一种铝电解槽储能系统的制作方法

背景技术：

1、

2、电解铝是典型的高耗能产业，电解铝企业具有耗电量大、负荷率高和负荷稳定的特点，且用电成本可占到总成本40%左右。面对大力发展的新能源发电领域和日益严苛的节能减排标准，电解铝企业可以根据自身特点，将峰谷电价机制与电解铝生产有机结合起来，以削峰填谷的方式多消纳成本低的新能源电力实现电费成本降低。

3、一般情况下，单个电解系列拥有300台左右的电解槽。铝电解槽在生产时，理论能量利用率只有大约50%左右，其余的能量大部分以热量的形式散失到环境中。通过吸热装置将这部分散失的热量收集起来，将这部分能量返回到电解槽中，可以降低电解槽电耗。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种铝电解槽储能系统，通过在铝电解槽上安装电解槽吸热装置，收集电解槽的余热，通过余热发电装置进行发电，存储到电池储能装置中，电池储能装置同时能用网电等外部供电系统进行充电，在设定的条件下，电池储能装置向电解槽进行供电，以削峰填谷的方式达到节省电费的目的。

2、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

3、一种铝电解槽储能系统，包括电解槽吸热装置，所述电解槽吸热装置设置在铝电解槽上，换热介质流经电解槽吸热装置中的换热管路，与铝电解槽的热量进行换热；电解槽吸热装置与余热换热器经连接管路相连，余热换热器与余热发电装置相连，余热发电装置利用余热换热器的余热发电，所发电量供应给电池储能装置、厂内动力电网，电池储能装置与直流母线接入装置相连，电池储能装置还与外部供电系统相连，电池储能装置由余热发电装置、外部供电系统同时或单独充电，直流母线接入装置还与铝电解槽相连。

4、进一步地，所述电池储能装置在满足电网拉闸限电导致电解系列无法获得足够电力负荷时、电网电价处于高价位的峰时段、电池储能装置内有多余电量时向外提供负荷，电池储能装置在满足由低电价的新能源供电网络作为外部供电系统进行充电、由电网作为外部供电系统在电网谷值电价时由外部供电系统充电。

5、进一步地，所述电解槽吸热装置与余热换热器相连的连接管路上设有动力循环装置。

6、进一步地，所述余热换热器通过连接管路与若干台铝电解槽的电解槽吸热装置相连，余热发电装置与若干台余热换热器相连。

7、进一步地，所述电解槽吸热装置由若干个吸热器串联或并联组成，分布在铝电解槽若干位置，包括紧贴侧部槽壳、紧贴钢棒、紧贴覆盖料表面、放置在侧部炭块内部。

8、进一步地，在铝电解槽长度方向按摇篮架将铝电解槽划分为若干个区域，相邻两个摇篮架之间为同一区域，不同区域之间的吸热器为并联安装，同一区域之内的吸热器为串联安装。

9、进一步地，每个余热发电装置配置一个或多个电池储能装置，电池储能装置包括：输入交流电，电压与余热发电装置出口电压相一致；输出直流电，电压与电解供电直流汇总母线电压相一致。

10、进一步地，所述电池储能装置配有控制及保护装置，与整流所稳流控制系统通讯；控制及保护装置包括：为整流所稳流控制系统发送供应的电流值参数；接收整流所稳流控制系统发送的电压调节指令；接收整流所稳流控制系统发送的紧急停机指令，停止向直流母线供电。

11、进一步地，所述电池储能装置接收余热发电装置的电能，存储电网谷值电价时的电能；所述电池储能装置电网谷值电价时的电能存储量，根据电解区域的交流保安电源量确定，用作该区域的保安电源储备。

12、进一步地，一个电解系列共用一个直流母线接入装置，电池储能装置连接到直流母线接入装置，直流母线接入装置通过铝母线连接方式与电解供电直流汇总母线相连，为电解槽供电，其与电解供电直流汇总母线相连处，设置母线接入保护柜，母线接入保护柜包括：防止电流逆流；设置隔离刀，实现检修断电。

13、本发明的有益效果是：本发明铝电解槽储能系统，通过在铝电解槽上安装吸热装置，通过吸热装置将电解槽的余热收集起来，通过余热发电装置进行发电，然后存储到电池储能装置中，电池储能装置同时能用网电等外部供电系统进行充电，在特定时刻，电池储能装置向电解槽进行供电，以削峰填谷的方式达到节省电费的目的，降低铝电解企业的用电成本。

技术特征：

1.一种铝电解槽储能系统，其特征在于：包括电解槽吸热装置（2），所述电解槽吸热装置（2）设置在铝电解槽（1）上，换热介质流经电解槽吸热装置（2）中的换热管路，与铝电解槽（1）的热量进行换热；电解槽吸热装置（2）与余热换热器（6）经连接管路相连，余热换热器（6）与余热发电装置（8）相连，余热发电装置（8）利用余热换热器（6）的余热发电，所发电量供应给电池储能装置（9）、厂内动力电网（7），电池储能装置（9）与直流母线接入装置（10）相连，电池储能装置（9）还与外部供电系统（11）相连，电池储能装置由余热发电装置（8）、外部供电系统（11）同时或单独充电，直流母线接入装置（10）还与铝电解槽（1）相连。

2.根据权利要求1所述的一种铝电解槽储能系统，其特征在于：所述电池储能装置（9）在满足电网拉闸限电导致电解系列无法获得足够电力负荷时、电网电价处于高价位的峰时段、电池储能装置（9）内有多余电量时向外提供负荷，电池储能装置（9）在满足由低电价的新能源供电网络作为外部供电系统进行充电、由电网作为外部供电系统在电网谷值电价时由外部供电系统（11）充电。

3.根据权利要求1所述的一种铝电解槽储能系统，其特征在于：所述电解槽吸热装置（2）与余热换热器（6）相连的连接管路上设有动力循环装置（4）。

4.根据权利要求1所述的一种铝电解槽储能系统，其特征在于：所述余热换热器（6）通过连接管路与若干台铝电解槽（1）的电解槽吸热装置（2）相连，余热发电装置（8）与若干台余热换热器（6）相连。

5.根据权利要求1所述的一种铝电解槽储能系统，其特征在于：所述电解槽吸热装置（2）由若干个吸热器串联或并联组成，分布在铝电解槽（1）若干位置，包括紧贴侧部槽壳、紧贴钢棒、紧贴覆盖料表面、放置在侧部炭块内部。

6.根据权利要求5所述的一种铝电解槽储能系统，其特征在于：在铝电解槽（1）长度方向按摇篮架将铝电解槽（1）划分为若干个区域，相邻两个摇篮架之间为同一区域，不同区域之间的吸热器为并联安装，同一区域之内的吸热器为串联安装。

7.根据权利要求1所述的一种铝电解槽储能系统，其特征在于：每个余热发电装置（8）配置一个或多个电池储能装置（9），电池储能装置（9）包括：输入交流电，电压与余热发电装置（8）出口电压相一致；输出直流电，电压与电解供电直流汇总母线电压相一致。

8.根据权利要求1所述的一种铝电解槽储能系统，其特征在于：所述电池储能装置（9）配有控制及保护装置，与整流所稳流控制系统通讯；控制及保护装置包括：为整流所稳流控制系统发送供应的电流值参数；接收整流所稳流控制系统发送的电压调节指令；接收整流所稳流控制系统发送的紧急停机指令，停止向直流母线供电。

9.根据权利要求1所述的一种铝电解槽储能系统，其特征在于：所述电池储能装置（9）接收余热发电装置（8）的电能，存储电网谷值电价时的电能；所述电池储能装置（9）电网谷值电价时的电能存储量，根据电解区域的交流保安电源量确定，用作该区域的保安电源储备。

10.根据权利要求1所述的一种铝电解槽储能系统，其特征在于：一个电解系列共用一个直流母线接入装置（10），电池储能装置（9）连接到直流母线接入装置（10），直流母线接入装置（10）通过铝母线连接方式与电解供电直流汇总母线相连，为电解槽供电，其与电解供电直流汇总母线相连处，设置母线接入保护柜，母线接入保护柜包括：防止电流逆流；设置隔离刀，实现检修断电。

技术总结一种铝电解槽储能系统，属于铝电解技术领域，包括电解槽吸热装置，所述电解槽吸热装置设置在铝电解槽上；电解槽吸热装置与余热换热器经连接管路相连，余热换热器与余热发电装置相连，余热发电装置利用余热换热器的余热发电，电池储能装置还与外部供电系统相连，直流母线接入装置还与铝电解槽相连。本发明通过在铝电解槽上安装电解槽吸热装置，收集电解槽的余热，通过余热发电装置进行发电，存储到电池储能装置中，电池储能装置同时能用网电等外部供电系统进行充电，在设定的条件下，电池储能装置向电解槽进行供电，以削峰填谷的方式达到节省电费的目的。技术研发人员：张钦菘,刘志元,李雪娇,刘春昊,刘伟,胡红武,许立松,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：技术公布日：2024/7/29