峰谷電在銅電解生產中的應用

銅電解生產中使用電能和蒸汽為主要能源，占總成本50%，其中又以電能占比最高達到80%～90%。電能消耗可分為電解生產整流直流電（以下簡稱直流電）以及維持生產設備運行的動力電。直流電消耗占到整個電解電能消耗的90%以上。

降低銅電解生產過程中電能消耗，不但能夠降低生產成本，而且在環境保護、低碳減排上有積極意義。常規的銅電解生產節能手段主要以設備選型優化淘汰高耗能設備、電解槽面作業降低槽壓減少能耗、工藝參數優化實現能耗與關鍵指標平衡

。著重點在于對電能消耗總量的減少。而結合峰谷電政策在銅電解中的實施運用，則是創新性的在不減少能耗總量的基礎上，降低能耗成本。

1 峰谷電政策

為合理調配資源優化電能使用，國家相關部門根據國內用電量波動，出臺了關于用電時段分時計價的政策。將每天24小時設置為峰、平、谷三個階梯、多個時段。并在對應的時段內采取不同電價。相對而言，峰段電價最高，谷端電價最低。

虛擬知識型社群是網絡時代中不同個體利用網絡平臺分享知識和經驗而在一起進行交流的群體，注重尋找持同一理念或擁有同一愛好的伙伴。在未來全球化視角下，虛擬知識型社群將成為知識匯集的貢獻者、網絡輿情的集散地，主導社會輿論走向。

在該政策出臺之后，國內部分高耗能企業采取錯峰生產，主動將生產安排集中在電價相對較低的谷段，在總能耗不變甚至提高的基礎上，通過峰谷電價差異實現了整體用能成本的降低。

2 銅電解分時電流生產實踐

2.1 銅電解生產特性

因此結合電解生產系統自身穩定性的特點，以及在電解生產中實施分時電流對系統帶來的波動，在銅電解生產系統中實施分時電流生產具備一定可行性。

其中直流電的穩定對生產系統穩定性影響尤為明顯。頻繁大幅度的直流電波動，會導致電解液中添加劑平衡破壞，進而導致主產品陰極銅出現質量問題，如結晶粗糙、板面發紅、棱角粒子等等。

該公司電解車間自2019年以來開始分時電流生產，實施分時電流時間占比總生產時間的70%～80%左右（各生產系統有所不同）。

因此在正常的電解生產中，除非到萬不得已的情況，否則不會對直流電進行調整。

而在電解生產中根據峰谷電進行生產分時電流調整，其本質上就是長期的、連續一天內多次調整直流電大小，如此將會不可避免引起生產系統波動。但根據該公司多年電解生產經驗總結，電解生產系統其自身存在一定穩定性，能夠對生產系統中存在的波動有適應力和自愈力

。通常在面對一些微小的生產波動能夠自行糾偏，不需要生產技術人員進行調整。正常的電解生產系統，其自身穩定性帶來的適應力和自愈力，相對其面對的波動是“冗余”的。

銅電解生產分為陰極和陽極周期，通常2個或3個陰極周期等于1個陽極周期。陽極板和陰極放入電解槽內通電循環電解液，經過7天～11天（1個陰極周期）電解后取出陰極銅。在其此間為確保陰極銅質量，需要盡可能減少生產系統的波動，比如溫度、循環量、直流電大小、添加劑成分、銅酸濃度等等

。

2.2 分時電流生產實踐

采取分時電流生產，生產系統在持續性短時間內經歷數次電流變化，生產系統波動不可避免，因此為確保生產正常，需要加強生產系統穩定性。

從表中可以看出，在實施前常規電解、PC電解的峰平谷三個階段直流電均一致，而在實施后，平段直流電大小為平均大小，峰段直流電降低、谷段直流電提升，全天平均直流電大小不變。谷段、峰段與平端的電流差即稱之為峰谷差。

2019年開始，分時電流實施第一階段，PC電解、常規電解電流按照低谷、平段、高峰三個時段調整，波動幅度為以平段為平均電流，低谷、高峰電流調整為±3%～4%。在實施一段時間后，陰極銅質量穩定，生產系統并未出現明顯波動，且實施過程中出現的問題，生產技術人員累積了豐富的應對經驗。分時電流生產進入到第二階段，將峰谷差幅度再次升高，提升至±6%～8%，在該階段陰極銅質量符合國標要求且生產系統依然穩定。此后該公司電解生產系統長期維持分時電流生產。

2.3 分時電流調控優化

分時電流生產過程中，分時電流的開停與峰谷差的大小也并非一成不變。根據生產系統當下的狀態進行靈活調整。

在生產系統中進行單槽實驗，通過單槽增加添加劑（鹽酸、明膠、硫脲）判斷分時電流下各添加劑變化引起的反應，并根據單槽實驗結果進行添加劑微調。同時結合大電流密度使生產系統電解液存在的問題會提前暴露的特性，在生產槽中抽取5～10塊不銹鋼陰極，以此模擬單槽更高電流密度（超過平均電流密度10%～20%），觀察電解液是否存在異樣。而采取單槽實驗的生產槽中電解液同樣具備使用霍爾槽實驗進行觀察研判的價值。

分時電流的開停。在分時電流生產實踐中，因為各個系統差異，并不是所有時間都進行分時電流。如常規電解在16800A時，受限整流變壓器能力不進行分時電流生產，即整流變壓器無法繼續提高直流電，因此穩定在16800A生產。而在生產調整到相對較低的14400A～15500A時，則執行分時電流生產。而PC電解則全階段執行分時電流生產。

如果遇到生產系統出現波動較為明顯，則立即停止分時電流生產保持直流電穩定，逐漸恢復生產系統自身穩定性，待其穩定之后，再重新恢復分時電流生產。

電流峰谷差調節。理論上分時電流差越大節約成本越大，但相對更容易使生產系統波動。因此在確保生產系統波動盡可能承受的基礎上，擴大分時電流差以實現節約成本最大化。與此同時，峰谷電流差的控制，也是調整生產系統自身穩定性的手段之一，當生產系統出現微小波動，采取縮小峰谷電流差也成為生產系統調節方式的一種。

3 分時電流生產中的系統穩定

該公司電解車間分為PC電解和常規電流2個生產系統，共有4套整流變壓器。常規電解3個整流變壓器、PC電解單獨整流變壓器。其中PC電解正常直流電在33200A，常規電解直流電為14400A～16800A。結合峰谷電政策中的時段和電價，該公司將采取分時電流生產，日常電流調整設置為如下：

3.1 生產系統穩定性預判

通過上書數據可以看出，該公司電解生產在同等能耗的基礎上，電費支出降低了195萬元。實現了通過分時電流生產在能耗不變的基礎上降低電費支出的目的。

對于追尾、貨架相撞和重心不準等問題，對技術人員來說就更應該重視了，往往一些小問題會影響大的操作。機器人結構可以進行改進，上方的托盤可以拓寬，使其最大限度地與貨架底面相吻合，這就能有效解決重心不穩的問題。

3.2 陰極銅質量觀察

分時電流生產中電流變化對陰極銅質量影響主要集中在陰極銅結晶質量，對陰極銅表面粒子相對受影響較小。因此，分時電流生產期間對陰極銅質量觀察的重點需要向結晶質量傾斜。通過肉眼觀察結晶粗糙、亮晶、韌性等，一旦發現異樣則立即停止分時電流生產。

3.3 生產系統穩定性提升

面對分時電流實施帶來的生產波動，盡可能通過生產系統自身穩定性來應對，避免頻繁調節導致生產系統波動擴大。在實踐中，該公司生產技術人員以提高生產系統穩定性為主。提高增加日常電解凈化量，減少添加劑分解物在生產系統中的累積。生產系統循環速度提升，促進電解槽內成分分布更加均勻，同時也讓生產槽內電解液更“新鮮”。兩項措施對提升生產系統穩定性有較為明顯的作用。

3.4 原料結構優化配置

該公司工藝為短流程銅精煉工藝，自產陽極只占45%，其余均為外購陽極板。而外購陽極存在成分波動極大，尤其是在分時電流實施過程中，外購陽極板使用表現的問題尤為突出。該公司生產技術人員對外購陽極板進行分類“貼標簽”，將30余家外購陽極板進行橫向對比，區分出成分穩定、個別元素波動、整體波動大等類型。

根據各個生產系統當前穩定性針對性使用，如波動較大的則安排給當前滿負荷16800A未進行分時電流生產的系統，通過其自身穩定性平抑外購陽極存在的成分波動影響。而成分穩定及個別元素波動的外購陽極板，則分配給相對低電流的生產系統使用，以便其持續進行分時電流生產，減少因外購陽極成分波動帶來的影響。

4 實施結果

4.1 分時電流生產能耗

之于龐大的印刷機而言，橡皮布確是并不起眼的一個細節，但恰恰是這個小微處，起著關乎最終印刷產品質量的重要作用。而也正是憑借著這個小微產品，上海新星印刷器材有限公司在業內享有相當高的知名度，并虜獲不少殊榮，如被評定為“上海市高新技術企業”“上海市文明單位”“產品質量信得過企業”等，其明星產品5000型高速氣墊橡皮布更是榮獲“科技進步二等獎”“綠色耗材大獎”等諸多獎項。星星之火，可以燎原，上海新星如何以小小的橡皮布打開國際市場大視野，公司董事長徐毛清、總經理陳煒宗，以及總工程師徐益良，在與我們的交流中給出了答案。

2.2.3 [2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉-1-丙酮](907)對涂料固化膜柔韌性、耐沖擊性和硬度的影響

他說的靠譜，如今，日益擴張的城市需要大量的綠化苗木，隨著“大樹進城”口號的喊響，山里常綠的、具有園林綠化功效的大樹，批量地被請進了城，盡管林業專家曾呼吁這樣是破壞生態環境的，可是不能阻擋什么。另外就是一些暴富的人修建莊園，也使得名貴的樹種成為搶手貨，如銀杏、紫薇、中華紋木等，且價格隨著樹齡、樹形兩個核心指標，不斷攀升。

期間實施分時電流與正常同等直流電生產電能消耗（計算估算）及成本對比如下：

從上述數據中可以看，2019年～2021年期間，該公司實施分時電流與同等時段不進行分時電流生產進行對比，谷段用電出現升高，峰段用電出現降低，整體用電并未出現明顯升高。

老巴說：“笑什么笑？這都是你努力來的，爸爸高興。你姆媽死后，我就沒有開心過。你今天算是讓爸爸開心了一回。”

4.2 分時電流期間電能費用

表2中的數據引入表1中該公司所在地峰谷電流計價，計算電費如下：

根據峰谷電實施分時電流生產，對生產系統產生的波動影響作為日常生產觀察的重中之重。該公司生產技術人員通過使用霍爾槽實驗，摸索出一套用于判斷生產系統穩定性的方法。可判斷出當前生產系統的穩定性、對波動抑制性以及對極端條件的適應性。并結合分時電流生產聯合使用，判斷當下生產系統是否適合進行分時電流生產，以及是否具備增大峰谷電流差的條件。通過霍爾槽實驗，提前發現生產系統穩定性的變化，及時做出生產調整，避免因分時電流實施而造成異樣持續擴大。

黨的十九大報告對反腐形勢做出判斷并明確目標：“當前，反腐敗斗爭形勢依然嚴峻復雜，鞏固壓倒性態勢、奪取壓倒性勝利的決心必須堅如磐石。”[1]對于黨的十八大之前的反腐工作成績，習近平總書記指出，“反腐敗斗爭壓倒性態勢已經形成并鞏固發展”。

4.3 分時電流生產對主產品影響

對2019年～2021年區別統計分時電流開停期間主要產品電解銅A級銅率如下：

對比2019年～2021年實施分時電流期間A級銅率與正常生產A級銅率可看出，實施分時電流時電解主要經濟指標陰極銅A級銅率并沒有明顯降低，且維持在較好的水平。

4.4 其他效益

為了維持電解生產穩定使用的蒸汽，主要用于確保電解液在要求的溫度。日常生產直流電通過陰陽極產生焦耳熱可以抵消一部分蒸汽消耗，部分企業電解精煉采取更高電流密度，不但蒸汽不消耗，甚至還需要進行電解液降溫。

《現代藝術的意義》的作者,美國著名批評家約翰.拉塞爾(John Russell)曾說：“當藝術更新的時候，我們必須隨之更新”[9]。“更新”意味著藝術邊界的改變，也意味著藝術語言方式的變化，這是每個時代的藝術家都必須經歷也應當去探索的創作過程。

采取分時電流生產，執行谷段分時直流電流生產的時間為0：00～8：00，該階段氣溫相對較低，電解生產保溫消耗蒸汽相對較多。但通過實施分時電流生產，該時段提高直流電產生更多焦耳熱，能夠一定程度減少蒸汽消耗，間接減少用能成本。

5 總結

結合峰谷電政策中峰、谷、平三個時段電價差異，在銅電解生產中實施分時電流生產，可實現在能源消耗總量不變、產品質量穩定、產量不變的基礎上降低整體電費。經過3年的實踐，該方法證明在銅電解生產中具有可行性，能夠實現能耗成本與陰極銅產品質量穩定兩項目標共同達成。與此同時，銅電解生產工藝流程中的電解液進化脫雜質工序也可結合風谷電政策實施分時電流生產進而減少電能成本，目前已經在該公司運行2年取得一定成效，并未對生產系統造成影響。

醫生用一百個理由勸說傷口還沒有恢復，不能旅行，但她一意孤行，最后醫生嘆了一口氣，拿出一張我們稱為“生死狀”的紙，寫明發生意外不能告醫院，向蒙妮坦說：“簽。”

而分時電流生產難點在于，電解生產系統電流頻繁調整帶來的系統波動的控制。因此在分時電流生產中需要加強對系統觀察、精細化操作，再結合多種手段靈活及時調整系統參數，從根本上提高生產系統的穩定性，使其能夠適應直流電頻繁變化產生的系統波動。

[1]支維定,陳東召．利用峰谷分時電價的經濟效益[J]．東北水利水電,2008,26(11)：8-9．

[2]董潤忠．鋅電解峰,谷,平的合理利用[J]．有色礦冶,2006,22(3)：65-66．

[3]華宏全．移峰填谷生產方式在銅電解中的試驗和實踐[J]．有色冶金節能,2010(3)：27-31．