鋁電解槽低溫余熱有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)研究.pdf

1、鋁電解是高能耗產(chǎn)業(yè)，然而在現(xiàn)有的工藝技術(shù)條件下，其能源利用率不足50％，鋁電解生產(chǎn)過(guò)程中排放的大量煙氣以及鋁電解槽側(cè)壁槽殼的散熱是造成能源利用率低的主要原因。由于這部分余熱品位低，至今沒(méi)有得到有效利用。有機(jī)朗肯循環(huán)（Organic Rankine Cycle，簡(jiǎn)稱(chēng)ORC）具有蒸發(fā)壓力和冷凝壓力較低、熱效率較高等優(yōu)點(diǎn)，是一種有效的回收低溫余熱的技術(shù)。因此，利用ORC技術(shù)回收鋁電解槽低溫余熱對(duì)提高鋁電解行業(yè)的能源利用率具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。<

2、br>　　本文以提高鋁電解行業(yè)的能源利用率為目的，在對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，以國(guó)內(nèi)某電解鋁廠的400 kA鋁電解槽的低溫余熱為研究對(duì)象，對(duì)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)進(jìn)行了研究。本文主要完成的工作及相關(guān)結(jié)論如下:
　　1)對(duì)ORC發(fā)電系統(tǒng)性能進(jìn)行了熱力分析。以R123、R141b和R245fa三種有機(jī)工質(zhì)為例，利用Matlab軟件對(duì)ORC系統(tǒng)的熱力性能進(jìn)行編程計(jì)算，分析了蒸發(fā)壓力和熱源溫度對(duì)ORC發(fā)電系統(tǒng)性能的影響。結(jié)果表明

3、:以R123為循環(huán)工質(zhì)的ORC系統(tǒng)的整體性能較好。
　　2)搭建了小型ORC發(fā)電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，以熱風(fēng)爐產(chǎn)生的煙氣來(lái)模擬鋁電解槽產(chǎn)生的低溫?zé)煔?，?duì)ORC系統(tǒng)性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明:系統(tǒng)的輸出功率、(炯)效率以及熱效率隨著蒸發(fā)壓力、熱源溫度的升高而增大;而工質(zhì)過(guò)熱度對(duì)系統(tǒng)性能的影響較小。實(shí)驗(yàn)得到的膨脹機(jī)的最高效率為56％，系統(tǒng)的最大輸出功率為645 W。系統(tǒng)的最大(炯)效率和熱效率分別為4.4％和8.5％。
　　3)設(shè)計(jì)了一