基于有機(jī)朗肯循環(huán)的鋁電解槽煙氣余熱發(fā)電技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源相對不足已經(jīng)成為制約經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的重要因素之一。 當(dāng)前，工業(yè)過程節(jié)能技術(shù)的研究與開發(fā)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。近年來，我國電解鋁工業(yè)取得了令人矚目的進(jìn)步，已成為世界第一產(chǎn)鋁大國。電解鋁工業(yè)作為資源、能源密集型行業(yè)，是電能消耗大戶，因此節(jié)電是電解鋁技術(shù)發(fā)展的永恒主題。 鋁電解生產(chǎn)過程中排放了大量的低溫?zé)煔?，煙氣帶走的熱量大致占整個槽體系能量支出的20％～35％。本文針對鋁電解槽煙氣余熱的特點(diǎn)，在國內(nèi)

2、外首次提出了基于有機(jī)朗肯循環(huán)的鋁電解槽低溫?zé)煔庥酂岚l(fā)電技術(shù)原型，為電解鋁行業(yè)的節(jié)能減排工作提供了新的思路。 本文在對國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，以某廠一個典型的200KA系列鋁電解槽煙氣系統(tǒng)為對象，建立了基于低沸點(diǎn)工質(zhì)有機(jī)朗肯循環(huán)的鋁電解槽煙氣余熱發(fā)電系統(tǒng)。 以熱力學(xué)第一、第二定律為基礎(chǔ)建立了相關(guān)的計算模型。以系統(tǒng)性能最優(yōu)為目標(biāo)，對低沸點(diǎn)工質(zhì)工質(zhì)進(jìn)行了篩選與分析，得出了異戊烷為系統(tǒng)最合適單一循環(huán)工質(zhì)的結(jié)論。

3、 對系統(tǒng)主要設(shè)備進(jìn)行了選型，確定非標(biāo)低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)的型式為單缸單列級凝汽沖動式汽輪機(jī)，蒸發(fā)器的型式為螺旋肋片管式熱交換器，冷凝器型式為固定管板式熱交換器； 并對主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作參數(shù)進(jìn)行了研究和設(shè)計，通過理論計算得到： 針對本文的研究對象，系統(tǒng)額定功率為600kW，循環(huán)效率為7.5％，蒸發(fā)器面積為2000㎡，冷凝器面積為450㎡。最后通過編程計算，研究了工質(zhì)蒸發(fā)溫度、過熱度、冷卻水溫對系統(tǒng)循環(huán)效率、輸出功率、排煙溫