5万吨电解铝（一系列）新型异型阴极、阳极电解槽节能技术改造项目可行性研究报告

5万吨/年电解铝（一系列）新型异型阴极、阳极电解槽节能技术改造项目可行性研究5万吨/年电解铝（一系列）新型异型阴极、阳极电解槽节能技术改造项目可行性研究报告XXXX有限公司5万吨/年电解铝（一系列）新型异型阴极、阳极电解槽节能技术改造项目可行性研究报告编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司高级工程师：高建目录1第一章总论11.1项目概要11.1.1项目名称11.1.2项目建设单位11.1.3项目建设性质11.1.4项目建设地点11.1.5项目负责人11.1.6主要建设内容21.1.7项目投资规模21.1.8项目资金来源21.1.9项目建设期限21.2项目单位基本情况41.3编制依据41.4编制原则51.5研究范围51.6主要经济技术指标61.7综合评价7第二章项目背景及必要性分析72.1项目提出背景82.2本次项目发起缘由92.3项目建设必要性分析92.3.1加快建设节约型社会步伐的需要92.3.2促进我国经济发展模式转变的迫切要求102.3.3促进我国电解铝行业节能降耗的需要102.3.4提升项目公司竞争力水平进一步壮大企业发展的要求112.3.5带动技术进步促进相关产业链发展的需要112.4项目可行性分析112.4.1政策可行性122.4.2市场可行性122.4.3技术可行性132.4.4管理可行性132.5分析结论14第三章行业市场分析143.1我国电解铝行业发展趋势分析173.2我国铝工业发展重点分析183.3资源节约的意义分析193.4电解铝行业节能减排意义分析203.5市场分析结论22第四章项目建设条件224.1地理位置选择224.2区域投资环境224.2.1区域位置224.2.2区域气候条件224.2.3区域地形条件224.2.4区域资源条件234.2.5区域交通区位条件24第五章总体建设245.1土建方案245.2工程管线布置方案245.2.1给排水255.2.2供电28第六章高效节能技术改造方案286.1主要技改内容286.2项目技改预期目标286.3技术改造关键技术方案286.3.1新型阴极电解槽技术简介306.3.2非对称开槽阳极技术简介316.3.3项目技术改造内容326.3.4主要生产装置336.3.5本次节能技改项目工艺原理及特点406.4主要技改原材料消耗43第七章节能措施437.1设计采用的节能依据437.2主要节能措施437.2.1节电措施447.2.2节水措施447.2.3采暖通风节能措施447.2.4其他节能措施447.3企业节能管理457.4项目节能效果评价47第八章环保措施478.1环保设计采用的环境保护标准478.2主要污染源防治措施488.3绿化措施488.4环境管理与监测机构49第九章劳动安全卫生499.1编制依据499.2概况509.3劳动安全与卫生509.3.1防雷电509.3.2防震509.3.3工业卫生519.4安全卫生机构519.5预期效果评估52第十章组织与劳动定员5210.1项目劳动定员5210.2激励和约束机制5310.3人力资源管理5310.3.1员工来源5310.3.2福利待遇54第十一章项目实施规划5411.1建设工期的规划5411.2建设工期5411.3实施进度安排55第十二章投资估算与资金筹措5512.1投资估算依据5512.2投资估算5512.2.1投资估算范围5512.2.2总投资估算6012.3资金使用和管理61第十三章经济效益与社会效益评价6113.1项目经济效益及节能效益评价6113.2社会效益评价结论63第十四章风险分析及对策6314.1政策风险及其对策6414.2经营管理风险及其对策6414.3财务风险及其对策6514.4技术风险66第十五章招标方案6615.1招标管理6615.2招标依据6615.3招标范围6715.4招标方式6715.5招标程序6815.6评标程序6815.7发放中标通知书6815.8招投标书面情况报告备案6815.9备案69第十六章结论与建议6916.1结论6916.2建议第一章总论1.1项目概要1.1.1项目名称5万吨/年电解铝（一系列）新型异型阴极、阳极电解槽节能技术改造项目1.1.2项目建设单位XXXX有限公司1.1.3项目建设性质技改项目1.1.4项目建设地点本项目建设地1.1.5项目负责人陈震1.1.6主要建设内容本次5万吨/年电解铝（一系列）新型异型阴极、阳极电解槽节能技术改造项目主要建设内容：1、90台电解槽异型阴极和非对称开槽阳极电解槽阳极碳块制作与加工；2、90台电解槽电解工艺优化；3、电解槽内外保温衬结构改造。1.1.7项目投资规模本次5万吨/年电解铝（一系列）新型异型阴极、阳极电解槽节能技术改造项目总投资为4030.90万元，其中固定资产投资3930.90万元（主要包括设备购置费用3722.90万元，安装工程108.00万元，其他费用为100.00万元），以及铺底流动资金为100.00万元。项目节能技术改造项目实施完成后，按目前公司电解铝年产量5万吨计，可使企业达到实际吨铝节电1200.0kwh/t.Al，全年节电6000万kwh，电价按0.5元/kWh计，每年新增经济效益3000万元；可节标煤21600吨，电厂可减排CO254000吨。项目总投资4030.90万元，则项目投资资金在0.74年即可收回。因此，项目实施有着较好的节能效益、经济效益和社会效益。1.1.8项目资金来源本次项目总投资资金4030.90万元人民币，全部由项目企业自筹。1.1.9项目建设期限本项目建设从2015年2月至2016年2月，工期共计1年；2016年2月技改结束投入生产运营。1.2项目单位基本情况1.3编制依据《中华人民共和国国民经济和社会发展“十二五”规划纲要》；《战略性新兴产业发展“十二五”规划》；《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》；《铝工业“十二五”发展专项规划》《贵州省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》；《产业结构调整指导目录(2011年本)2013年修订版》；《建设项目经济评价方法与参数及使用手册》（第三版）；《工业可行性研究编制手册》；《现代财务会计》；《工业投资项目评价与决策》；项目公司提供的发展规划、有关资料及相关数据；国家公布的相关设备及施工标准。1.4编制原则（1）充分利用企业现有基础设施条件，将该企业现有条件（设备、场地等）均纳入到设计方案，合理调整，以减少重复投资。（2）坚持技术、设备的先进性、适用性、合理性、经济性的原则，采用国内最先进的产品生产技术，设备选用国内最先进的，确保产品的质量，以达到企业的高效益。（3）认真贯彻执行国家基本建设的各项方针、政策和有关规定，执行国家及各部委颁发的现行标准和规范。（4）设计中尽一切努力节能降耗，节约用水，提高能源重复利用率。（5）设计中注重环境保护及节能降耗，在建设过程中采用行之有效的环境综合治理措施。（6）注重劳动安全和卫生，设计文件应符合国家有关劳动安全、劳动卫生及消防等标准和规范要求。1.5研究范围本研究报告对企业现状和项目建设的可行性、必要性及承办条件进行了调查、分析和论证；对加强环境保护、节约能源等方面提出了建设措施、和建议；对工程投资、经济效益、节能效益及社会效益等进行计算分析并作出总的评价；对项目建设及运营中出现风险因素作出分析，重点阐述规避对策。1.6主要经济技术指标项目节能技术改造后节能经济指标情况表 项目名称 单位 数据和指标 主要指标 总投资资金 万元 4030.90 其中：建筑工程 万元 0.00 设备及安装费用 万元 3830.90 其他费用 万元 100.00 预备费 万元 0.00 铺底流动资金 万元 100.00 主要数据 年节约能耗 吨标煤 21600.00 年新增经济效益 万元 2100.00 年新增税金 万元 2720.00 年节电 万度 6000.00 年可减排二氧化碳 吨 54000.00 年可减排二氧化硫 吨 16.20 年可减排碳粉尘 吨 14688.00 年可减排氮氧化物（NOX） 吨 810.001.7综合评价本项目重点研究“5万吨/年电解铝（一系列）新型异型阴极、阳极电解槽节能技术改造项目”的设计与建设，该项目的建设将采用采用新型电解槽阳极、阴极改造工艺技术路线，完成90台电解槽异型、阴阳极结构改造，同时完成相应电解质工艺优化的辅助生产系统改造工作。本次技术改造项目按目前公司电解铝年产量5万吨计算，则改造后可达到实际吨铝节电1200kwh/t.Al，全年节电6000万kwh，电价按0.5元/kWh计，每年新增经济效益3000万元；可节标煤21600吨，电厂可减排CO254000吨。项目公司致力于能源系统优化、工艺开发、环境保护，旨在以技术、经济的手段提高资源利用效能、改善生态环境。本次项目的实施符合我国国民经济可持续发展的战略目标。对项目建设地乃至我国的经济发展起到很大的促进作用。因此，本项目的建设不仅会给项目企业带来更好的经济效益，还具有很强的节能效益及社会效益。所以，本项目建设非常必要且十分可行。第二章项目背景及必要性分析2.1项目提出背景节约资源和保护环境是中国的一项基本国策。我国政府把建设资源节约型、环境友好型社会放在工业化和现代化发展战略的突出位置。资源节约是减少污染物排放，改善环境，促进可持续发展的有效途径。我国废弃物排放水平大大高于发达国家，每增加单位GDP的废水排放量比发达国家高4倍，单位工业产值产生的固体废弃物比发达国家高10多倍。污染物排放量与资源利用水平高低密切相关，节约资源，就可以减少污染物排放。据测算，我国能源利用率若能达到世界先进水平，每年可减少3亿吨标准煤的消耗，这将使大气环境质量得到极大改善。资源节约也是发展循环经济的内在要求和必由之路。循环经济是以资源的有效利用和循环利用为基本特征的经济发展模式，它是相对于传统经济而言的。传统经济是以“资源—产品—废弃物—污染物排放”单向流动为基本特征的线性经济发展模式，表现为“两高一低”，即高消耗、低利用、高污染，是不利于可持续发展的模式。而循环经济是以“资源—产品—再生资源—产品”为特征的经济发展模式，表现为“两低两高”，即低消耗、低污染、高利用率和高循环率，使资源得到充分、合理的利用，把经济活动对自然环境的影响降低到尽可能小的程度，更有效地利用资源和保护环境，以尽可能小的成本，获得尽可能大的经济效益和环境效益，是符合可持续发展原则的经济发展模式。可见，节能减排是企业实现可持续发展的必然选择。是节能减排的重点领域，节能减排工作不只是一个经济问题，从某种意义上说，这关系到企业的生存，因为大多企业都位于环境要求相对敏感并持续提高的城市附近。推进节能减排工作、确保环境友好也是企业的社会责任，是企业可持续发展的需要。2.2本次项目发起缘由当前“节约资源和环境保护”已经成为我国的基本国策，是推进经济结构调整的首要任务和突破口，党的十八大中明确指出：生态文明是人类社会文明的高级状态，不是单纯的节能减排、保护环境的问题，而是要融入经济建设、政治建设、文化建设、社会建设各方面和全过程；我们的目标应该是建设既富强又美丽的中国，不仅要增加GDP，也要提高人民生活质量，拥有健康，这就要有清新的空气、清洁的水、茂密的森林、广袤的草原。建设美丽中国，应该是社会主义的基本特征，是社会主义现代化建设的目标之一。走新型工业化道路，降低能源资源消耗、减少环境污染是一项重要任务。企业既要发展还要降低消耗，保护环境，既有社会发展的任务又要承担社会进步的责任，这是关系到企业未来可持续发展的大事。XXXX有限公司现有240kA级小型铝电解槽180台。虽然与国内同级别的电解槽相比，玉隆铝业的主要技术经济指标如电流效率和吨铝直流电耗等并不落后，但与国内先进的大型铝电解槽相比却已经落后。因此，为响应国家加快铝工业结构调整的号召，以及促进行业持续协调健康发展和节能减排目标的实现，玉隆铝业根据国家有关法律法规和产业政策，在不增加总产能的前提下，对现有生产工艺技术进行节能技术改造，采用电解铝新型异型阴极、阳极电解槽节能技术改造。玉隆铝业经过节能技术改造后，电解槽用电指标与改造前相比将会大幅提升，达到国内一流。因此，玉隆铝业经过节能技术改造后，不但可以实现大幅度节约电能，提高效率，还可以有效减少氟化物和温室气体的排放，进而将对环境的影响降到最低。同时，通过技改项目的实施，可使项目企业达到实际吨铝节电1200.0kwh/t.Al，全年节电6000万kwh，电价按0.5元/kWh计，每年新增经济效益3000元；可节标煤21600吨，电厂可减排CO254000吨。可见，本次项目建设具备一定的发展空间，并具有较好的环境效益。项目实施将为项目方带来较为可观的经济效益与社会效益。2.3项目建设必要性分析2.3.1加快建设节约型社会步伐的需要我国人均能源占有量远低于世界平均水平，能源供给不足已经成为我国经济可持续发展的严重制约因素。为了切实有效地加强能源管理，节约能源和降低生产成本，建立和推行科学规范的能源管理体系，是行之有效的途径。对我国节能目标的实现，建设节约型社会及可持续发展都具有重要意义。随着我国国民经济和社会经济的快速发展，能源问题和环境保护的问题再一次成为制约国民经济可持续发展的首要问题。因此，开展企业高效节能技术改造是我国落实节约资源的基本国策，是建设资源节约型和环境友好型社会的一项重要任务，也是很多企业调整结构、提高经济效益的新的经济增长点。2.3.2促进我国经济发展模式转变的迫切要求近年来，我国经济快速发展，GDP每年以10%左右的速度增长。然而，我国的经济发展还没有摆脱传统经济模式的束缚，即高强度的资源消耗。循环经济把资源开发的重点转向废弃物资源的再生利用，确立了新型的资源和原材料供应渠道，从而突破了传统工业经济的资源仅指自然资源的旧理念，再生资源成为资源循环的新起点，而再生资源产业则成为循环经济的重要组成部分。为了保障我国的资源供给安全，实施可持续发展战略，就必须重新认识循环经济赋予再生资源新的内涵，以及再生资源产业在资源战略中的地位，大力发展再生资源产业，以实现资源的永续利用。2.3.3促进我国电解铝行业节能降耗的需要 根据铝工业“十二五 ”规划，“十二五 ”末铝锭综合电耗要降至13300千瓦时/吨以下，在艰巨的节能减排任务和低成本竞争的双重挤压下，铝行业的技术创新将迎来新的发展高峰。长远来看，技术创新的方向主要围绕以下几方面：低碳、低能耗、低污染、长寿命和高效的绿色冶炼技术，关键铝装备的国产化和智能化，铝产品中间产物、附属产物和废物的循环高效利用，铝土矿替代物产业化和高强、高损伤容限铝合金材料开发等方面。我国电解铝工业历经30多年发展，逐步成为重要的基础产业，但由于生产过程中耗电高，历来被称为“高耗能产业”，也是国家重点调控的产业之一。因此，研究开发新型高效节能技术是电解铝工业节能降耗的发展方向，也是世界铝工业共同面对的重大技术难题。本次新型异型阴极、阳极电解槽节能技术改造项目实施完成后，按目前公司电解铝年产量5万吨计，可使企业达到实际吨铝节电1200.0kwh/t.Al，全年节电6000万kwh，电价按0.5元/kWh计，每年新增经济效益3000万元；可节标煤21600吨，电厂可减排CO254000吨。项目实施在满足企业节能降耗的同时，可带动行业技术进步，实现行业节能减排可持续发展的需要。2.3.4提升项目公司竞争力水平进一步壮大企业发展的要求如今，现代工业企业已形成共识，在现代工业企业，尤其是高耗能、高污染工业企业的生产工艺中，利用先进的节能设备，实现高度高效节能的自动化和最优工艺控制，可以大大降低能源和资源消耗，改善环境。高效节能术改造也是在我国资源、能源严重缺乏的情况下推动工业现代化、信息化、国际化进程的重要途径。本项目是在响应国家节能减排的号召下进行电解铝新型异型阴极、阳极电解槽节能技术改造，将使改造后的电解槽各主要技术经济指标与改造前相比大幅度提升，进而达到国内一流。因此，本次“5万吨/年电解铝（一系列）新型异型阴极、阳极电解槽节能技术改造项目”顺应了我国当前节能减排事业的发展潮流，提升企业自身竞争力水平，壮大企业发展能力，促进项目企业健康、稳定发展。可见本次项目的建设是项目公司长远战略规划中极为重要的一环，关系着企业未来的发展能量，因此本次项目的提出适时且必要。2.3.5带动技术进步促进相关产业链发展的需要项目实施将为电解铝行业带来全新的高效节能技术，从而为行业带来节能示范，促进行业技术进步以及健康可持续发展进程。此外，项目的实施可带动电解铝上下游产业的发展，为提高我国综合国力产生巨大而深远影响，对于搞活国民经济、增加国民收入、提高国民生活水平有着非常重要的意义。综合以上因素，本项目建设十分必要。2.4项目可行性分析2.4.1政策可行性《铝工业“十二五”发展专项规划》中指出：（六）加快企业技术改造，支持铝工业运用先进适用技术和高新技术，以质量品种、节能减排、环境保护、两化融合等为重点，对现有企业生产工艺及装备进行升级改造，提高企业技术装备水平。重点推广低品位铝土矿生产氧化铝高效节能技术、氧化铝生产过程余热回收利用技术，新型阳极、阴极结构铝电解槽等低电压高效铝电解技术，电解铝液直接制备合金锭坯等短流程加工制造技术等。《节能减排“十二五”规划》提出：到2015年，全国万元国内生产总值能耗下降到0.869吨标准煤，比2010年下降16%。“十二五”期间，实现节约能源6.7亿吨标准煤。同时，特别明确了“十二五”节能减排的十项重点工程，根据规划，将有2.366万亿投资投向上述领域。该项目的建设符合《产业结构调整目录（2011年本）》第三十八项环境保护与资源节约综合利用第23条节能、节水、环保及资源综合利用等技术开发、应用及设备制造。可见，本次“5万吨/年电解铝（一系列）新型异型阴极、阳极电解槽节能技术改造项目”属于国家鼓励项目，具备政策可行性。2.4.2市场可行性当前，我国能源利用仍然存在着利用率低、经济效益差、生态环境压力大的主要问题，节能减排，提高能源综合利用率，是解决我国能源问题的根本途径，处于优先发展的地位。“十二五”乃至“十三五”时期是我国经济社会发展的重要战略机遇期，经济增长的能源资源和环境约束日益强化，工业领域一直是节能工作的重点和难点，对确保完成节能减排约束性目标具有重要意义。企业实施高效节能技术改造可使得企业降低能源成本，提升经济效益，增强节能及社会效益，可使得企业提高市场占有率，提升企业市场竞争力水平。。2.4.3技术可行性本次项目建成后将紧跟国内国际先进技术发展脚步，不断缩短技术更新周期，对生产各环节进行全程质量控制，确保本项目技术水平的先进地位。项目公司将始终以高科技为先导、以品牌产品为龙头的高技术含量型、高效益型和低消耗型的经济结构与国内外市场接轨，加速公司市场化、国际化、现代化进程。立足国内，放眼国际市场，力争在更大规模更高层次上开展国际经济技术交流与合作。2.4.4管理可行性项目公司为实现跨越发展，公司坚持“科技领先，管理高效”的指导思想，不断加快企业科技开发步伐，提升公司管理水平。本项目将根据项目建设的实际需要，专门组建机构及经营队伍，负责项目规划、立项、设计、组织和实施。在经营管理方面将制定行之有效的各种企业和人才激励制度，确保本项目按照现代化方式运作。2.5分析结论本项目的建设符合国家的产业政策，有当地政府、各相关部门的支持，按国家基本建设程序进行实施，项目符合当地产业规划及产业布局建设要求，节能技术设计可靠合理，是一项具有良好的社会效益和经济效益的项目。综合以上因素，本项目建设可行，且十分必要。第三章行业市场分析3.1我国电解铝行业发展趋势分析自2001年取代美国成为最大的电解铝生产国以来，中国铝工业的发展由“快车道”进入“飙车道”，一路狂奔之下，到2013年，中国电解铝、氧化铝产量占到全球总产量的44%、42%，产能更是抢下全球总产能的半壁江山。与大干快上相随相伴的，是产能严重过剩，竞争空前惨烈，产品售价与成本倒挂，行业景气指数进入漫长的“冰川时期”。电解铝行业发展趋势一、铝行业机遇犹存据统计，未来20年乃至更长时期，铝的发展仍处在重要战略机遇期。首先，中国经济的发展是中国铝工业发展的坚实基础。中国铝消费的增长与中国经济的增长密切相关，过去10年，全国GDP增长率平均达到9.8%，而全国电解铝消费的平均复合增长率高达17.1%，后者是前者的1.75倍。即便未来中国经济进入换档期，按照中高档增速7%计算，原铝消费的增长率也在12%以上。党中央提出了“两个百年”的奋斗目标，在这一目标的指引下，全面深化改革、新型城镇化和工业化的推进，都为中国经济持续增长提供了强劲的动力。其次，铝的市场空间依然宽广而持久。在中国铝的消费结构中，建筑、交通是消费铝的两个最大行业，合计占铝的总消费量60%以上，而这两大行业恰恰是城镇化最大的受益行业。中国目前的城镇化率为53%，要提升到75%以上，至少还要付出20年的努力，这意味着对铝消费的强劲拉动至少会持续20年以上。电解铝行业发展趋势二、西进趋缓过去10年，我国11次上调电价，电解铝用电成本从占铝冶炼总成本25%上升到40%以上，最高时占到总成本50%。如此之高的用电成本，严重扭曲了电解铝的竞争格局，使得电价成为了决定电解铝竞争力的唯一因素。因此，近年来，电解铝的投资主体纷纷“走西口”，将资本投向西部地区以占领电价洼地。统计数据显示，2010年以来，国内电解铝产能增量90%以上在西部地区，电解铝的西进大潮以不可阻挡之势奔腾而去，就此刷新和重构了电解铝的分布格局。最新数据表明，2014年前7个月，新疆电解铝产量达到227.5万吨，一举取代河南成为中国电解铝第一生产大省。然而，电解铝的西进，在充满诱惑的同时，也充满隐忧。首先是环境的承载能力有限。西部地区生态非常脆弱，电解铝冶炼污染带来的影响，要远远高于中东部地区。一旦生态遭受破坏，造成的危害将是灾难性的，恢复起来极其艰难，甚至永远无法修复，尤其是那些江河源头受到污染，会直接影响到下游流域，影响到子孙后代。其次是运输成本高。一般情况下，生产1吨铝，运输的吞吐量在4吨左右。西部地区远离原料供应地，也远离市场，生产原料和产品都需要从中东部地区远距离运送，生产和销售每吨铝的运输成本在1700元以上。第三是运力受制约。拿新疆来说，目前从新疆至内地只有一条铁路线，在产量不大的情况下，运力尚有些吃紧，一旦产量增大，特别是遇到棉花运输高峰，将会出现“铝棉”互抢车皮的现象，在冬季封冻条件下运力下降情况就更严重了。还有人力资源问题，西部省份尤其是新疆技术工人缺少，从中东部调人不仅困难而且成本激增。在这些因素的共同作用下，西部地区电价优势被抵消后发展电解铝的优势并不如想象的那样明显。事实正是如此，西部地区电解铝新生产线形成的速度以及投产后的效益远低于预期。电解铝行业发展趋势三、“西进”“东退”加速电解铝“西进”“东退”，这是不可逆转的市场行为。试想，在目前条件下，如果西部（A）电价在0.3元以内，中东部（B）电价在0.5元以上，那么，在西部地区和中东部地区生产一吨铝，仅电力成本就相差2800元，即便西部的铝加上1700元运输费，也还有1100元的成本优势。具体说来，当A生产铝的完全成本为13550元/吨时，B生产铝的完全成本为14650元/吨，在电解铝售价为14000元/吨时，A仍能盈利450元/吨，B则亏损650元/吨，市场竞争的结果，一定是低成本产能A淘汰高成本产能B。经过两年的等待观望和苦苦支撑，高成本生产线再也亏损不起，目前已有近500万吨电解铝产能关停，像貔貅那样只吃不拉的电解铝“西进东不退”现象已不复存在，电解铝“东退”的多米诺骨牌效应正在显现。电解铝行业发展趋势四、向海外转移产能据分析，向海外转移产能，这是国际上治理产能过剩的一种通行做法。这种做法在“十三五”时期和之后会风生水起，成为中国铝工业发展一道新的风景线。首先，资源制约必须外移。目前的情况是，我国用占全球不到3%的铝土矿资源支撑着超过全球总产能50%的电解铝、氧化铝生产，这种情况既不正常也不可持续。2014年，中国进口铝土矿7152万吨，对外依存度远超石油、铁矿石，对铝产业的平稳、可持续运行带来严重威胁。而全球铝土矿储量非常丰富，资源量达550亿～750亿吨，足够开采300年。因此，铝土矿产能和氧化铝产能向海外转移是必然选择。其次，过剩产能需要外移。国务院《关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见》提出的“四个一批”中，就有“走出去转移一批”。我国电解铝产能严重过剩，但我们的周边国家却严重短缺。比如越南铝土矿蕴藏量排名世界第三，电解铝产能至今为零；印尼铝土矿产量巨大，电解铝产量却非常小；印度年度人均铝的消费量只有1千克，要达到世界平均水平7.2千克还有很大的差距。向这些国家转移电解铝产能，发展的空间非常大。第三，降低成本需要外移。电价已成为制约电解铝竞争力的主要因素。从全球视野来看，世界主要铝的生产国大都采用水电，电价在0.1元左右，比我国西部地区的电价还要低很多。因此，即便是我国西部地区的电解铝生产线也不具备国际竞争力，这也是我国电解铝为什么长期以来只进口不出口的原因之一。而中东国家虽然铝土矿匮乏，但能源富足，电价便宜，把我国的电解铝产能转移到那些地方，具有较大的成本优势。3.2我国铝工业发展重点分析节能减排工程目标：结合淘汰落后产能，到2015年力争完成1500万吨及以上电解铝技术改造，电解铝直流电耗降到12500千瓦时/吨及以下，年节约电力100亿千瓦时，氧化铝综合能耗降到500千克标煤/吨。电解铝电耗等主要技术指标居世界领先。主要内容：采用先进适用的新型阴极结构铝电技术、先进适用的氧化铝节能技术以及铝加工先进技术，对现有电解铝、氧化铝以及铝加工生产能力进行技术改造，提高产业技术装备水平，降低物耗和能耗，增加品种，改善质量。高精产品工程目标：掌握高端铝材核心关键技术，加速高端铝材产业化，延伸产业链，满足战略性新兴产业及国家重大工程需求。主要内容：按国家战略性新兴产业发展规划统一部署要求，依托优势企业、产业集聚区和重大项目，积极推进新技术产业化及规模化制造。重点发展航空航天用铝合金中厚板、高性能铝合金半固态坯料及零件，涡轮发动机压叶轮材料，6系汽车铝合金板，2系铝合金，7系列铝合金，铝锂合金，深冷设备用铝合金板材，高速列车和货运列车用大型铝材，可焊铝合金薄板，超高纯铝，高压阳极铝箔及深加工等项目等。依托铝加工企业，发展铝精深加工部件，鼓励生产加工一体化；在消费集中地，有序发展特色鲜明铝精深加工产业基地，为下游装备及制造业提供部件；积极发展新型建筑节能铝合金门窗等产品。布局优化工程目标：调整优化产空间业布局，提高产业竞争力，实现产业与资源、能源、环境、社会和谐发展。主要内容：建立和完善高电价地区电解铝产能退出机制，积极引导能源短缺地区电解铝产能向能源丰富的西部地区有序转移。逐步推进城市铝冶炼企业转型或环保搬迁。循环经济工程目标：按照减量化、再利用、资源化的原则，建设以提高资源产出效率和提高资源保障为目标的铝工业循环经济项目。到2015年，再生铝达到580万吨/年，赤泥综合利用和高铝煤炭资源开发利用实现规模化。主要内容：遵循循环经济理念，推行清洁生产，从源头和全过程控制污染物产生和排放，降低资源消耗。加强赤泥、电解槽废内衬以及高铝煤炭资源综合利用，提高资源综合利用水平。完善再生资源回收体系，推进再生资源规模化高效利用。3.3资源节约的意义分析我国正处于社会主义初级阶段，同时也是世界上最大的发展中国家。我国的人口大量增加、资源消耗过多、环境污染严重、生态平衡遭到破坏，这些严重制约着我国的经济可持续发展和人民生活质量的提高。面对人口、资源、环境方面的国情，我们在现代化建设中必须实施可持续发展战略。我国自然资源总量大、种类齐全，但人均占有量远远低于世界平均水平；自然资源分布不平衡，开发利用难度大、同时开发不尽合理、科学，资源浪费现象严重；资源利用率低，对外依赖程度强，制约着我国经济和社会的发展。可见资源节约的意义十分重要，主要表现在：第一、资源节约是缓解资源瓶颈制约，保障国家经济安全，实现全面建设小康社会目标的战略选择。第二、资源节约是减少污染物排放，改善环境，促进可持续发展的有效途径。第三、资源节约是提高经济增长的质量和效益，促进经济增长方式转变，增强企业竞争力的重要措施。第四、资源节约是发展循环经济的内在要求和必由之路。3.4电解铝行业节能减排意义分析我国电解铝工业历经30多年发展，逐步成为我国重要的基础产业，但由于生产过程中耗电高，历来被称为“高耗能产业”，也是国家重点调控的产业之一。要实现电解铝工业的健康发展，必须通过自主创新，实现电解铝技术的重大突破，闯出一条节能环保、绿色低碳的可持续发展新路子。生产电解铝的能耗取决于电解槽的电压和电流效率，电压每降低0.1伏，吨铝节电约320kWh；电解温度每降低10度，吨铝可节电约140kWh。但由于电解铝生产过程中磁场的强烈作用，使电解槽的工作电压很难降低；同时，由于难以找到适合工业使用的低熔点电解质材料，电解温度一直维持950度以上的高温。因此，研究开发电解槽节能新技术是电解铝工业节能降耗的发展方向，也是世界铝工业共同面对的重大技术难题。由于新型阴极结构电解槽阴极表面的凸起有这几种减波作用，使得电解槽阴极铝液面的波峰高度大大减低，电解槽的有效极距加大，才可以通过缩短极距来降低槽电压，最终使电解槽的大幅节电变为现实。另一方面，阴极铝液面波动的减少，建面的稳定性增加，也使得电流效率提高。开槽阳极对阳极过程的影响降低阳极过电压，节省电能：由于阳极底部的气体排出顺畅，可以降低阳极的过电压，从而可以起到节省电能的作用。可以降低阳极的实际电流密度，减少阳极效应的发生：由于阳极底部有很大一部分面积被气体覆盖，所以阳极底部的实际电流密度要大于阳极的表观电流密度，阳极开槽后，气体的顺利排出，可以增加电解质与阳极的接触面积，降低实际的阳极电流密度，减少阳极效应的发生。该成果对我国铝电解进一步节能减排具有重要意义，实现了铝钛硼系列合金生产过程形成的废弃物的资源利用个，该项目经济和社会效益显著。技术达到国家领先水平。电解铝新型异型阴极、阳极电解槽系列试验结果表明，电解铝新型异型阴极、阳极电解槽技术已形成具有自主知识产权的成熟专有技术，可以在全国推广。如果我国目前电解铝生产全部应用以上电解槽改造技术，在现有的电耗基础上降低800kwh/t.Al，按2014年，我国电解铝年产量2000万吨计，则年可节电387.64亿kwh，按电价0.5元/kwh计，每年经济效益可达193.82亿元，相当于年节标煤1395.50万吨，电厂可减排CO23488.76万吨。节能减排效益十分巨大。该技术在全国推广应用后将使我国铝电解工业生产技术和电耗指标位居世界领先水平，具有重大的推广意义和应用前景。3.5市场分析结论众所周知，能源是关系国计民生、与日常生活息息相关的大问题。但我国目前的能源利用模式和能源利用技术还不能适应经济社会快速发展的要求，供需矛盾日益突出，大力开展企业高效节能技术改造不失为可持续发展的一大战略途径。本次项目的建成可促进当地节能减排产业的发展，从而带动和促进当地国民经济的全面发展和社会进步。因此，本项目充分具备了国家、省、市社会经济发展的可持续性，实施是可行的、可靠的，节能效益、经济效益及社会效益均是十分可观的。第四章项目建设条件4.1地理位置选择本项目建设地址选定在贵州遵义市红花区坪桥循环经济型新材料生态工业基地（坪桥工业园）内。4.2区域投资环境4.2.1区域位置红花岗区是历史文化名城遵义的主城区，位于直辖市重庆和省会贵阳之间，北距重庆市251千米，南离贵阳市147千米，北纬27°33′-27°48′、东经106°41′-107°33′，处于黔北山原向黔中丘陵过渡地带。全区总面积624平方千米。4.2.2区域气候条件红花岗区属中亚带湿润季风气候区，受季风影响特别显著。年平均气温15.2℃，年平均降水量1094.2毫米。4.2.3区域地形条件地质基础复杂，地貌类型多样，境内有绵延起伏的中山和低中山山地、垄状起伏的丘陵、狭长的谷地、群山环抱的山间盆地、切割不深的河谷阶地。地势西北高、东南低，略呈阶梯状下降，湘江及其支流洛江灌流其间。海拔最高点为1400米，最低点为790米，平均海拔1000米左右，区中心丁字口海拔820米。4.2.4区域资源条件植物资源红花岗区境内有木本植物109科，407种，其中国家级保护树木18种，尤其以小板水景区天然南方红豆杉群落闻名。动物资源红花岗区境内有野生动物108种，其中国家级保护动物21种。 矿藏资源红花岗区有储藏量丰富的锰、铁、铝、硫、钼等资源，其中锰矿储量及品质位居中国前列。截至2012年，探明的锰矿储量1亿吨左右；镁矿储量8000万吨；铝土矿储量3亿吨；煤矿储量1.2亿吨左右，属优质无烟煤；钼镍矿储量500万吨；石灰石储量30亿吨，各镇均有分布；白云石矿储量2亿吨；硅石储量3000万吨以上。4.2.5区域交通区位条件项目所在地处于遵义市城区南面，距遵义市中心12km，205省道贯穿全境，与渝黔高速相距约6km，距贵阳市160km，重庆市320km。川黔铁路在工业园区西面穿过，工业园区距遵义火车货运站6km。交通运输十分便捷。第五章总体建设方案5.1土建方案本次高效节能技术改造项目利用厂区现有厂房，无需新建；只对现有电解槽设备进行技术改造更新，实现企业节能减排效果。5.2工程管线布置方案5.2.1给排水一、设计依据《建筑给排水设计规范（2009年版）》GB50015-2003《室外给水设计规范》GB50013一2006《室外排水设计规范[2011年版]》GB50014一2006《建筑设计防火规范》GB50016-2006《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005《自动喷水灭火系统设金卜规范》GB50084-2001二、给水设计A、水源本项目工程水源由市政自来水供水管网供给。引入管采用管径DN150。B、室内给水系统生活给水系统由市政自来水供水管网直接供水，水质符合生活饮用标准。给水管道采用PP一R给水管，热熔连接。消防给水系统设有室内消火栓。消火栓间距不大于30米，确保同层任何部位都有两股水柱同时到达灭火点。消火栓采用SG24/65型室内自救式消火栓，消火栓口径为DN65，水龙带长25米，水枪喷嘴为DN19。消防给水管采用热镀钢管。C、室外给水系统室外给水管网系统采用生活、消防合用给水系统，水源为市政自来水供水管网供给。给水管网系统布置成环状，主要管径由DN150组成，室外设有地上式消火栓。三、排水设计室内排水室内排水采用粪便污水与生活洗涤废水合流管道，排水管采用PVC芯层发泡管道。室外排水室外排水采用雨、污分流制，生活污水排至市政污水处理厂统一处理，达标排放。雨水经雨水管道汇集，进入市政雨水回排放系统。四、消防固定灭火系统采用干粉灭火器，充装量为6L，灭火级别为5A。5.2.2供电电气工程(l）供电电源本工程电源选用就近电网接入，经变压使用。无功功率补偿变电室低压配电间内安装低压电力电容器进行无功功率补偿。低压电容器集中补偿自动切换。继电保护变压器高压侧采用负荷开关加熔断器保护。(2）低压配电方式及线路敷设根据建筑及负荷分布情况，采用干线式与放射式相结合方式。室外电力电缆采用埋地敷设。(3）照明配电及照明a、房间配电采用卜线式配电及放射式配电相结合的配电方式。分支线路敷设采用塑料绝缘线穿管沿墙或埋地敷设；b、照明采用照明配电箱配电。c、事故照明采用应急灯，保证供电30分钟；d、照明灯具采用金卤灯。电能管理与节电措施低压配电室的低压进线柜装设电流表、电压表和有功、无功电度表。各电器产品选用最新型、节能型。项目供电尽量缩短线路长度，减少电能损耗。提高功率因数、降低无功损耗。电气安全为防止绝缘破坏时的危险电压，在正常情况下，凡不带电的用电设备金属外壳，配电装置的金属构架、电缆外皮、母线外壳．电力线路的金属保护管等均采取接地保护。屋面设有避雷带，防雷和接地共用接地装置，接地电阻不大于3欧姆。办公区域照明灯具主要以荧光灯为主，结合场所功能需要，可适当布置一些功能效应灯。办公区各出口部位、变配电室、重要场所设置应急照明及诱导灯。楼梯间照明采用声光感应控制，走廊等照明采用分层集中控制。室外道路照明采用自动与手动控制结合开启关闭。（4）避雷及接地本项目建筑物屋顶避雷采用避雷网防雷系统。严格按《民用建筑电气设计规范》防雷建筑防雷措施进行。避雷接地、电气保护接地，共用接地极组，该接地极利用钢筋硷基础中结构钢筋。所有管道均做等电位联结。（5）通讯及互连网络建筑物内预埋设通讯及互连网络线路。通讯及互连网络的户外线路均采用埋地敷设。第六章高效节能技术改造方案6.1主要技改内容本次5万吨/年电解铝（一系列）新型异型阴极、阳极电解槽节能技术改造项目主要建设内容：1、90台电解槽异型阴极和非对称开槽阳极电解槽阳极碳块制作与加工；2、90台电解槽电解工艺优化；3、电解槽内外保温衬结构改造。6.2项目技改预期目标项目技改完成后，预期吨铝产品节电1200kw.h/t，按本公司年产5万吨铝锭产能计算，项目全年节电6000万千瓦时，相当于年节标煤2.16万吨，电厂可减排CO25.40万吨。项目完成后，按电价0.5元/kwh计，可实现企业新增节电经济效益3000万元/年；项目总投资4030.90万元，则项目投资资金在0.74年即可收回。6.3技术改造关键技术方案6.3.1新型阴极电解槽技术简介1.技术创新点技术来源于东北大学冯乃祥教授发明的新型阴极电解槽专利技术：传统铝电解槽槽底面是平的，电解槽底部有25cm左右高度的铝液作为阴极，在磁场的作用下铝液会发生周期性波动，铝液波动高度在2cm以上，因此，阴极与阳极之间必须保持4.5cm左右的距离，以防止铝液氧化引起能耗增加，产量减少，从而使槽电压维持在4.1V左右。该新型阴极高效节能电解槽的工艺技术原理，基于稳定铝液面、降低电耗和延长槽寿命的考虑，采取改变现行铝电解槽槽底部的碳阴极平底结构为阴极表面具有凸起的异形结构，该凸起的异形阴极结构就可起到减缓阴极铝液的流速和波动作用，达到提高铝电解槽阴极铝液面稳定性的目的，从而可以降低电解极距到3.5cm、降低电解槽电压到3.75V以下、提高能量的利用率，将电解槽从散热型转变为节能保温型，结合电解磁场、电场、热场的变化，对电解槽的技术参数进行调整，从而实现了在不降低电流效率的同时，达到大幅度降低电能消耗的技术创新目标。这种技术改造工程对于现行的铝生产厂可以在电解槽进行大修时完成，也可用于新建电解铝项目。本项目创新性的关键技术工艺及特点有：（1）对槽结构进行如下创新：A、增加了底部炭块凸台的高度及宽度。B、电解槽底部四周增加了沟槽。C、电解槽侧部采用保温材料加强保温。通过采取以上措施，有利于提高凸台寿命、铝液局部循环和减少热量损失。（2）研究开发了适应新型阴极结构电解槽的工艺技术条件，保证了成系列电解槽的稳定运行。（3）研究开发了火焰—铝液焙烧启动新技术，保证了焙烧启动质量，提高了效率，降低了成本，改善了环境。（4）系统进行了新型阴极结构铝电解槽热平衡、磁场分布、铝液流速、液面稳定性和槽电压平衡等测试研究。2、性能指标新型阴极结构电解槽是我国首创技术，国外电解铝系列原铝直流电单耗最好指标为14000kwh/t，国内电解铝系列直流单耗最低为14000kwh/t.Al左右。2013年国内铝厂平均铝锭交流电耗为14171kwh/t.Al，2013年，铝锭综合交流电耗13979kwh/t.Al，比上年下降192kwh/t.Al。浙江华东铝业股份有限公司作为国内首家成系列采用新型阴极结构电解槽的企业，经过9个多月的运行证明：94台200KA电解槽采用该技术达到了平均原铝直流电耗12043kwh/t.Al，原铝可比交流电流电耗12545kwh/t.Al，铝锭综合交流电耗12790kwh/t.Al的国际领先水平。该公司项目实施前六年的平均铝锭综合交流电耗为14033kwh/t,原铝可比交流电耗为13663kwh/t，原铝直流电耗13116kwh/t。项目实施后，吨铝节电1000kwh以上。6.3.2非对称开槽阳极技术简介现今工业应用的预焙铝电解槽均使用平底的炭阳极，由于其底掌面积较大并且与电解质的润湿性较差，阻碍了铝电解反应过程产出的阳极气体向槽外排放，因此阳极底掌下的电解质层中总是积存着部分阳极气泡。此部分气泡的存在严重恶化了极间电解质的导电直波动，致使部分气泡与铝液接触并发生氧化反应，引起电流效率损失。另外，若极间氧化铝浓度降低，炭阳极与电解质的润湿性变差，气泡更难排出并逐渐聚合形成连续气膜覆盖于阳极底掌，就会引发阳极效应，槽电压大幅上升，产生大量额外电能消耗并引起极间过热，导致电解生产不稳定。解决这些问题的关键在于使电解反应过程产出的阳极气体及时排出，并使阳极周围电解质的流动更有利于电解槽的传质传热。研究与应用表明，在炭阳极上开槽可以有效促进阳极气体的排放，表现出良好的节能减排效果。然而在阳极开槽的工业应用中也产生了一些问题，改变了原本电解槽的许多行为，出现了若干负面影响，如炭渣上升、阳极使用周期缩短及铝液中铁含量升高等。因此，为优化阳极开槽设计，减小开槽对电解槽的负面影响，针对阳极开槽对电解过程影响的研究具有非常重要的意义。从电解质流动及湍动的角度研究了开槽阳极对电解质流动的影响，指出部分阳极气体可以从开槽部位排出，从而减少气体在阳极底掌的停留时间及覆盖率，并且促进电解质向开槽部位流动，对降低极间压降与阳极效应系数以及保持电解槽良好的传质传热都有利；同时，阳极开通槽相对于非通槽更能保持电解质的稳定流动，对电流效率也更加有利。利用PIV(粒子图像测速技术)研究阳极开槽的深度及宽度对电解质流动的影响，指出随着阳极消耗，导气槽浸没于电解质的部分越来越少，气体从导气槽中排出对于电解质流动影响越大，电解质循环中心向上移动，阳极开槽湍动比不开槽的要小；开槽宽度的增大，从导气槽中排放的电解质流速增大，同时湍动能减小，电解质流动更加稳定。基于考虑电磁力及水平流动影响的非线性浅水模型分别计算了在无气泡影响及有气泡影响情况下的磁流体波动稳定性，指出气泡的存在加剧了铝液-电解质界面的变形程度，对电流分布的均匀性会产生负面影响；因此可以合理推测，减小气泡的影响对于改善槽内磁流体波动性也有作用。工业应用的实际效果及以上研究都表明：阳极开槽可以有效促进阳极气体的排出。.该技术成果在XXXX、焦作万方铝业等铝电解厂成功实现了工业应用。技术指标先进，氧化铝溶解性能显著提高，铝电解吨铝直流电耗降低500kWh左右，节能减排效果显著提高。6.3.3项目技术改造内容本项目的主要是对公司现有90台240KA的电解槽阴、阳极进行改造，以达到降低电解铝生产能耗的目的。本项目实施后，除电解槽阴极、阳极产生变化（主要是构造及操作系统）外，整个铝锭生产的其他环节不发生任何变化，（包括生产工艺、原辅料等均不发生变化）。本项目是对公司现有电解铝生产线的阴极、阳极及电解工艺进行局部优化。技改后可达到提高铝电解槽阴极铝液面稳定性的目的，降低电解槽电压到3.75V以下、提高能量的利用率，将电解槽从散热型转变为节能保温型，结合电解磁场、电场、热场的变化，对电解槽的电解质技术参数进行调整，从而实现了在不降低电流效率的同时，达到大幅度降低电能消耗的技术创新目标。6.3.4主要生产装置由于本次项目仅涉及电解槽阴极、阳极进行非对称开槽结构改造。提高氧化铝溶解性能，降低了电解温度稳定了电解槽生产。无需新增相关配套设施。因此，电解铝仍按原来工艺生产。对于电解槽阳极结构的改造，主要目的在于降低电能和阳极材料消耗。电解铝异型阴极、非对称阳极结构电解槽节能技术改造实施过程为：制定改造方案，分批次对全厂电解槽进行阳极结构改造。铝电解工艺流程图6.3.5本次节能技改项目工艺原理及特点由于本次项目仅涉及电解槽异型阴极、阳极结构节能改造，无需新增相关配套设施。因此，电解铝仍按原来工艺生产。对于电解槽阴极结构的改造，主要目的在于降低电能消耗。电解铝新型阴极结构电解槽节能技术改造实施过程为：制定改造方案，分批次对全厂电解槽进行阳极、阴极结构改造。关闭电解槽后，将热铝液从槽中排出，将槽底电极、钢构等拆除，然后将槽内衬砖等拆除。然后，对电解槽进行重新施工：槽底部四周增加沟槽；在槽侧部铺设保温材料；增加底部梁高度和宽度。另外，在电解槽操作管理进行了调整，保证了成系列电解槽的稳定运行。铝电解槽阴极结构节能技术改造工作流程图项目所需的原辅材料均为无毒、无害、性能稳定的物质。生产过程中主要能源消耗为电，污染物产生量少，属于清洁生产工艺。目前，国内外铝电解槽的槽压一般在4.1-4.3V，而现行铝电解槽的极距和槽压不能进一步减低的原因在于阴极铝液表面受阳极气体溢出的扰动和铝液内电磁力的扰动，引起较大的铝面波动。阴极铝液面的波动造成液面不稳定，从而限制了电解槽电压的降低。本电解槽异型阴极结构节能改造项目正是通过改变阴极槽中碳块表面结构来减轻阴极铝液表面波动，从而降低电解电压，达到节能降耗的目的。普通阴极铝电解槽结构示意图新型阴极铝电解槽结构示意图从上图中可以看出，每个普通的铝电解槽阴极碳块表面是平整的。而每个新型阴极碳块的表面不是平的，其表面具有凸起的异型结构。该凸起的阴极异型结构能起到减缓阴极铝液面的流速和波动作用，达到提高铝电解阴极铝液面稳定性的目的。从而降低电解极距到3.5cm、降低电解槽电压到3.75V以下、提高能量的利用率，将电解槽从散热型转变为节能保温型。铝电解槽新型阴极结构及焙烧启动与控制流程图新型阴极结构电解槽减波河节能技术原理如下：一般来说，电解槽内铝液的流动是由电解槽内的垂直磁场和电解槽内的水平电流引起的。新型阴极结构电解槽由于其阴极表面有很多与铝液面波动的传播方向垂直的凸起“墙体”，这些凸起的“墙体”能起到3种减波功能：①电解槽阴极铝液流速场被分割，铝液的流速大大降低，消弱了其对重力波的强化，使铝液的波动减少。②大大的减少阴极铝液面内的水平电流，使液面内的电流分布更均匀，从而减少诱发铝液流动的源泉。③在凸起的阴极表面，如果凸起的宽度适中，其在凸起表面所形成的水平电流和垂直磁场的作用可引起铝液面围绕凸起形成循环流动。这种循环铝液的流动不仅利于氧化铝的溶解，而且具有消减电解槽纵向方向波的功能。正是由于新型阴极结构电解槽阴极表面的凸起有这几种减波作用，使得电解槽阴极铝液面的波峰高度大大减低，电解槽的有效极距加大，才可以通过缩短极距来降低槽电压，最终使电解槽的大幅节电变为现实。另一方面，阴极铝液面波动的减少，建面的稳定性增加，也使得电流效率提高。该技术电解工艺技术和操作有如下特点：①阴极铝液面的稳定性得以提高，阴极铝溶液的有效面积减少，可提高电解槽的电流效率。②电解槽阴极碳块的总体高度高于现行电解槽的阴极结构，使阴极碳块具有