鋁電解槽壁余熱溫差發(fā)電的實驗研究.pdf

1、鋁電解是高能耗產(chǎn)業(yè)，而且約一半的電能以余熱方式直接散失。我國電解鋁產(chǎn)量居世界首位，有效地利用電解余熱是實現(xiàn)節(jié)能的一項重要措施。
　　 溫差發(fā)電技術(shù)是直接將熱能轉(zhuǎn)化為電能的一種能量轉(zhuǎn)化技術(shù)，在對鋁電解余熱這種低品位熱源的利用上有著明顯優(yōu)勢。本文以溫差電效應(yīng)為理論基礎(chǔ)，根據(jù)鋁電解槽壁的結(jié)構(gòu)特點，對溫差發(fā)電技術(shù)在鋁電解槽壁余熱的利用做了如下研究：
　　 第一，根據(jù)國內(nèi)160kA電解槽壁的溫度與散熱特點，對溫差發(fā)電技術(shù)在電解槽余

2、熱利用中做了全面的可行性分析；
　　 第二，半導(dǎo)體存在熱磁電效應(yīng)，通過實驗證明了磁場對溫差發(fā)電的輸出功率沒有的影響，說明鋁電解槽的磁場不會對溫差發(fā)電裝置的性能產(chǎn)生影響；
　　 第三，通過自行搭建的溫差發(fā)電實驗平臺研究了常用溫差發(fā)電器件的塞貝克系數(shù)、伏安特性以及導(dǎo)熱系數(shù)等基本性能參數(shù)。根據(jù)各項基本性能參數(shù)，計算出各發(fā)電器件的優(yōu)值系數(shù)z。該系數(shù)能夠準(zhǔn)確反映溫差發(fā)電器件的綜合性能，是衡量性能標(biāo)準(zhǔn)的重要參數(shù)。
　　 第四

3、，通過實驗深入研究單片溫差發(fā)電器件的輸出特性，當(dāng)負(fù)載電阻達(dá)到匹配電阻時獲得最大輸出功率。以單片的輸出特性為基礎(chǔ)，對其串、并聯(lián)的輸出特性作了進(jìn)一步研究，研究表明串、并聯(lián)的輸出特性滿足電學(xué)中電源的串、并聯(lián)原理，并且負(fù)載匹配時達(dá)到最大輸出功率。為實現(xiàn)發(fā)電器件的大功率輸出提供理論指導(dǎo)。
　　 根據(jù)研究結(jié)果和國內(nèi)160kA鋁電解槽的結(jié)構(gòu)特點，研制了余熱發(fā)電裝置，并通過數(shù)值仿真和實驗測試，針對發(fā)電裝置的熱源吸熱、冷源散熱以及箱體結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)