尘排风量，系统风机减小，耗电减少。除尘系统设计中，合理配置设备及管道，减小整个系统阻力损失，减少风机压头，节能效果显著。系统风机采用高效节能新型风机，正确选用风机的高效区。风机均采用直联或联轴器式联接，以提高传动效率，达到节约能源的目的。除尘系统与工艺设备联锁运行，216、减少无载运行耗能。4、电解烟气净化优化系统流程，采用循环氧化铝加料“小循环”模式，节省循环氧化铝输送能量，同时降低氧化铝的破损率，有利于电解槽效率的提高。合理优化除尘器喷吹系统控制程序，将布袋阻力调整在合理范围内，同时节省喷吹用压缩空气，耗量仅为原来的50。选用高效率的排烟风机，效率由一般风机的8085提高到8590。排烟管网采用单排管模式，降低了系统的耗钢量，同时也节省了管道支架。优化系统配置，减少了系统的占地。排烟风机由传统的水冷方式改为风冷，不需要单独建设“电解烟气净化循环水”，同时节省了风机冷却水输送能耗。8.6.6热工节能措施1、设备选用方面的节能措施：本工程优先选用新型高效节能的机217、电、热设备和产品，严禁选用国家公布淘汰的产品。根据用户对压缩空气的要求，压缩空气压力为0.6MPa，压力露点2，全厂用气平均总负荷为410m3/min。由于项目对压缩空气品质和供气稳定性的要求高，本工程选用了供气品质好、负荷稳定性高、检修频率低、占地面积小、工作环境好的离心式空气压缩机三台。压缩机排气量：150 m3/min，排气压力：0.8MPa，电动机功率：800kW，电压：10kV。同时选用流量：150 m3/min的压缩空气干燥装置。离心式空气压缩机与干燥机单元布置。根据用户用气要求，空压站的压缩空气干燥设备可选用多种干燥装置。现就冷冻干燥装置和余热再生干燥装置做节能比较如下：（1）218、电耗比较：空压站若选用冷冻干燥装置（流量：150 m3/min，电动机功率：45kW，电压：380V，冷却水量：45t/h）。冷冻干燥装置的小时电耗为：45kWh。空压机年运行时间按365天计，则每台冷冻干燥装置的年运行电耗为：39.42x104kWh。空压站若选用余热再生干燥装置（流量：150 m3/min，控制箱功率：200W，电压：220V，冷却水量：53t/h，耗气量：2.5%），该装置利用离心式空气压缩机（不带后冷却器）的排气（温度110），作为干燥装置吸附剂再生时的热源，仅控制箱需要电源，其小时电耗为：0.2kWh。另外，其耗气量转化为电量的小时电耗为：800x2.5%=20kW219、h，空压机年运行时间按365天计，则每台余热再生干燥装置的年运行电耗为：17.52x104kWh。每年一台余热再生干燥装置比冷冻干燥装置节约电能约：21.9x104kWh。该空压站共有3台干燥装置运行，即选用余热再生干燥装置，要比选用冷冻干燥装置每年节约电能约：65.7x104kWh，折标准煤80.75t。（2）、用水量比较：空压站若选用150 m3/min冷冻干燥装置（冷却水量：45t/h），此时，离心式空压机后冷却器小时用水量：40t/h，冷冻干燥装置的小时用水量为：45t，每台空压机和冷冻干燥装置总的小时用水量为：85t。空压机年运行时间按365天计，则每台空压机后冷却器和冷冻干燥装置的220、年运行水耗为：74.46x104t。空压站若选用150 m3/min余热再生干燥装置，则没有空压机后冷却器的用水量，余热再生干燥装置的小时用水量为：53t，空压机年运行时间按365天计，则每台余热再生干燥装置的年运行用水量为：46.43x104t。该空压站共有3台空压机及其配套的干燥装置运行，即选用余热再生干燥装置,要比选用冷冻干燥装置每年节约用水约：28.03x104t，折合标准煤40t。就上述两种干燥装置的方案比较，无论是从电耗上，还是从用水量上，余热再生干燥装置都比冷冻干燥装置要节约能源。因此本工程空压站选用了节能的余热再生干燥装置作为压缩空气的干燥设备，年可节约能耗折合标准煤120.7221、5t。2、管道布置方面的节能措施该工程热工专业设计的管道为压缩空气管道，在管道布置时将充分利用气体压力能，减少管道压损，提高管道的输送效率，降低能量消耗。设计中尽量减少管输气体放空。同时选用结构密封性能好的管道附件、阀门和设备，减少管输气体的漏损。3、其它方面本工程中空压站采用计算机动态调控，无人值守的控制方式，提高了控制水平，降低了能耗，减少了人员配置。凡用气、水、电的地方，均安装了计量仪表，以便工厂日后的综合能耗计算和分析。8.7节能效果本项目设计中由于采用320kA大型预焙阳极电解槽及其控制技术，其吨铝直流电耗为11954kWh/tAl，同时在每一个工艺环节都注重节能设计，能源节约效果明222、显，仅电解系统每年可节电2.2亿kWh，折合标准煤27119t；热工可节能120.75t，两项合计每年可节约标准煤27239.75t。综上所述，本项目设计中采用的相关节能手段与措施，具有显著节能效果，符合国家节能减排工作要求。第九章 环境保护9.1编制依据9.1.1环境质量标准（1）GB30951996环境空气质量标准二级；（2）GB38382002地表水环境质量标准类；（3）GB30962008声环境质量标准2类；9.1.2排放标准（1）车间无组织废气执行大气污染物综合排放标准（GB16297-1996）标准；（2）废气执行工业炉窑大气污染物排放标准GB9078-1996 二级（3）废水排放223、执行污水综合排放标准（GB8978-1996）一级标准；（4）建筑施工场界噪声限值（GB12523-90）；（5）项目厂址厂界噪声执行工业企业厂界环境噪声排放标准（GB12348-2008）2类区标准；（6）危险废物鉴别标准腐蚀性鉴别（GB5085.1-2007），危险废物鉴别标准急性毒性初筛GB5085.2-2007，危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别（GB5085.3-2007），危险废物鉴别标准易燃性鉴别（GB5085.4-2007），危险废物鉴别标准反应性鉴别（GB5085.5-2007），危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别（GB5085.6-2007），危险废物鉴别标准通则（GB5085.7224、-2007）；（7）危险废物贮存污染控制标准（GB18597-2001）。9.2概况9.2.1项目概况本项目为*铝业有限公司环保节能升级改造翻番工程。9.2.2自然环境概况（1）交通位置*铝业有限公司位于*大屯镇西北方向，东经10317，北纬2325，厂址以北地区多为旱地及少量水田，以东以南水田居多，周围农作物有甘蔗、玉米、水稻、红薯等。厂址南面有8715部队营房。西面为已停产的云锡机械厂，厂址周围无自然保护区、风景名胜、疗养地。除部队外，人烟较少，村庄均在1km以外，主要有楼坊寨、田兴村、仁和村、小王家寨。厂址5km范围内有*市合成氨分厂、云锡公司白沙冲办事处、云锡古山水泥厂、*市高压电瓷厂225、等企业，另外，在厂址南偏东约7km处有金星化工厂，主要产品是黄磷、普钙、钙镁磷肥，该厂为排放氟化物的工厂。*有限公司位于，交通十分便利。（2）地形、地貌*市处于滇中湖盆高原的南部，北部较平坦，南部受元江及其支流的切割，地表比较破碎，境内95%以上面积为山区、半山区，山脉连绵、峰峦起伏，主要地貌可分为山地、山间盆地和河谷三种。地势呈东西部高，南北部低，最高莲花山海拔2740m，最低蔓耗镇海拔150m。*有限公司厂址位于蒙自盆地的西北部，大屯坝子的西部，海拔1293m，西面约3km是莲花山和西河冲磨盘山。整个地势西高南低，海拔1300m左右。厂址周围地形平坦开阔。土壤类型主要为红壤、石灰土、赤红壤226、及水稻土。（3）气候特征*市地处*底纬度高原哀牢山东侧，北回归线上，属南亚热带山地季风气候。由于境内海拔高差悬殊，致使气候特点为气温年差较小，冬暖夏凉，干湿分明，其中雨季（5-10月）降水量占全年降水量的82%，全年以南风、东南风或南东风为主。主要气象资料见总图运输一节。（4）地表水系水文特征*市处于南盘江与红河两大水系的分水岭地段，境内多溪流，分别汇入红河和南盘江。分水岭以南为红河水系，主要溪流有9条；分水岭以北为南盘江支流的泸江红河水系，主要溪流有4条。倘甸双河系珠江四级支流，发源于乍甸镇龙井和水头两处地下泉流，自西南向东北蜿蜒流经乍甸区至锁龙桥与徐家冲之水汇合后流入鸡街转西入沙河甸河，全227、长19.6km，泾流面积118.9km2,平均流量1.247m3/s,最小流量0.147 m3/s,最大流量30.3 m3/s，多年平均流量3933万m3。沙甸河境内长24.6km，平均流量2.29 m3/s，绿冲河发源于邦干水头及四角麓，自西南向东北流入倘甸双河，全厂30.2km，平均流量0.59 m3/s。大屯地区地表水体较少，属缺水地区，厂址周围无河流。厂址东约4km 处的大屯海（属珠江水系）为*市主要湖泊，位于*大屯镇与蒙自县雨过铺交界处，径流面积为285km2，库容4470104m3，多年平均蓄水量1961.8104m3。大屯海湖长7.8km，湖宽平均2.9km，最大水深2.7m，平228、均水深1.3m，湖面面积12.4km2。其主要功能是农灌用水，其次是工业用水和渔业用水，同时也是周围排水的受纳水体。该湖泊水量受季节和气候影响较大。厂址南侧有一条泄洪沟，雨季时，将西南雨水汇集流入大屯海；旱季进泄洪沟断流。此外，地下水埋藏较深，无泉水出露。9.2.3环境质量概述在一期工程建设时期，公司委托昆明理工大学对该项目进行了环境影响评价，在此同时对建设地环境现状做过现状监测，由于目前一期已投入生产，环境现状与建设前发生了改变，根据环境影响评价对一期工程建设后环境的影响分析，有以下结论：（1）氟化物除熏烟状态小时最大值略有超标外,其他各种气候条件下小时最大值、日均浓度最大值及年均浓度最大值229、均未超过GB3095-1996的二级标准值。TSP、SO2在各种气象条件下的小时最大值、日均浓度最大值均未超过GB3095-1996的二级标准值。（2）一期工程生活污水经处理后和生产循环冷却水排水至总排口混合后排至农灌沟。水质达到GB5084-92对旱作作物要求。（3）一期工程建设投产后，经预测噪声值可仍维持在建厂前水平，公路旁略超（GB12348-2008）2类标准，其他方位低于II类标准。9.3主要污染物及治理措施9.3.1废气电解铝生产过程对环境的主要污染物有氟化物、粉尘、SO2等，其中氟化物为电解铝的特征污染物，也是电解铝厂对环境最敏感的污染因子。针对本项目污染物排放特征，项目采用烟气230、净化回收、机械通风及布袋除尘等措施降低污染物的排放。（1）电解烟气净化系统电解生产系统主要污染源是电解槽，由于在电解生产中加入有冰晶石、氟化盐等含氟物质，它们在熔盐电解过程中分解、挥发、渗透及扬散，会产生氟化物和粉尘的烟气。当电解槽罩开启时，烟气将外逸，污染环境。本工程设计采用320kA中心下料大型预焙电解槽，该槽具有自动化程度高，电解槽多点下料，打壳、加料由微机自动控制，电解槽出铝、换阳极、抬阳极母线，加复盖料等作业均由专门设计的电解多功能机组完成，槽开启率很低，槽集气效率为98.5%。工程设计两套烟气净化系统，单套排烟气量1082000m3/h，总排烟量约2164000m3/h，烟气净化效231、率98.5%。载氟氧化铝采用高效布袋收集，其收尘效率达99.8%以上。收集的电解烟气采用干式新鲜氧化铝吸附法进行处理，净化治理后的烟气由一座660m的烟囱排空，氟的排放浓度为2.4mg/m3；粉尘排放浓度小于40.7 mg/m3；低于GB9078-1996工业炉窑大气污染特排放标准中二级标准值。烟气治理及排放情况汇总见表9-1。表9-1 烟气治理及排放情况汇总污染源名称污染物名称治理措施净化效率（%）治理后排放浓度(mg/m3)排烟量(m3/h)烟囱内径及高度国家标准(mg/m3)电解烟气净化氟化物氧化铝干法吸附，低压脉冲袋式除尘器982.42212000660m（一座）6粉尘99.88110232、0电解天窗氟化物机械通风、天窗排放0.014150000000（栋厂房）20g/m3粉尘0.0355.0（2）电解厂房天窗排放烟气电解过程中产生的含氟烟气有1.5%左右散发于车间内，为减轻这部分烟气对车间环境的污染，设计上对电解厂房采用双层新型结构建筑，车间实行强制自然通风，电解槽操作面配置于二层地板上（高于3.1m），周围设有通风格子板，室外新鲜空气由底层通过格子板进入车间内，烟气利用热压形成上升气流，从厂房天窗外排。厂房换气天窗为避雨天窗，具有较好的通风换气和排烟性能，能有效改善工作面的卫生条件。各项主要污染物浓度均低于GB16297-1996大气污染物综合排放标准无组织废气标准值（颗粒物233、5.0 mg/m3，氟化物20 g/m3），汇总见表9-1。9.3.2废水电解铝生产用水点，主要是电解工段、阳级组装、铸造、空压站及烟气净化等。本项目总用水量34538.9m3/d，其中新水用量为1537.32m3/d，循环冷却水水量32323.2m3/d，二次利用水量为678.4m3/d，生产水重复利用率为95.5%。本次设计有阳极组装车间冷却循环水系统、铸造车间冷却循环水系统、空压站冷却循环水系统及烟气净化冷却循环水系统4个生产循环水系统。其中阳级组装、空压站及风机循环冷却为设备间接冷却水，水质清洁，冷却后直接进入循环水系统循环使用；铸造冷却水，因与物料直接接触，含有少量浮油，经隔油池处理234、后循环使用。详见给排水章节。项目工艺废水均进入循环水池循环使用，产生的废水主要为车间洗手水和地面清洁用水，产生量为198.4m3/d。废水收集后进入污水处理站处理后用于厂区及厂前道路浇洒及绿化用水，无外排。本项目污水处理站利用*现有的污水处理站扩建，处理规模为300 m3/d，处理工艺为生物接触氧化法（A/O法），扩建后污水处理站可满足项目污水处理。9.3.3废渣（1）电解槽大修渣本工程电解铝生产系统排出的废渣主要为电解槽排出的槽大修渣。电解槽经过4-5年的生产后，槽壳需经大修后继续使用；大修中拆除的阴极炭素内衬材料及废耐火材料，含有氟化盐，属有害渣，年排放量约为4050t左右，为避免电解废渣235、溶出的有害物污染水环境，尤其是地下水环境。须将废渣堆放在符合GB18597-2001危险废物贮存污染控制标准要求的渣场内。（2）生活垃圾该项目生活区人数为900人，按照生活垃圾产生量每人每天1kg算，生活垃圾量为900kg/d。生活垃圾和大修废渣统一收集后委托处理。9.3.4噪声铝电解生产系统的噪声源主要是各种类风机、排烟机和空压机，另外还有一些间断性噪声，如更换阳极、打壳等作业时产生的噪声。本项目最大噪声源是空压机，共3台，噪声值约为85100dB(A)。一般噪声性质为机械性噪声和动力性噪声，针对不同性质和性能的噪声设计采取相应的控制措施。在风机、排烟机和空压机出口或进口加设消声器，对噪声源236、采取防治措施。设备噪声经过厂房、围墙和绿化带阻隔衰减后，预计厂界噪声能满足工业企业厂界环境噪声排放标准（GB12348-2008）（昼间60dB(A)、夜间50dB(A)）。9.4环保机构设置根据“有色金属工业环境监测暂行规定（YHG8403）”中有关规定，本工程已有完整的环保安全管理部门，负责全厂区范围内的日常环保管理工作，故本设计只增设专职工作人员1-2人；由于本工程距州县环境监测站较近，故不单独设环境监测站，全厂的环境监测任务由厂里统一外委。9.4.1施工期的环保工作拟定施工期的环境保护计划，对工程建设中产生的扬尘、废水，进行有效的防治处理，对工程外造成的植被破坏应尽快恢复，对基础资料收237、集、整理、存档，同时催促施工单位、领取噪声许可证。9.4.2 运行期的环保工作1、向上级环保部门上报投产试运行报告，经确认后可投产试运行。2、制定污染治理操作规程，记录污染治理运行及检修情况，确保治理设施常年正常运行。3、编制环保治理设施竣工验收方案报告，向上级部门申报，进行竣工验收监测。4、建立污染源监测数据档案，定期编写环保简报。使企业领导、上级环保部门及时掌握污染治理动态，加强环境管理。5、为确保污染治理措施执行“三同时”，企业应使环保投资落实到位，使各项治理设施达到设计要求。9.4.3环保监测计划项目投产后，定期监测各类污染物排放情况，以确保铝厂的各类污染物达标排放，并掌握厂区周围环境238、质量水平和污染变化趋势。电解铝工程主要污染源是电解槽烟气，保证电解槽极高的集气效率和电解烟气净化回收系统的正常运行是环保管理的重要内容，对净化系统各污染物的监测和厂外环境监测计划按照环境影响报告书要求实施。9.5环保投资本工程环保投资包括电解烟气系统及其烟囱；全厂通风收尘系统、全厂循环水系统及污水处理站；渣场；噪声防治；绿化等措施的费用，具体分项投资详见表9-2。本工程环保投资为7883.9万元，环保投资占建设投资114129.48万元的6.9% 。表9-2 环保设施分项投资表 单位：万元序 号专 业 名 称投 资 (万元)占建设投资 %1通风及除尘系统6497.92循环水系统284.53水处239、理系统1095.14风机进出口装消声器6.40合 计7883.96.99.6绿化绿化具有良好的调节温度、湿度、减噪和吸尘作用，还具有改善小区气候，净化空气和美化环境之功能，厂区绿化是为厂区创造良好工作环境的一项有效措施。本工程绿化采用集中和分散相结合的方式进行，厂前区集中绿化，道路两旁及围墙周边分散进行绿化。树种应选择抗氟性强、吸滞粉尘性能好、易活易长的树种和花草，沿工厂围墙四周种植耐氟的柏树或柳树，车间空地可种植耐氟夹竹桃、女贞、刺槐等林木。9.7环境影响初评项目生产过程中，不可避免的产生一定的污染物。针对各污染物的特征，采用相应的措施：采用先进的设备减少电解烟气的外逸，收集的烟气采用氧化铝240、吸附法有效回收氟，处理后的烟气从660m的烟囱排空，各项污染物均低于GB9078-1996工业炉窑大气污染特排放标准表2中二级标准值；极少量弥散在车间的电解废气，经过机械鼓风及厂房天窗通风措施，各项污染物均低于GB16297-1996大气污染物综合排放标准无组织废气标准值。工艺废水均进入循环水池循环使用，不外排。项目排放废水主要为车间洗手水和地面清洁用水，经收集后进入污水处理站处理后用于厂区及厂前道路浇洒及绿化用水，无外排。电解渣集中堆放于指定渣库。生产过程中的机械噪声经过消声、减震、隔声等措施，及自然衰减等作用后，预计厂界噪声可满足工业企业厂界环境噪声排放标准（GB12348-2008）2类241、区标准中相应标准（昼间60dB(A)、夜间50dB(A)）。综上所述，项目所在地环境质量现状较好，本项目污染防治设施较齐全，外排污染物均达标排放，对周围环境基本不会产生大的影响。本工程需要委托环评单位进行环境影响评价工作，最终结论以环境影响评价结论为准。第十章 劳动安全卫生与消防10.1劳动安全卫生设计原则及依据10.1.1安全卫生防护原则现代化文明生产的诸要素包括：密集技术、科学管理、安全与卫生。可见，安全与卫生不仅出于对人体的保护，它已是标志现代化生产不可或缺的内容。本项目属典型的有色冶金工厂，由于生产过程中存在着较多不安全因素和职业危害。为确保安全生产和保护职工健康，本设计遵照“安全第一242、预防为主”的方针，从“治本”的指导思想出发，认真执行国家和地方有关安全卫生的规范、规定、标准，采取必要的安全卫生防护措施，以确保安全生产和保护职工身体健康。10.1.2设计原则1、优先选用安全卫生条件好的工艺设备，做到安全为了生产，生产必须安全。2、结合国情及该厂实际情况，尽可能提高机械化和自动化水平，以减轻操作者的劳动强度和减少人身危害因素。10.1.3设计依据（1）中华人民共和国劳动法（1994年7月5日第八届全国人民代表大会常务委员会第八次会议通过）；（2）中华人民共和国安全生产法（2002年6月29日第九届全国人民代表大会常务委员会第28次会议通过）；（3）危险化学品安全管理条例（2243、002年1月9日国务院第52次常务会议通过）；（4）工业企业设计卫生标准(GBZ1-2002)；（5）生产设备安全卫生设计总则(GB5083-1999)；（6）建筑抗震设计规范(GB50011-2001)；（7）建筑采光设计标准（GB/T50033-2001）；（8）建筑照明设计标准（GB/T50034-2004）；（9）建筑防雷设计规范 (GB50057-94)；（10）爆炸和火灾危险场所电力装置设计规范(GB50058-92)；（11）电力装置的继电保护和自动装置设计规范(GB50062-92)；（12）工业与民用电力装置的接地设计规范(GBJ65-83)；（13）构筑物抗震设计规范（GB244、 501912004）（2008年版）；（14）炭素生产安全卫生规程(GB15600-1995)；（15）工业企业厂内铁路、道路运输安全规程(GB4387-94)；（16）工业企业噪声控制设计规范(GBJ87-85)；（17）压力管道安全管理与监察规定(劳动部发1996140号)；（18）起重机械安全规程(GB6067-85)；（19）安全色(GB2893-2001)；（20）安全标志(GB2894-96)；（21）固定式工业防护拦杆安全技术条件(GB4053.3-93)；（22）固定式工业钢平台(GB4053.4-83)；10.2生产安全隐患及职业危害因素分析危险因素是指能对人造成伤亡或对物245、造成突发性损害的因素。有害因素是指能影响人的身体健康，导致疾病，或对物造成慢性损害的因素。通常情况下，二者并不加以区分而统称为危险、有害因素。危险、有害因素分类的方法多种多样，本次设计将主要按以下规定进行分类和识别：（1）企业伤亡事故分类（GB644186）中综合考虑起因物、引起事故的先发的诱导性原因、致害物、伤害方式等，将危险因素分为20类。（2）生产过程危险和危害因素分类与代码（GB/T138161992）中，将生产过程中的危险、危害因素分为6类。本项目中可能存在的主要危险、有害因素有：毒物危害、灼伤危害、压力管道爆炸危害、机械伤害、起重伤害、电气危害、静电伤害、坠落危害、腐蚀危害、自然灾246、害、高温、粉尘、噪声、振动、电磁辐射等。10.2.1毒物危害本工程毒物主要有氟化物和SO2等。毒物主要存在于电解槽附近及烟气净化系统。1) 氟化物铝电解以冰晶石-氧化铝氟化铝的熔体为电解质，以炭素材料为电极进行电解。电解时在阴极上析出液态的金属铝，在阳极上产生气体。同时还散发出氟化物、粉尘等污染物为主的电解烟气。在400600温度下，氧化铝中仍可含有0.2%0.5%的水分。原料中的水分与固态氟化盐在高温条件下可发生化学反应，同时，进入熔融态电解质中的水分也可与液态的氟化盐发生化学反应，生成有害的氟化氢。人体吸入过量的氟，常常会引起骨硬化、骨质增生、斑状齿等氟骨病，严重者使人丧失劳动能力。氟化物247、还对呼吸道粘膜及皮肤有强烈的刺激和腐蚀作用。根据化工行业职业性接触毒物危害程度分级，氟及其无机化合物属级高度危害毒物，工作场所有害因素职业接触限值规定，氟化氢的最高允许浓度（按F计）为2mg/m3。氟化物（不含氟化氢，按F计）时间加权平均容许浓度为2mg/m3，短时间接触容许浓度为5 mg/m3。2) SO2SO2为无色气体，具有辛辣及窒息性气味，不能燃烧及助燃；易被粘膜的湿润表面所吸收而生成亚硫酸，一部分进而氧化为硫酸。因而对呼吸道及眼睛具有强烈刺激作用。大量吸入时，可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息。人长期吸入低浓度SO2有头痛，乏力、患鼻炎、咽喉炎、支气管炎、嗅觉和味觉减退等症状，牙248、齿酸蚀症较常见。根据化工行业职业性接触毒物危害程度分级，SO2属中度危害毒物。工作场所有害因素职业接触限值规定，SO2的时间加权平均容许浓度为5mg/m3，短时间接触容许浓度为10mg/m3。毒物危害是本工程的主要危险、有害因素之一。10.2.2灼伤危害工程电解铝液温度超过900，在出铝、吊装运输出铝抬包、铸锭等作业中，如违章操作、设备设施缺陷及防护用品使用不当，均可能对人体产生灼伤危害。灼伤危害是本工程可能发生事故次数较多的主要危险、有害因素之一。10.2.3压力容器、压力管道爆炸危害本工程中压力容器及管道主要有：空压系统及其管网等。压力容器和压力管道发生事故的因素是多方面的，从技术角度分析249、，其主要原因有：压力容器和压力管道的结构虽然比较简单，但其部件的受力情况较为复杂，特别是在弯道、支管连接处等。压力容器和压力管道的使用条件比较苛刻，它不但承受大小不同的压力荷载，而且有些是在高温条件下运行，且压力容器、压力管道又大多是焊接结构，制造时留下的微小缺陷在使用时遇到合适的条件（如使用温度，超压等），就会迅速扩展而发生破坏。与其它设备比较，压力容器和压力管道比较容易发生超载，而一旦超载就会迅速造成破坏事故。压力容器和压力管道发生爆炸事故，不但使设备遭到毁坏，而且还可能破坏周围的设备及建筑物，并造成人员伤亡事故。10.2.4机械伤害机械伤害有以下几种：1)挤压；2)碰撞和撞击；3)接触：250、包括夹断、剪切、割伤和擦伤、卡住或缠住等。电解工艺的主要设备有：高位电解多功能天车、拖盘清理机、振动筛、破碎机、提升机、残极压脱机、铁环压脱机、铝导杆矫直机等。操作人员易于接近的各种可动零、部件都是机械的危险部位，机械加工设备的加工区也是危险部位。如果这些机械设备的转动部件外露或防护措施和必要的安全装置不完善，很容易造成人身伤害事故。造成机械性伤害的主要原因是违章作业、运输或机械设备没有设置相应的安全防护设施等。10.2.5起重伤害铝厂采用的高位电解多功能天车为桥式起重机，其功能包括：打电解质结壳，往电解槽内加氧化铝，更换阳极，吊运阳极母线柜架提升机，安装和检修电解槽的吊运工作，出铝及吊运抬包251、，此外，还可以吊运其它重物。桥式起重机的常见事故有以下几种：1) 重物坠落：吊具或吊装容器损坏、物件捆绑不牢、挂钩不当、突然失电、起升机构的零件故障（特别是制动器失灵、钢丝绳断裂）等都会引发重物坠落。2) 挤压：起重机轨道两侧没有良好的安全通道或与建筑结构之间缺少足够的安全距离，使运行或回转的金属结构对人员造成夹挤伤害；运行机构的操作失误或制动器失灵引起溜车，造成碾压伤害等。3) 高处跌落：人员在离地面大于2m的高度进行起重机的安装、拆卸、检查、维修或操作等作业时，从高处跌落造成伤害。4) 触电：起重机在电线附近作业时，其任何组成部分或吊物与高压带电体距离过近，感应带电或触碰带电物体，都可以引252、发触电伤害。 5) 其他伤害：其他伤害是指人体与运动零部件接触引起的绞、碾、戳等伤害；液压起重机的液压元件破坏造成高压液体的喷射伤害；飞出物件的打击伤害；装卸高温液体金属、易燃易爆、有毒、腐蚀等危险品，由于坠落或包装捆绑不牢引起的伤害等。10.2.6电气危害电气事故可分为触电事故、静电危害事故、雷电灾害事故和电气系统故障危害事故等几种。1) 触电事故触电事故可分为电击和电伤两种情况。电击：电解还原槽是以低电压高电流串联运转的，因此，电击事件通常并不严重。但是，在电力车间高压电源与电解车间联网路的连接点可能发生严重的电击事故。电伤：在铝电解生产中，其能源主要是直流电能，约占整个能源消耗的97%左253、右。在电解槽系列上，系列电压达数百伏至上千伏。尽管人们把零电压设在系列中点，但系列两端对地电压仍高达500V左右，一旦短路，易出现人身和设备事故。而且，电解用直流电，槽上电气设备用交流电，若直流窜入交流系统，会引起设备事故。因此，电解槽许多部位须进行绝缘。电解车间内电缆若没有采取有效的阻燃和其它预防电缆层损坏的措施、电气设备接地接零措施不完善、临时性及移动设备（含手持电动工具及插座）的供电没有采用漏电保护器或漏电保护器性能不可靠等都会造成电器设备漏电而引发触电伤亡事故。2) 雷电伤害事故电解车间厂房的残极破碎、筛分部分高度超过10m，除尘排烟系统排气筒高度都在20m以上，在雷雨天存在着被雷击的254、危险。3)电气系统故障危害事故电气系统故障危害的主要表现是：线路、开关、熔断器、插座插头、照明器具、电动机、电热器具等均可能成为引起火灾的火源。原本不带电的物体，因电气系统发生故障而异常带电，可导致触电事故的发生。如电气设备的金属外壳，由于内部绝缘不良而带电；高压接地时，在接地处附近呈现出较高的跨步电压，均可造成触电事故。10.2.7静电伤害本工程中各类电气设备、油、气输送管线均可能产生静电，这些设备或管网若不接地，或接地不合格，可产生静电电位，有放电危险。10.2.8坠落危害坠落危害是指在高处作业中发生坠落造成的伤亡事故，主要发生在巡视和检修过程中。本工程中可造成坠落危害的地点和因素主要有：255、1) 各高层平台四周檐口；2) 直斜爬梯；3) 高程设备检修。这些地点和场所均可能引发坠落事故，导致人员伤亡，设备损坏，影响生产。10.2.9腐蚀危害电解铝生产过程中产生的氟化氢气体容易吸收空气中的水分生成氢氟酸，氢氟酸有强烈的腐蚀性，能与各种物质发生反应。生产过程中如因设备、管道密封不严，操作不当，管理不善等，都可能发生氟化氢气体泄漏。腐蚀性物品泄漏危害主要是导致人体接触部位和呼吸道的灼伤，而且还可能造成设备受损，建构筑物遭腐蚀破坏，人员中毒；酸雾还可能威胁电气设备的安全运行；当氟化氢气体大量外泄时还污染环境。10.2.10自然灾害1、地震根据中国地震动参数区划图GB18306-2001，工256、程区地震基本烈度为VII度。当地震发生时，可能使建筑物倒塌，设备结构被破坏，严重影响生产。2、雷击雷电的危害主要有： 爆炸与火灾：直击雷放电、二次放电、球形雷侵入，雷电流转化的高温等，可能引起的爆炸与火灾。 电击：直击雷、二次放电、球雷打击、跨步电压以及绝缘体被击穿，均可使人遭到电击。 毁坏设备和设施：冲击电压，可击穿电器设备的绝缘，力效应可造成设备线圈散架，设施毁坏。 事故停电：电力设备、电力线路以及电气仪表，遭雷击损坏，均可导致停电。10.2.11其它职业卫生危害1)高温危害现行国家标准高温作业分级中规定，工作地点平均WBGT指数等于或大于25的作业，即为高温作业。铝电解槽电解温度高达94257、0960，是主要的生产性热源。资料表明，环境温度达到28时，人的反应速度、运算能力、感觉敏感性及感觉运动协调功能都明显下降。高温使劳动效率降低，增加操作失误率。主要体现在影响人体的体温调节和水盐代谢及循环系统等。高温还可以抑制中枢神经系统，使工人在操作过程中注意力分散，肌肉工作能力降低，从而导致伤害事故。2)粉尘危害铝厂在生产过程中产生的粉尘主要有氧化铝粉尘。氧化铝粉尘主要存在电解厂房内、氧化铝贮运系统；残极处理工段的粗碎、配料、筛分等过程也有粉尘产生。天车司机、电解工等岗位工人受粉尘危害较大。根据工业企业设计卫生标准规定，车间空气中有害物质最高容许浓度为，生产性粉尘中的氧化铝粉尘（总尘）的时258、间加权平均容许浓度为4mg/m3；其他粉尘（不含石棉且游离二氧化硅含量在10%以下）的时间加权平均容许浓度为8mg/m3，短时间接触容许浓度为10mg/m3。3）噪声危害产生噪声的设备主要有净化系统风机。噪声能引起人听觉功能敏感度下降甚至造成耳聋，或引起神经衰弱、心血管疾病及消化系统等疾病，噪声影响信息交流，促使误操作发生率上升。4)振动危害本工程中设备基础产生机械性振动、电机和高压配电装置产生电磁性振动，输送气体和液体的管道产生流体动力性振动，上述振动均会对人体产生振动危害。长期接触大强度的生产性振动，在一定条件下可引起振动病，表现为以末梢循环、末梢神经障碍为主的全身性疾病，典型表现为振动性259、白指。5) 电磁辐射危害任何交流电路都会向其周围空间发射电场和磁场，这种变化的电场和磁场交替产生，由近及远，并与自己的传播方向垂直，以一定速度向空间传播的过程，称为电磁辐射。本工程的电磁辐射来源主要为电解槽和电力系统设备设施，如变压器、高压输配电线、高压电机及整流器等。电磁辐射对人体的神经系统、心血管系统、生殖系统、消化系统等均存在不同程度的危害。电磁辐射还能对自动检测控制系统产生干扰，造成仪器、仪表装置失灵、出错，形成新的安全隐患。10.3设计中采取的安全防范措施10.3.1 有毒物危害的安全防范措施 对电解产生的氟化氢气体泄漏危害，采取加强自然通风、加强设备维护及时检修和加强个体防护等措施260、。 采用耐磨损管道，防止管道非正常破损和管道磨损造成的危害，同时加强管道维护，发现隐患及时排除。10.3.2 火灾燃爆危害的安全防范措施1）空压机必须安装安全阀、压力表、自动压力调整器和温度计；避免被压缩空气不纯而造成工作地点的空气中混有易燃及爆炸性气体。2） 空压机应进行定期的检查、修理和清扫，避免安全阀失灵。10.3.3 灼伤危害的安全防范措施1） 设备和管道外表温度大于50， 对位于操作人员易接触到的设备和管道均予以保温，防止烫伤或烧伤。2） 出铝抬包故障导致出铝时铝液泄漏或喷溅、铝液运输过程中抬包倾覆等易发生灼伤的部位，设置安全警示标志，要求员工严格遵守出铝运铝安全规程，加强个体防护，261、避免人员失误。3） 提高自动化作业程度，避免冰晶石加料人员误触高温物体表面。在醒目位置设置安全警示标志。10.3.4 压力容器压力管道爆炸危害的安全防范措施 采购具有相应设计、制造资格的单位生产的压力容器、压力管道，其产品必须附有制造厂的“产品质量证明书”和当地压力容器监检机构签发的“监检证书”。 压力容器应根据设计要求设安全泄放装置(安全阀、爆破片装置)，其排放能力必须大于或等于压力容器的安全泄放量，以保证在其最大进汽工况下不超压。对安全阀、压力表、液位计等安全附件保护装置、监视仪表要进行定期校验。 在役压力容器应按照压力容器安全技术监察规程的规定，定期进行检验。 制定完善压力容器的运行操作262、规程，明确具体的压力容器操作方法、运行中重点检查项目和部位以及紧急情况的处理措施。 压力容器的操作人员经过专业培训，持证上岗。 从事特种设备的运行、检修、维护的人员，必须定期轮训，持证上岗。 对空压机设有压缩空气出口压力及温度高限报警和自动停机装置，设有冷却器冷却水低限报警。 空压机组的传动机构润滑油的温度必须由温度测量装置测定；后冷却器后面的气温、冷却水的总进水管水温、空压机组冷却水排水水温有温度计测量。排气气压、储气罐气压和空压机组的传动机构润滑油的油压必须有压力计测定；吸气过滤器后面的气压、空压机组冷却水进水口水压有压力计测定。空压机组旁装设紧急停车装置；空压机装设给水管压力、机组冷却水263、压力和空压机组的传动机构润滑油的油压力极限控制的停车保护装置。10.3.5 机械伤害的安全防范措施 泵、风机、电机、压缩机、输送机等各种转动机械均应装有防护罩或其它防护设施，设置紧急连锁装置； 车间设备设施的安全距离应按机械安全避免人体各部位挤压的最小距离的要求，留有相应宽度和高度的安全过道，防止夹伤、挤伤、碰伤和撞伤； 在转动机械岗位的操作人员禁止戴手套和穿戴易被机械绞入的衣物等物品，留长发的女职工必须戴好工作帽。 起重机的金属构件，主要零部件、电气设备、安全防护装置的使用与管理，符合起重机械安全规程GB6076-85的有关规定。 起重机械的工作地点设有足够的照明设施和畅通的吊运通道，与附近264、的设备和建筑物保持一定的安全距离。 工作人员在指定的地点上下起重机，不得在轨道房行走，禁止起吊物体从人员上方通过。 划定安全通道，禁止无关人员进入起重作业区。 起重机停止运行时，把吊钩上升到位，且吊钩上不得悬挂重物。 裸露设备部位增设防护栏，制定并严格遵守胶带、提升机、破碎机、输送机、编组机、多功能天车等安全规程。10.3.6 起重机伤害的安全防范措施 起重机械的工作地点设有足够的照明设施和畅通的吊运通道，与附近的设备和建筑物保持一定的安全距离。 严格遵守起重作业规程，避免起重作业违章。10.3.7 电气危害的安全防范措施 为使供电和用电安全，在线路系统和电气设备及装置中，分别设置了进线保护，265、隔离、快速切断保护，过电流、过电压保护，瞬时超负荷自动跳闸，接地短路保护，轻重瓦斯保护，快速熔断保护，事故信号和事故报警保护，对所有的高压和低压电器设备采取了保护性的安全接零措施。 电解车间桥式天车设有三级绝缘，即吊钩与钢丝绳绝缘，小车与卷筒绝缘，桥架与小车绝缘。电解槽壳与基础及立柱绝缘，电解槽立柱母线与母线地沟盖板之间，母线盖板与楼板绝缘，排烟支管与干管间设绝缘节，厂房墙面与排烟干管绝缘。各部分绝缘值依据部位不同而有所差别，一般要求在0.51.0M。对所有的高压和低压电器设备均采取了保护性的安全接零措施。 对净化系统风机入口进行现场指示、越限报警与电气联锁， 对排烟机轴承振动控制指示、越限与266、电气专业联锁报警。 根据工艺要求和生产过程需要，选择生产自控仪表，对建设项目的有关参数进行检测、积算和报警。 整流变压器架空进线设有避雷器。 所有的强电设备都接地，确保用电安全。 在露天变电所、整流机室及主控室设有采光照明并另设置事故照明装置。事故照明采用分散型事故应急照明灯，正常时交流供电，当电网故障时，自动切换至蓄电池供电照明。 各车间的配电及电气控制盘均应设在单独的房间内，配电柜必须密封。 各类电气设备的电动机及变压器的外壳和操作构件；电线、电力电缆的金属保护管和金属包皮，电缆终端头与中间头的金属包皮，以及母线的外罩与保护网；各类电气设备的金属部分、所有的金属构架与金属遮拦、电线、电力电267、缆的金属保护管和金属包皮，电缆终端头与中间头的金属包皮，以及母线的外罩与保护网。 变压器中性点接地电阻不大于4；低压线路进建筑物处的重复接地电阻不大于10。 为降低设备的接触电势和跨步电势，在接地网边缘经常有人出入的通道均设接地均压带；主要设备均采用双接地线，独立避雷针设集中接地装置；为保证人身安全，电力设备均应设接地。 设计中各级电压电气设备均按高压配电装置设计技术规程采取带电安全距离。 对所有电器设备和线路根据对人的危害程度设置明显的警示标志、防护网或安全遮拦；对高压电气设备，在户内的设置单独小间，在户外分区设置围墙，其高度不低于1.7m，可能误碰和带电部分均加设网栏，裸露的带电部分设置警268、示标志，并采用封闭方式，防外部落物和人身误触带电体； 生产线配备双电源系统，并设置突然停电紧急保护装置；用电设备都具有漏电保护装置；供电设备和线路停电和送电时，严格执行操作制度； 在带电的导线、设备、变压器、开关附近，不得有损坏电气绝缘或引起电气火灾的热源； 按照继电保护和安全自动装置技术规程的规定设置安全自动装置，以保证生产设备的安全可靠运行； 设置防止误操作、误入带电间隔等造成触电事故的安全连锁保护装置。 为防止电气设备、线路因过载、短路等故障，除常规设置过载、过电流、短路等电气保护装置外，宜装设漏电流超过预定值时，能发出声、光报警信号或自动切断电流的漏电保护器。 易燃、易爆场所和粉尘散发269、量较大的场所， 电气设备应采用防爆、防尘型。 所有电气设备的金属外壳均采取良好的接地措施，高压整流室的门必须安有保护开关。10.3.8 静电危害的安全防范措施 所有易燃易爆生产场所内的设备均必须接地:气力输送系统的设备和管道实行防静电接地。 接地是消除导体上静电的最简单有效的方法，接地导线和接地极的总电阻应在100以下；接地线必须连接紧密，并有足够的机械强度。10.3.9 坠落危害的安全防范措施平台、走道、栏杆平台、走道、栏杆直接关系到人身安全，是建筑设计中非常重要的内容。平台、走道所有平台、走道均采用钢筋混凝土结构或钢结构，并与主体结构有可靠连接。栏杆办公生活建筑的栏杆(栏板）构造按国家规范270、民用建筑设计通则GB50352-2005的规定进行设计，栏杆(栏板）构造采用国家现行标准图，其高度、间距及扶手设计满足国家现行规范要求, 并与主体结构有可靠连接。工业建筑的栏杆采用钢栏杆，并与主体结构有可靠连接。对高差大于500mm的平台、走道均在其临空面设栏杆；当其侧面为彩色压型钢板或窗户时亦设栏杆增强保护措施。当平台临空高度在20m以下时栏杆高度不低于1100mm; 当平台临空高度在20m及20m以上时栏杆高度不低于1200mm。当筒仓、储槽等构筑物顶部需上人进行操作时在其周圈设栏杆保护。为防止高空坠物伤人，本工程所有平台栏杆底部均加设100mm高挡板。为满足生产要求，设置了众多循环水设施271、及泵房。这些子项由于有较大体量的水池存在而增加了人员落水的可能。为防止意外的发生，在所有敞开水池的周边均按规定加设了栏杆。按生产需要和相关规范设置了大量的楼梯，其中包括钢筋混凝土楼梯、斜钢梯、直爬梯。钢筋混凝土楼梯当作为疏散楼梯使用时，其耐火极限、宽度、平台及扶手等构造均满足建筑设计防火规范的要求。斜钢梯主要作为工作联系及检修梯使用。当利用斜钢梯作为室外疏散楼梯使用时，其材料、燃烧性能、耐火极限、角度、宽度、平台及扶手等满足规范要求。直爬梯主要作为检修梯使用，包括屋面检修及设备检修，并按规定加设护笼。为保证检修工作的安全，在需检修的部位设置了专用的检修平台及栏杆。需人员驾驶的起重机设置了专用的272、平台及栏杆；室外除尘器周围加设栏杆；地坑及储槽加设专用的人孔及爬梯。10.3.10 腐蚀危害的安全防范措施 电解车间厂房屋面通风口采用防风、防漏雨结构，屋面采用有组织排水，确保车间地坪保持干燥。10.3.11 自然灾害防范措施 根据中国地震动参数区划图GB18306-2001，该地区地震裂度为VII度，本工程在土建设计上按7度设防。 所有建筑物、电气设备等，设计上均考虑了防雷、防静电等安全接地措施。建筑物在20 m以上均考虑避雷针或避雷网，防止直接雷和感应雷。为防止雷击，所有建构物均按有关防雷保护设计规范进行防雷设计。 为防雷击，生产厂房顶应装设避雷针；厂内建筑、设备设有两支避雷针时，二者之间273、的距离不宜小于30m，且不超过避雷针有效高度的15倍；避雷针及其接地装置与道路或出入口的距离不小于3m ；防雷接地装置与电力设备接地装置的要求大致相同；为防止跨步电压伤人，建(构)筑物防直击雷的接地电阻不应大于10。10.3.12 其他危害的安全防范措施 电解槽之间，留有足够宽的安全过道和操作安全距离。 厂房的自然采光和照明满足建筑采光设计标准的要求。 正常照明因故熄灭会引起人身或设备事故的场所，设有自动事故照明。 在重要的车间电源为双电源。车间及厂区道路的照明按建筑照明设计标准进行设计，保证生产、行人及行车安全。 电解、铸造等重要车间均设有采光照明并另设有事故照明和检修照明。 厂内道路主干道274、均为双车道，满足消防车安全行驶和进行消防作业。电解车间四周均设有道路，当发生火灾时，消防车可到达车间周围。在厂区主要道路及交叉路口设有消火栓，为保证供水安全，管网设计为环状，可满足消防给水要求。 厂区道路人货分流，厂区主要干道转弯半径达到9.0m，以保证运输安全，道路两侧还设有照明装置。 凡易发生事故、危及安全和职业健康的地方或设备，均设置安全标志，设置涂有安全色的防护物或在建构筑物及装置上涂安全色，必要的地方注明使用方法，并设有安全疏散通道。 对易燃、易爆品及化学药品，设计上考虑了专门的保护措施：即隔离存放以及应急的消防措施，另外设有安全疏散通道。 根据各生产车间、库房等危险或危害因素不同的275、特点，设置有各种警示标志和警示牌。 在容易发生事故或危险性较大的和有必要提醒人们注意安全的场所(部位)，根据GBl6179-96安全标志使用导则使用安全标志。 厂区内各场所(车间)，按消防安全标志GBl3495-92向公众表明消防安全标志。 对于工业生产中的气体和液体的输送管路，按GB723187工业管路的基本识别色和识别符号予以标识管内流体种类和状态。 加强电解车间自然通风，减少电解槽辐射热对工作的影响，同时加强个体防护，在适当位置配备冷饮。 压缩气喷射形成动力性噪声、多功能机组工作时产生噪声，在喷射口设置消声装置，加强个体防护。 减少暴露在电磁辐射中的时间，加强个体防护，避免人员长时间处在276、电磁场中受到电磁辐射10.3.13安全管理机构按照国家有关规定，项目设置安全生产管理部门，主要负责全厂的安全生产管理工作及日常监测工作，组织或配合完成生产安全隐患的调查和监督任务，并进行综合防治研究等项工作。10.4工业卫生10.4.1工业卫生技术措施电解生产过程中对人体产生的主要危害因素是氟化物。本工程在工业卫生设计中严格执行国家有关条例及标准，采用成熟的技术措施对上述各有害物进行积极治理，其治理措施如下：(1) 提高装备水平，尽量减少原材料及半成品的倒运，使操作人员少接触污染源。(2) 提高控制水平，各工序中多处设置可进行遥控的操作系统。(3)对于产生振动的设备采取将设备安装防震地基上或操277、作岗位与振动源隔离等措施。 (4) 设计根据各污染源散发污染物种类不同，采取分项治理的措施，使处理后排放的烟气中污染物指标达到或低于国家标准。(5) 对有关工序产生的生产性粉尘，采用加强设备的密封性能和各类除尘设备除尘。(6) 电解车间采用高大天窗以利通风换气，保证了车间工作地带环境卫生符合国家标准。操作岗位达不到要求时，采取局部送风降温。高温车间设有休息室。(7) 电解槽大面设有带通风格子板的地沟盖板，厂房设计采用二层结构，以利于加强厂房的自然通风和散热，改善工人的劳动条件。(8) 粉状物料采用管道气力输送，以防粉尘扬散污染环境，危害作业工人。(9) 对于电解烟气，采用氧化铝吸附“干法”净化278、措施进行治理，使处理后排放的烟气中污染物指标达到或低于国家标准。(10) 电解槽采用大型预焙槽，提高了自动化和机械化水平，减少了槽罩开启率，减少了散发到车间工作环境中的污染物量，有效改善了车间工作地带的卫生环境。10.4.2其他工业卫生保障措施（1）设备选型时应尽量选用噪音值低的设备。噪声较大的设备尽量设置于厂区边缘或中部的厂房内，并采用安装消声器或包扎吸声材料消音、设备基础防振、减振和厂房隔声等减噪措施，以减少噪声污染。空压机站等应设隔音值班室，对在噪声较大的岗位上工作的人员，应配备耳塞、耳罩等防护用具，并适当减少连续工作时间。（2）设置安全生产办公室、卫生室及沐浴室；各车间、工段设值班室、279、休息室、卫生间等设施，以便于职工休息及提供必要的方便；定期对职工进行身体检查。（3）按国家有关规定，须定期给职工发放必要的劳动保护用品；对火法冶炼及其他有毒、有害岗位职工发放保健津贴；注意保护女职工的身心健康，如对育龄妇女进行身体检查，保证产假90天，对哺乳期的妇女，在每班劳动时间内给予两次哺乳时间等。（4）完善的安全卫生管理制度，配备专职人员负责安全卫生日常管理工作。定期组织职工学习安全卫生知识，加强对职工劳动安全、卫生知识的宣传、教育工作。随时检查安全卫生设施的使用情况和安全卫生措施的落实情况，做到防范于未然。发现问题，应立即报告和处理，做到将事故的隐患消灭于萌芽状态。10.5安全卫生及设280、施的评价本工程设计对于安全与卫生防范方面给予了充分的重视，其防范措施是依照国家有关的规范、标准设计的，如在安全卫生设施的防范上，对生产安全、防尘、防火和消防等各方面按不同的要求，采取了有效措施，满足了国家卫生标准与安全规范的要求。全厂设计了较大面积的绿化林及绿化带，绿化系数大于15.96，它将对改善厂区环境起到积极的作用。10.5.1厂址选择与总平面布置检查评价对*公司环保节能升级改造翻番工程厂址与总平面布置的评价主要以厂址选择与总平面布置安全检查表的方式进行。10.5.2编制检查表依据建筑设计防火规范GB500162006；有色金属工厂安全卫生设计暂行规定；生产设备安全卫生设计总则GB508281、3-99。10.5.3安全检查对*环保节能升级改造翻番工程厂址与总平面布置的安全检查表见表10-1所示。表10-1 厂址与总平面布置检查表检查内容及要求依据标准实际检查情况结论1.地方公路、地区架空电力线路、区域排洪沟不宜穿越或通过厂区。建筑设计防火规范、生产设备安全生产设计总则、有色金属工厂安全卫生设计暂行规定厂区无电力线路及区域排洪沟穿越。符合2.厂址的选择应全面考虑建设地区的自然环境和社会环境，认真对拟建地区的地形测量、工程地质、水文、气象、区域规划等基础资料，进行多方论证、比较，选定技术可靠经济合理，交通方便、符合环保和安全卫生要求的建设方案同上符合标准要求符合3.冶金企业之间、冶金企282、业与其它工矿企业、交通线站、港埠之间的距离应符合安全卫生、防火规定。同上符合标准要求符合 4.厂址的选择充分考虑地震、软地基、湿陷性黄土、膨胀土等地质因素以及飓风、雷暴等气象危害，并采取可靠技术方案，避开断层、滑坡、泥石流、地下溶洞等地区同上符合标准要求符合5.厂址的选择应不受洪水、潮水和内涝的威胁，凡可能受江、河、潮、海或山洪威胁的冶金企业场地高程设计，应符合国家防洪标准的有关规定，并采取有效的防洪、排涝措施同上符合标准要求符合6.厂址应避开新旧矿产采掘区、水坝（或大堤）溃决后可能淹没地区、地方病严重流行区、国家及省市级文物保护区，生态环境保护区、野生动物保护区等并与航空站、气象站、体育中心283、文化中心保持有关标准或规范所规定的安全距离同上公司厂区无矿产采掘区、无水坝、无地方病严重流行区、无国家及省市级文物保护区，无生态环境保护区、无野生动物保护区、无航空站、无气象站、无体育中心、无文化中心。符合7散发有害物质的工业企业厂址不应位于窝风地段同上符合标准要求符合8.厂址应选择在有得同邻近工业企业和依托城镇生活设施等方面的协作。同上符合标准要求符合9.工厂总平面,应根据工厂的生产流程及各组成部分的生产特点和火灾危险性,结合地形、风向等条件，按功能分区集中布置同上工厂总平面按功能分区集中布置。符合10.采用架空电力线路进出厂区的总变配电所，应布置在厂区边缘同上符合标准要求符合11.变电所284、的布置应符合下列要求：（1）靠厂区边缘地势较高的地段；（2）便于高压线的进线和出线；（3）避免设在有强烈振动的设施附近；（4）避免布置在多尘、有腐蚀性气体和有水雾的场所。同上符合标准要求符合 12.企业总平面的分区应按照厂前区内设置行政办公用房、生活福利用房；生产区内布置生产车间和辅助用房的原则处理，产生有害物质的工业企业，在生产区内除值班室、更衣室、洗澡室外，不得设置非生产用房。同上企业总平面的分区厂前区内为行政办公区、生活福利区。生产区内无非生产用房。符合 10.5.4检查结论*公司环保节能升级改造翻番工程厂址与总平面布置符合国家有关标准要求。10.5.5评价结论从以上自然概况和厂址选择与285、总平面布置安全检查表的检查结果可以看出，*公司环保节能升级改造翻番工程厂址选择和总平面布置符合国家有关标准要求。从总体评价结果看，我们认为：（1）该工程评价范围内生产工艺、生产设备、生产设施、安全控制措施和安全管理基本符合安全要求。（2）针对本次安全设计，设计在安全生产方面增大了投入力度，不断引进新技术、新设备，达到本质安全；在管理方面自觉遵守国家有关的安全生产法律法规、加强从业人员的安全培训教育，就能实现安全生产的目标。10.6消防设计10.6.1设计依据（1）中华人民共和国消防法(2009年5月1日实施)（2）建筑设计防火规范(GB500162006) （3）室外给水设计规范(GB5001286、3-2006)（4）建筑灭火器配置设计规范 (GBJ1402005)（5）火灾自动报警系统设计规范（GB50116-98）10.6.2总图消防设计10.6.2.1规模及功能分区*公司环保节能升级改造翻番工程总平面布置按年产150kt/a电解铝的规模设计。工程按其使用性质，分为四个功能区，分别是：电解生产区，主要有电解车间、供电及整流等生产设施，布置在新建厂区的东南侧；炭块仓库和阳极组装车间布置在新建厂区的西南侧；重熔铝锭铸造车间和露天堆场布置在新建厂区中部；综合维修车间、电解计算站、槽上部修理车间和槽大修车间布置在新建厂区北部。10.6.2.2消防道路厂区道路根据运输需要和消防要求进行设计，主287、要道路呈环状布置。厂区道路能通达到每一幢建筑物内部或附近。主要道路路面宽度为12.00m，次要道路路面宽度为9.00m，车间引道路面宽度不小于4.00m，净空高度大于或等于5.00m，均能满足消防车的通行要求。消防车现有出入口有两个，分别在厂区北侧和东北侧，有路面宽度916m的对外道路与厂外道路相接，本次设计考虑在厂区西北边新增西部出入口和工业园区规划道路连接，满足消防车出入及超车需要。10.6.2.3防火间距在本工程总平面布置的防火设计中，主要是根据建筑设计防火规范（GBJ16-87）进行设计。建筑物之间的距离均等于或大于10.00m，符合规范的规定。10.6.2.4室外移动消防本工程不自建288、消防站，室外移动消防由蒙自、大屯工业园区配套的消防站负责。10.6.3建筑消防本工程新建建构筑总面积约14.65万m2，建筑物包括单层、多层砖房，单层、多层工业厂房等。本工程建筑结构均为砖砌体结构和混凝土及钢结构，围护结构为砖墙或压型铝板，无易燃木结构。按照规定，丁、戊类厂房可采用无保护层的金属结构。生产的火灾危险性类别根据建筑设计防火规范（GB500162006）的规定确定。本工程的生产车间按生产的火灾危险性分类，大多为丙、丁、戊类；配电室、变电整流所等建构筑物防火等级为I级，其余构建筑物耐火等级按II级设防。根据建筑物不同的火灾危险性类别，设计中分别执行防火规范中有关安全疏散、耐火极限等规289、定，并设置相应的消防设施。10.6.4消防给水设计10.6.4.1室内消防给水系统厂区内倒班房及办公楼需设置室内消防给水系统，倒班房建筑物体积约为12000m3，根据建筑设计防火规范，室内消防水量为15l/s，火灾延续时间2h，一次火灾灭火用水量108m3贮存于消防水池中。室内消防给水系统采用临时高压系统，消防用水存于循环泵站冷却水池中，10分钟的消防用水量存于倒班房屋顶水箱（9m3）中，由消防水池、消火栓消防泵、屋顶水箱、环状消防管网、室内消火栓箱、室内消防水泵接合器等组成。平时由设于倒班房屋顶的消防水箱进行稳压，火灾时，启动消防泵房内的XBD5.6/15-80L型消防水泵（Q=54m3/h290、 H=56m N=15kW，两台，一用一备）进行灭火。室内消火栓箱布置保证两股水柱同时到达室内同一地方，间距30m，均采用带消防卷盘的消火栓箱。室内消防管网在水平方向和竖直方向均形成环状。消防泵房的尺寸为5.44.2m，H=5.7m，为半地下式。考虑泵房内排水设1.01.01.4m集水坑及65QW40-10-2.2型潜水排污泵（Q=40m3/h， H=10m， N=2.2kW，一台）。消防水池尺寸为5.65.63.5m，有效容积为100m3。室内消防给水管道采用热镀锌钢管，有阀件处采用法兰连接，管径DN80的采用卡箍连接，管径DN80的采用丝扣连接。10.6.4.2室外消防给水系统本项目生产火灾危险性属丁戊类，耐火等级均为一二级，最大建筑物体积约为200000m3。根据建筑设计防火规范，室外消防水量为20L/s，火灾延续时间2h，一次火灾灭火用水量108m3。室外消防给水系统采用低压制，市政给水管网的水量和水压均可满足要求。火灾时，由市政管网供水。厂区内设DN150室外地上式消火栓24个，沿道路附近绿化带设置，消火栓距道路边的距离为12m，保护半径