用于冷热电联供的铝电解槽热量回收装置的制作方法

本实用新型涉及铝厂余热回收再利用技术，特别涉及一种用于冷热电联供的铝电解槽热量回收装置。

背景技术：

铝是用量仅次于钢铁的第二大金属，广泛应用于建筑、包装、交通运输、电力、航空航天等领域，是国民经济建设、新兴产业和科技工业发展不可缺少的重要基础原材料。20世纪90年代初是我国铝工业的第一个高速发展期，铝电解工业在这一时期内迅速发展成基础材料产业。2002年以后，我国的电解铝产量也多次蝉联世界行业榜首，2018年原铝产量3649万吨，占世界产量的56.7%。按照行业平均单吨铝锭综合电耗13500度测算，电解铝行业2018年消耗电量约4,926亿度电，占2018年全国总用电量6.84万亿度的7.19%，成为国内经济增长的支柱产业。电解槽整体能量利用率多年来一直是铝电解工业的一个亟待解决的难题，能量利用率不足50%，其余能量均以热能形式散发在大气中。2017年我国铝电解用电量高达5000亿kwh，每年约2500亿kwh以热能形式散失在环境中。将电解槽温度最高且占比较大的侧部（温度约250-350度，占散热总量的35%，总输入能量的17.5%）的余热进行回收有重要意义。但是由于热源温度较低，回收后温度会进一步降低，目前对电解槽余热的回收利用还是空白，这使得大量的能量不但被白白散失，而且恶化了电解车间的工作环境。

技术实现要素：

为此，本实用新型提供一种用于冷热电联供的铝电解槽热量回收装置，结构简单，设计科学、合理，回收铝电解槽余热至热力站管路中，以实现通过回收铝电解槽余热对热力站供冷供热下补充能源的目的，节能减排，提高能量综合利用率。

按照本实用新型所提供的设计方案，一种用于冷热电联供的铝电解槽热量回收装置，包含：设置于铝厂端与铝电解槽连接的油水换热器，用于通过导热油回收铝电解槽侧壁余热；及设置于热力站用于将余热接入热力站系统管路用于供暖的水水换热器和用于供冷的吸收式热泵，水水换热器和吸收式热泵两者并联接入与油水换热器连接的管路中。

作为本实用新型用于冷热电联供的铝电解槽热量回收装置，进一步地，油水换热器导热油入口、导热油出口均与铝电解槽连接，其导热油入口回收铝电解槽余热，其导热油出口用于将回收后的导热油送至铝电解槽，以形成导热油换热回路。

作为本实用新型用于冷热电联供的铝电解槽热量回收装置，进一步地，油水换热器换热水出口、换热水入口分别对应与水水换热器和吸收式热泵两者的换热水入口、换热水出口连接，以形成各自循环换热水路。

作为本实用新型用于冷热电联供的铝电解槽热量回收装置，进一步地，还包含有设置于电厂端用于将余热接入电厂端发电机组补水管路的水水换热器二。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构简单，设计科学、合理，回收铝电解槽余热至热力站供暖和供冷管路中，以实现铝电解槽余热的回收再利用，节能减排；进一步，可电解槽回收后的余热接入电厂端的发电机组补水管路中，提高能量综合利用率，节约成本，具有较好的推广应用价值。

附图说明：

图1为实施例中热量回收装置结构示意图之一；

图2为实施例中热量回收装置结构示意图之二。

图中标号，标号1代表油水换热器，标号21代表水水换热器二，标号22代表水水换热器，标号3代表吸收式热泵，标号4代表热力站。

具体实施方式：

下面结合附图和技术方案对本实用新型作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本实用新型的实施方式，但本实用新型的实施方式并不限于此。

本实用新型实施例，参见图1所示，提供一种用于冷热电联供的铝电解槽热量回收装置，包含：设置于铝厂端与铝电解槽连接的油水换热器1，用于通过导热油回收铝电解槽侧壁余热；及设置于热力站用于将余热接入热力站系统管路用于供暖的水水换热器22和用于供冷的吸收式热泵3，水水换热器22和吸收式热泵3两者并联接入与油水换热器1连接的管路中。结构简单，设计科学、合理，回收铝电解槽余热至发电机组补水管路中，以实现对发电系统没有任何扰动和负面影响的前提下，对铝电解槽余热回收再利用，节能减排，提升能源的综合利用率。

作为本实用新型实施例中的用于冷热电联供的铝电解槽热量回收装置，进一步地，油水换热器1导热油入口、导热油出口均与铝电解槽连接，其导热油入口回收铝电解槽余热，其导热油出口用于将回收后的导热油送至铝电解槽，以形成导热油换热回路，组装维护方便，节约成本，使用效果好。

作为本实用新型实施例中的用于冷热电联供的铝电解槽热量回收装置，进一步地，油水换热器1换热水出口、换热水入口分别对应与水水换热器22和吸收式热泵3两者的换热水入口、换热水出口连接，以形成各自循环换热水路。天冷时，可接入混水或换热装置调节热水温度以符合热力站供暖要求，天热时，可利用吸收式热泵制冷后将冷水送至热力站达到供冷需求，提升综合利用率，节能减排。

作为本实用新型实施例中的用于冷热电联供的铝电解槽热量回收装置，进一步地，还包含有设置于电厂端用于将余热接入电厂端发电机组补水管路的水水换热器二21。将铝电解槽余热经油水换热器和水水换热器次序换热，可利于将余热调整至与电厂端发电机组补水状态一致，以不影响发电系统正常运行的前提下，达到将余热供入发电系统的目的，实现发电量的增加，节约成本，提升能源利用率。

从铝电解槽回收的热量稳定，但热源温度较低，一般250~350度，经回收后温度进一步降低，在200度左右，盲目接入发电系统可能降低发电效率。发电系统水循环自成系统，如何将余热接入电厂使用，在实现余热再利用的同时避免对发电系统造成扰动。通过对电力补水系统的研究，可根据回收余热的温度特点，在电力补水系统中选择合适的补水点，将本案实用新型中承载余热的纯水调整到和补水完全一致的状态，以达到不影响电厂端运行前提下实现铝厂端余热接入发电系统的目的。

将从电解槽经过良好的集热回收后的余热在采暖季以热水的形式用于热力站集中供暖或炎热季用于供冷，可在过渡季以热水形式用于冷热电联供机组发电。集中供暖供冷时将热水输送到热力站入口，并进一步可通过混水或换热装置调节热水温度符合热力站的要求，供冷时候通过吸收式热泵制冷后将冷水供到热力站；供机组发电时，可用纯水和热水换热达到相应的加热器要求后补入加热器。从铝电解槽回收的热量通过换热后用于供暖供冷或供入发电机组，铝电解生产是连续的，可以获得持续稳定的回收热量，通过选择与供暖供冷系统、发电系统合适的对接接口，以调热后保持与接入对象热力状态一致，减少对接入系统影响的同时，提升能源综合利用率，节约减排，提升企业形象和经济价值。

本实用新型不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本实用新型等同或者类似的变化都应涵盖在本实用新型权利要求的范围内。

本文中术语“和/或”表示可以存在三种关系。例如，a和/或b可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。