一种铝电解槽用柔性生产能量调控装置的制作方法

本技术涉及铝电解，具体为一种铝电解槽用柔性生产能量调控装置。

背景技术：

1、铝电解槽是电解铝厂的主要设备，一个电解系列一般由若干台电解槽组成串联回路，想要使每台电解槽都能正常运转，必须要满足“能量平衡”，即输入能量与输出能量平衡，以此来维护电解槽内部的稳定；随着电解槽容量和电流密度的提高，铝电解槽的侧部散热占整个电解槽散热的30%—45%，电解槽侧部的散热负荷越来越高，当电解槽侧部散热不好、侧部钢窗口温度升高，能达到350 ℃以上，严重的引起钢窗口发红的现象，大大缩短电解槽的寿命。

2、就当前冶炼厂情况而言，在能源使用和生产方面无法灵活，这是因为需要将铝电解过程保持在非常窄的“热平衡”温度范围内；当电流增加时，槽内温度偏高，需要快速地散热，防止电解槽过热或故障；当电流降低时，需及时采取保温措施，防止它冷却和凝固；因此，铝电解在充当柔性负载时不仅要适应新能源发电的间歇性增加，还需要维持其自身的热平衡状态。而铝电解槽自身调节功能有限，过程缓慢，不能及时地带走热量或减少散热。

3、并且铝电解槽是通过电解熔盐电解质制得液态铝的设备，在正常生产过程中，铝电解槽内部因为内外换热的原因，会在电解质交界面形成“炉帮”，也就是凝固的固态电解质；侧壁的换热对炉帮影响较大。如果某部位槽壳内部炉帮过薄，那会直接导致侧壁温度过高。相反，如果某部分侧壁温度换热较多，温度较其他部分低，则该部位的炉帮也会变厚。

技术实现思路

1、鉴于上述缺点与不足，本实用新型提供一种铝电解槽用柔性生产能量调控装置，换热装置结构简单且换热效率高、可定制化控制换热装置内气体流量，使电解槽内炉帮均匀，增加电解槽的出铝效率。

2、为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案：

3、一种铝电解槽用柔性生产能量调控装置，包括风机、气路、气路控制模块和换热装置，所述换热装置固定安装在铝电解槽槽壳的外壁，所述风机与气路连接，气路上有设多个支管，通过控制风机和气路控制模块在换热装置内部或外部的气体流量而使铝电解槽保持热平衡状态。

4、所述气路包括主气路和支气路，主气路一端与风机连接，另一端固定设置在换热装置外部，所述支气路固定设置在主气路下方并与主气路连通，所述主气路和支气路上均设有多个支管。

5、所述换热装置包括侧板和活动底板，侧板与电解槽槽壳固定连接，活动底板通过弹簧与侧板活动连接，所述侧板上开设有多个通孔。

6、所述主气路的支管通过换热装置侧板开设的通孔伸入换热装置内部，所述支气路的支管出风口朝向伸出铝电解槽的钢棒处。

7、所述气路控制模块包括气路控制装置和自动调节阀，所述气路的每个支管上均设有自动调节阀，所述气路控制装置控制自动调节阀的气体流量。

8、所述换热装置安装在电解槽槽壳的摇篮架之间，换热装置侧板的宽度不大于摇篮架之间的距离。

9、所述换热装置内安装有一个或多个散热片。

10、本实用新型具有以下有益效果及优点：

11、1、本实用新型换热装置在有强制通风的条件下，由于内部有气体压力，会使得换热器下方底板自动打开，使得气体溢出，此时为气体流入状态，增加电解槽侧部换热效率，降低侧壁温度；当没有强制通风条件下，由于内部没有气体压力，换热装置下方底板会处在关闭状态，此时，换热装置会形成密闭空间，既防止电解车间自然风对电解槽侧部换热，也可以形成空气绝热层，进一步保证电解槽侧壁保温效果。

12、2、本实用新型气路控制装置可根据生产需求，定制化控制换热装置内的气体流量，使电解槽内部炉帮均匀，从而增加电解槽出铝效率，增加产量，从而增加收益。

13、3、本实用新型可实现对铝电解电解槽柔性生产能量调控，根据不同电解槽的生产情况及外界条件，定制换热装置的形状、数量及控制形式，且结构简单，可靠性高。

14、4、本实用新型能较好的适应不同的热收入情况；在当今社会，风能、太阳能等新能源比重的增加，电力稳定性也面临比较大的挑战，而且峰谷分时电价的实行，用电企业也需要一种实时调配电流，以达到增产降本的目的。

技术特征：

1.一种铝电解槽用柔性生产能量调控装置，其特征在于：包括风机、气路、气路控制模块和换热装置，所述换热装置固定安装在铝电解槽槽壳的外壁，所述风机与气路连接，气路上有设多个支管，通过控制风机和气路控制模块在换热装置内部或外部的气体流量而使铝电解槽保持热平衡状态。

2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽用柔性生产能量调控装置，其特征在于：所述气路包括主气路和支气路，主气路一端与风机连接，另一端固定设置在换热装置外部，所述支气路固定设置在主气路下方并与主气路连通，所述主气路和支气路上均设有多个支管。

3.根据权利要求1所述的一种铝电解槽用柔性生产能量调控装置，其特征在于：所述换热装置包括侧板和活动底板，侧板与电解槽槽壳固定连接，活动底板通过弹簧与侧板活动连接，所述侧板上开设有多个通孔。

4.根据权利要求2所述的一种铝电解槽用柔性生产能量调控装置，其特征在于：所述主气路的支管通过换热装置侧板开设的通孔伸入换热装置内部，所述支气路的支管出风口朝向伸出铝电解槽的钢棒处。

5.根据权利要求1所述的一种铝电解槽用柔性生产能量调控装置，其特征在于：所述气路控制模块包括气路控制装置和自动调节阀，所述气路的每个支管上均设有自动调节阀，所述气路控制装置控制自动调节阀的气体流量。

6.根据权利要求3所述的一种铝电解槽用柔性生产能量调控装置，其特征在于：所述换热装置安装在电解槽槽壳的摇篮架之间，换热装置侧板的宽度不大于摇篮架之间的距离。

7.根据权利要求3所述的一种铝电解槽用柔性生产能量调控装置，其特征在于：所述换热装置内安装有一个或多个散热片。

技术总结本技术公开一种铝电解槽用柔性生产能量调控装置，包括风机、气路、气路控制模块和换热装置，所述换热装置固定安装在铝电解槽槽壳的外壁，所述风机与气路连接，气路上有设多个支管，通过控制风机和气路控制模块在换热装置内部或外部的气体流量而使铝电解槽保持热平衡状态；所述气路包括主气路和支气路，主气路一端与风机连接，另一端固定设置在换热装置外部，所述支气路固定设置在主气路下方并与主气路连通，所述主气路和支气路上均设有多个支管。本技术可实现对铝电解电解槽柔性生产能量调控，根据不同电解槽的生产情况及外界条件，定制换热装置的形状、数量及控制形式，且结构简单，可靠性高。技术研发人员：胡红武,张钦菘,刘雅锋,孙驰航,王旋,曹曦,侯金龙,付松受保护的技术使用者：沈阳铝镁设计研究院有限公司技术研发日：20231121技术公布日：2024/7/11