JJF(鲁) 216-2025 铝冶炼企业阳极效应碳排放因子测定计量技术规范

　　山 东 省地方计量 技 术 规 范

　　JJF(鲁)216—2025

　　铝冶炼企业阳极效应碳排放因子测定

　　计量技术规范

　　Technical Specification for Measurement ofAnode Effect Carbon Emission

　　Factors inAluminumSmelting Enterprises

　　2025—12—18发布2026—01—01实施

　　归口单位：山东省碳达峰碳中和计量技术委员会

　　主要起草单位：山东省计量科学研究院

　　山东省计量检测中心

　　参加起草单位：聊城市环科院检测有限公司山东省产品质量检验研究院

　　本规范委托山东省碳达峰碳中和计量技术委员会负责解释

　　本规范主要起草人：

　　杜启行(山东省计量科学研究院)韩明(山东省计量科学研究院)

　　赵 娜(山东省计量检测中心)参加起草人：

　　李 博(聊城市环科院检测有限公司)翟恒涛(山东省计量检测中心)

　　岳洪霞(山东省计量检测中心)

　　王 森(山东省产品质量检验研究院)

　　目录

　　引言 (I)

　　1范围 (1)

　　2引用文件 (1)

　　3 术语和计量单位 (1)

　　3.1术语 (1)

　　3.2 计量单位 (2)

　　4概述 (2)

　　5 计量检测范围 (2)

　　5.1槽电压VDC (2)

　　5.2持续时间T (2)

　　6 计量检测仪器 (2)

　　6.1一般要求 (2)

　　6.2工作条件 (2)

　　6.3性能要求 (3)

　　7 计量检测方法 (3)

　　7.1计算公式 (3)

　　7.2 检测方法 (3)

　　8 计量检测结果的处理 (4)

　　9 计量检测结果的表达 (4)

　　9.1原始记录 (4)

　　9.2 检测报告 (4)

　　附录A 阳极效应碳排放因子计量检测数据记录格式(参考) (5)

　　附录B 阳极效应碳排放因子测量结果不确定度评定示例 (7)

　　引言

　　JJF1071—2010《国家计量校准规范编写规则》、JJF1001—2011《通用计量术语及定义》、JJF1059.1—2012《测量不确定度评定与表示》共同构成本规范制定的基础性系列规范。

　　本规范参考了《2006 年IPCC国家温室气体清单指南》、GB/T 32151.4—2015《温室气体排放核算与报告要求 第4 部分：铝冶炼企业》、YS/T1002—2014《铝电解阳极效应系数和效应持续时间的计算方法》、YS/T 481—2005《铝电解槽能量平衡测试与计算方法 五点进电和六点进电预焙阳极铝电解槽》、CETS—AG—04.01—V01—2024《企业温室气体排放核算与报告指南 铝冶炼行业》的部分内容。

　　本规范为首次发布。

　　铝冶炼企业阳极效应碳排放因子测定计量技术规范

　　1范围

　　本规范适用于铝冶炼企业铝电解车间正常生产状态下阳极效应碳排放因子的计量检测。

　　2引用文件

　　本规范引用了下列文件：

　　JJF1059.1 测量不确定度评定与表示

　　GB/T 32150—2015 工业企业温室气体排放核算和报告通则

　　GB/T 32151.4—2015 温室气体排放核算与报告要求 第4 部分：铝冶炼企业YS/T 801—2012电解铝生产全氟化碳排放量测定方法

　　YS/T 481 铝电解槽能量平衡测试与计算方法五点进电和六点进电预焙阳极铝电解槽YS/T1002—2014 铝电解阳极效应系数和效应持续时间的计算方法

　　凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。

　　3 术语和计量单位

　　3.1术语

　　YS/T1002—2014界定的及以下术语和定义适用于本文件。

　　3.1.1 铝冶炼企业 aluminum smelting production enterprise

　　以铝冶炼生产为主营业务的独立核算单位。

　　[GB/T 32151.4-2015，定义3.3]

　　注：铝冶炼主要涉及氧化铝、炭阳极、电解铝、压延加工等生产环节。

　　3.1.2 槽电压 cellvoltage

　　槽电压是指电解槽能维持正常工作的最低电压，由电解槽的阳极压降、阴极压降、槽周围母线压降、分解与极化压降、电解质压降(极距之间)以及效应分摊压降组成。

　　3.1.3阳极效应anode effect

　　铝电解生产过程中，因各种综合因素的叠加影响，突然形成较大的气膜电阻，致使槽电压突然明显升高，并在阳极周围伴有弧光放电的现象。

　　3.1.4 阳极效应持续时间 anodeeffectduration

　　从铝电解槽的瞬时槽电压突然升高至8V以上且持续15s 开始，到槽电压低于8V 且时 间超过15s的持续时间为阳极效应持续时间。

　　注：若结束后15min内再次发生效应，其槽电压大于8V的持续时间与前一次持续时间合并为阳极效应持续时间。

　　3.1.5 全氟化碳perfluoro carbon

　　氟原子替代碳氢化合物中所有氢原子而产生的碳氟化合物。铝电解过程中阳极效应产生的全氟化碳包括四氟化碳(CF4 )和六氟化二碳(C2F6 )两种。

　　3.1.6 阳极效应碳排放因子emission factor

　　表征每生产一吨铝液因发生阳极效应而导致的全氟化碳温室气体的排放量。铝电解阳极效应碳排放因子包括CF4 排放因子和C2F6排放因子两类。

　　3.2 计量单位

　　电解槽槽电压VDC：伏特，符号V;持续时间T：分钟，符号min。

　　4概述

　　铝电解槽进入阳极效应状态，生产系统必须识别阳极效应并发出效应报警;5s 后生产系统对阳极效应进行记录，记录内容包括开始时刻、结束时刻、持续时间、峰值电压。对同一台电解槽，15 min内发生的多个阳极效应视为同一个阳极效应。发生阳极效应时，炭阳极与熔化的冰晶石反应形成并排放全氟化碳(CF4和C2F6 )。

　　5 计量检测范围

　　5.1 槽电压VDC

　　测量范围：0 V~50 V。

　　5.2持续时间T

　　测量范围：0 s~365 d。

　　6 计量检测仪器

　　6.1一般要求

　　铝冶炼企业应配备符合准确度等级要求的计量检测仪器(系统)，准确识别阳极效应的发生并实时监测、记录阳极效应持续时间。铝冶炼企业应建立阳极效应碳排放因子计量检测仪器台账，保存其技术档案，并在明显位置粘贴管理标识。

　　6.2工作条件

　　阳极效应碳排放因子计量检测仪器(系统)在以下条件中应能正常工作：

　　a) 室内环境温度：15℃~50℃,室外环境温度：-20℃~40℃; b)湿度：≤85%RH;

　　c) 大气压：(80~106)kPa;

　　d)供电电压：AC(220±22)V，(50±1)Hz。

　　注：高磁场等特殊环境条件下，仪器设备的配置应满足当地环境条件的使用要求。

　　6.3性能要求

　　阳极效应碳排放因子计量检测仪器(系统)应符合相应技术规范或行业标准的要求，具体性能指标要求如下。

　　a)电压监测测量误差不超过±0.5%;分辨力：0.001 V。

　　b)内部时钟误差每天不大于±1 s 或每年不大于±5min;分辨力：0.001 s。

　　7 计量检测方法

　　7.1 计算公式

　　铝冶炼企业阳极效应碳排放因子是每吨原铝产量所对应的全氟化碳排放量，按公式(1)和(2)计算。

　　EFCF4 = 0.143×AEM(1)

　　EFC2F6 = 0.1×EFCF4 (2)

　　式中：

　　EFCF4 ——阳极效应的CF4 排放因子，单位为千克CF4/吨铝(kg CF4/tAl);

　　EFC2F6 ——阳极效应的C2F6 排放因子，单位为千克C2F6/吨铝(kg C2F6/tAl);

　　0.143 ——计算铝生产中PFC排放的中间下料预焙技术斜率系数;

　　0.1——重量比例，C2F6/CF4。

　　上述斜率系数和重量比例来源于《2006 年IPCC国家温室气体清单指南》。AEM 为平均每天每槽阳极效应持续时间，企业自动化生产控制系统的实时监测数据，单位为min，采用公式(3)计算。

　　式中：

　　N——电解槽的个数;

　　ti——每个电解槽每天的阳极效应持续时间。

　　7.2 检测方法

　　7.2.1 槽电压按照YS/T 481附录规定的五点进电和六点进电预焙阳极铝电解槽电压平衡测试与计算方法进行测量。 7.2.2阳极效应持续时间采用自动化生产控制系统(智能槽控机)进行记录。

　　自动化生产控制系统应能实时监测电解槽槽电压，判断每个电解槽阳极效应是否发生，记录并计算每天每槽阳极效应持续时间。

　　8 计量检测结果的处理

　　铝冶炼企业阳极效应碳排放因子计量检测结果包括阳极效应碳排放因子及其相对扩展不确定度，相对扩展不确定度评定参考JJF1059.1 进行，不确定度评定示例参见附录B。

　　9 计量检测结果的表达

　　9.1原始记录

　　计量测试的原始记录应包含阳极效应碳排放因子测试所要求的必要信息，记录中列出的项目应准确填写。测量结果、数据和计算应在测试时予以记录，记录应包括测试人员和核验人员的签名和测试日期，原始记录格式见附录A。

　　9.2 检测报告

　　9.2.1 应客观、准确和规范地报告检测结果，出具检测报告。检测报告应由实际检测人员、报告审核人员和报告批准人员签名。

　　9.2.2 检测报告至少应包括以下信息：

　　a)检测机构名称和地址;

　　b)报告的唯一性标识，每页和总页的的标识;

　　c)受检单位的名称和地址;

　　d)被测对象的描述;

　　e)进行检测的日期;

　　f)开展检测依据的技术规范;

　　g)检测所用测量仪器及其计量特性;

　　h)检测结论;

　　i)检测环境的描述;

　　j)检测结果及测量不确定度的说明;

　　k)检测人员、报告审核人员和报告批准人员的签名;

　　l)检测结果仅对样品或检测批的有效的声明;

　　m)未经检测机构书面批准，不得复印报告的声明。 附录A

　　阳极效应碳排放因子计量检测数据记录格式(参考)

　　被测单位 测试地点 测试位置 仪器名称 仪器厂家 仪器型号/编号 依据标准或规范 检测方法 电解槽槽龄 计量检测内容

　　项目 电压降/V 占总电压的百分数/%

　　一、立柱母线 立柱1 立柱2 立柱3 立柱4 立柱5 立柱6* 总压降

　　二、阳极母线 1、A侧 2、B侧 总压降

　　三、阳极 1、卡具 2、铝导杆 3、爆炸焊 4、钢爪 5、阳极碳块 总压降 四、炉底

　　五、阴极母线 1区 2区 3区 4区 5区 6区 总压降 六、效应分摊 七、极间 总计 阳极效应发生时的槽电压(V) 阳极效应持续时间(min) *：五点进电预焙阳极铝电解槽电压平衡计算结果不包括带“*”项。 检测人员 检测日期 核验人员 核验日期 附录B

　　阳极效应碳排放因子测量结果不确定度评定示例

　　以CF4排放因子EFCF4测量结果的不确定度评定为例。

　　B.1 建立测量模型

　　图B-1阳极效应记录示意图

　　阳极效应的CF4排放因子按下式计算：

　　式中，SCF4为CF4的斜率系数，AEM 为平均每天每槽阳极效应持续时间，N为电解槽

　　的个数，ti为每个电解槽每天的阳极效应持续时间，记t 为记录的各电解槽阳极效应平均时间，上式简化为

　　EFCF4 = SCF4 t (B.2)

　　B.2 测量不确定度分量

　　B.2.1 斜率系数，SCF4

　　根据国际推荐文件《2006 年IPCC国家温室气体清单指南》，中间下料预焙(CWPB)技术对应的CF4斜率系数为0.143，其不确定度为6%，即SCF4 =0.143，Urel (SCF4)= 6%。按均匀分布估计，引入的相对标准不确定度为

　　B.2.2 各电解槽阳极效应平均时间，t

　　B.2.2.1 计时装置(内部时钟)引入的不确定度

　　电解槽控制系统内部时钟误差每天不大于±1 s，按矩形分布计，则计时装置引入的时间测量标准不确定度为

　　B.2.2.2 槽电压测量引入的标准不确定度

　　槽电压虽然不直接参与CF4排放因子计算，但电解槽控制系统对槽电压的测量误差将影响阳极效应发生时间的测量，进而在CF4排放因子的测量中引入不确定度。槽电压升至8V左右电压测量误差为±0.5%，根据生产经验，槽电压监测误差导致阳极效应时间测量的标准不确定度为

　　式中，0.01s/V 为8V 左右槽电压对效应时间求导的倒数。

　　B.2.2.3 阳极效应时间测量相对标准不确定度

　　计时监测与电压监测互不相关，由B.2.2.1和B.2.2.2 可知，时间测量的合成标准不确定度为

　　则测量周期(24h)内，时间测量相对标准不确定度为

　　B.3 不确定度评定

　　按JJF1059.1的规定，当测量模型为Y=f(X1,X2, …Xn)=AX1P1,X2P2, …XnPn且各输入量不相关时，输出量的相对合成标准不确定度可用输入量的相对标准不确定度合成。

　　各输入量之间的相关性可以忽略，则测量结果的合成标准不确定度为

　　取包含因子k=2，于是扩展不确定度为

　　CF4排放因子EFCF4 一般测量过程中，斜率系数取值的不确定度最大，时间和电压测量对最终测量结果的影响可以忽略。

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