Розробка заходів ресурсоенергозбереження при виробництві первинного алюмінію

Abstract

Об’єкт дослідження: алюмінієві електролізери для виробництва первинного алюмінію. Предмет дослідження: термоелектричні поля, енерго-технологічні параметри експлуатації і енергобаланси алюмінієвих електролізерів, енергозберігаючі конструкції катодних пристроїв алюмінієвих електролізерів розраховані на роботу на підвищеній силі струму. Мета роботи – полягає: в розробці заходів щодо зниження витрат електричної і теплової енергії та конструкційних матеріалів при виробництві первинного алюмінію. Методи дослідження:  чисельне моделювання тепло-електричних полів;  дослідження за допомогою чисельного експерименту енерго-технологічних параметрів експлуатації ресурсо- та енергозберігаючих конструкцій катодних пристроїв алюмінієвих електролізерів. Успішна реалізація вказаної мети неможлива без знання термоелектричного стану алюмінієвих електролізерів, методик проведення натурних експериментів та розрахунку енергетичних балансів. Наразі, виходячи перш за все із питань економічності, для дослідження ТЕ стану складних високотемпературних об’єктів, до яких відносяться алюмінієві електролізери, найбільш доцільно використовувати чисельне моделювання з проведенням обмеженої кількості натурних експериментів на промислових об’єктах, тобто тільки для перевірки даних чисельних експериментів. Актуальність вказаних проблем, їх велике наукове і практичне значення визначили вибір напрямку досліджень – розробка комплексної методики для чисельно-експериментального дослідження фізичних полів в алюмінієвих електролізерах для створення теоретичної бази з розробки технічних рішень з енерго- та ресурсозбереження, що включають в себе: ескізні проекти з модернізації діючих і розробці нових конструкцій, порівняльні оцінки енергоефективності конструкцій електролізерів для прийняття обґрунтованих рішень. Результати НДР упроваджені: для експертних оцінок енергетичної ефективності діючих і нових конструкцій алюмінієвих електролізерів, розрахованих на роботу на підвищеній силі струму з покращеними енерго-технологічними показниками. Прогнозні параметри щодо розвитку об’єкта дослідження – розробка нових енергозберігаючих конструкцій катодних пристроїв алюмінієвих електролізерів з оптимальною вогнетривкою футеровкою і високотемпературною теплоізоляцією, розрахованих на підвищену силу струму з терміном експлуатації (більше, ніж 55-60міс.) і низькими питомими витратами електроенергії (менше, ніж 1400-1450кВтгод/т).