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·60·轻金属2009年第1期

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铝电解槽低温烟气余热发电技术探讨

周乃君，柯文，王志奇

(中南大学能源科学与工程学院，湖南长沙410083)

摘要：利用铝电解排放的低温烟气余热进行发电，对电解铝行业节能降耗具有重要的意义。本文介绍了电解铝行业
耗能和节能现状，对ORC发电系统进行了阐述和应用综述，系统分析了ORC系统在铝电解工业上应用所要解决的关
键技术。结果表明．利用ORC发电技术对铝电解槽低温熠气系统进行余熬回收。可有效降低吨铝能耗，产生明显的社
会经济效益，值得深入研究和推广应用。
关键词：铝电解槽；低温余热；低沸点工质；ORC发电技术
中图分类号：X701文献标识码：B文章编号：1002—1752(2009)01—605

StudyOnwasteheatpowergenerationtechnology

withlow——temperaturegas
ZHOUNai—un，KEWenandWANGZhi—qi

Abstract：Usingbw—temperaturegasofaluminumreductioncellsforwasteheatpowergenerationisvaluableforenergysavingandconsumptionreduc—

ing．Thispaperintroducesdectrolyticaluminumindustryenergyconsumptionandenergy一8~vingstatus，describesandoverviewofapplicationforORC

generationsystem．systematicanalysisthekeytechnologiesofORCsystemappliedindectrolyticaluminumindustry．TheresultsshowthatusingORC

generationrecoverywasteheatoflow—temperaturegasofaluminumreductioncellscanreducetonsofaluminum’senergyconsumption．andproduce

significantsocio—economicbenefits．worthtostudyindepthandtospreadforuse．

Keywords：alumirdumreductioncel~；low—temperaturewasteheat；lowboatngworkingtim&；ORCgenerationtechnology

节能降耗是电解铝工业提高效益、迎接挑战的业综合交流电耗全年平均水平为14488千瓦时／
根本出路。国家制定了有关措施给予引导，计划实吨⋯，总耗电1819．7亿千瓦时，占全国电力消费的
现年度单位GDP能耗降低4％。将电解槽产生的5％左右。而同年电解铝的总产值还不到全国GDP
低温烟气余热整合到能源系统，可以实现低品位能的1％。同国外相比，我国电解铝厂的生产成本一
源的高效利用，给企业带来经济和环保双重效益。般比国外高2000元／吨左右。
本文将对铝电解槽低温烟气余热发电技术进行探1．2电解铝行业的节能途径
讨。
作为工业耗能大户，电解铝企业生产需要消耗
1电解铝行业耗能及节能大量的能源。节能减排是企业不可推卸的经济责任
和社会责任。目前国内、外针对电解铝行业，实现节
1．1电解铝行业能耗现状能降耗的具体方法有两个大的方面：
2007年，全球铝实际产量为3825万吨，我国电(1)工艺节能。包括①设计优化。目前已经开
解铝产量达1256万吨。同2006年相比，铝产量大始引进和应用的新技术主要是：大面多点进电和母
增最主要是由于中国产量拉动，中国2007年产量同线补偿；船形结构和小面加工；超浓相输送技术；计
比增加326．7万吨，达31％，除去中国后全球产量算机优化设计；槽型大型化；电流强化等。②工艺控
增长118万吨，仅为4．9％。中国已成为世界上最制方面。随着电解生产管理水平的不断提高，对电
大的电解铝生产国和消费国。在我国，电解铝已成解技术条件的控制更加合理，例如电解质水平、铝水
为名副其实的高能耗行业。2007年，我国电解铝行平、分子比、氧化铝浓度、槽温、效应系数、槽电压J
收稿日期：2008—10—21
2009年第1期周乃君，柯文，王志奇：铝电解槽低温烟气余热发电技术探讨·61·

等的控制值更加科学以及基本实现准连续“按需下压气体的低沸点物质(或者混合物)，利用余热产生
料”；动态仿真与神经网络技术：加强对槽况的监测、动力，可回收不同温度范围的低温余热。据初步估
预报等。中国铝业有限公司自主开发了“预焙铝电计，对于