“鋁電解槽雙端節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)”成果國際領(lǐng)先 電解鋁節(jié)能降碳“中國方案”出爐
7月13日，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會在河南鄭州組織召開科技成果評價會，對由鄭州大學(xué)、鄭州輕冶科技股份有限公司、河南中孚實(shí)業(yè)股份有限公司、河南省電力設(shè)計院有限公司等單位完成的“鋁電解槽雙端節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)”進(jìn)行科技成果評價。專家組一致認(rèn)為，該項(xiàng)目研究成果是我國電解鋁節(jié)能理論與技術(shù)的重大突破，取得了大幅度節(jié)能降碳的效果，對促進(jìn)鋁工業(yè)科技進(jìn)步具有重要的作用，經(jīng)濟(jì)意義和社會意義巨大，為電解鋁工業(yè)落實(shí)國家碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和“中國方案”。
參加科技成果評價會的專家組成員有：中國工程院院士殷瑞鈺、邱定蕃、王國棟、邱冠周、潘復(fù)生、聶祚仁、柴立元，以及賈明星、康義、楊斌、李紅霞、李劼、陳開斌、顏非亞、劉海石共15位冶金、有色領(lǐng)域權(quán)威專家。中國有色金屬工業(yè)協(xié)會科技部主任張龍主持了簡短的開幕式。鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院院長、中國工程院院士何季麟，中孚實(shí)業(yè)總經(jīng)理錢宇代表項(xiàng)目完成單位致辭。專家組組長、中國有色金屬工業(yè)協(xié)會原會長康義主持評價會。
張龍主任主持開幕式、康義教授主持專家評審會
何季麟院士、錢宇總經(jīng)理致辭
生產(chǎn)1噸電解鋁約需消耗電能13000kWh～14000kWh。然而，迄今為止，電解鋁的實(shí)際能量利用率仍不足50%，另外一半的能量散失在環(huán)境中。鄭州大學(xué)何季麟院士團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年研究開發(fā)，在鋁電解槽 “輸出端”節(jié)能領(lǐng)域進(jìn)行了長期不懈的探索，相繼突破鋁電解槽熱特性優(yōu)化控制理論、槽體散熱高效聚集及鋁電解回收熱能工業(yè)化應(yīng)用等領(lǐng)域技術(shù)難題。通過與美國、挪威、加拿大等國家廣泛開展國際合作，研制成功具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工業(yè)鋁電解槽雙端節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)和成套工業(yè)系統(tǒng)（HORRS），并首次在400kA大型鋁電解槽上獲得成功，回收熱能與鞏義市城市供熱總站和300MW火電機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。
與會專家饒有興趣地察看運(yùn)行中的HORRS系統(tǒng)
專家組考察了400kA工業(yè)試驗(yàn)槽、城市供熱及火力發(fā)電機(jī)組應(yīng)用現(xiàn)場，項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人、鄭州大學(xué)教授梁學(xué)民對項(xiàng)目研究成果做了詳細(xì)匯報。經(jīng)過認(rèn)真、熱烈地討論，評價專家形成以下綜合評價意見：
一是項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)新程度高。該項(xiàng)目獲國家授權(quán)專利18件，其中，發(fā)明專利8件；出版專著1部。該項(xiàng)目破解了傳統(tǒng)“輸入端節(jié)能”的技術(shù)瓶頸和“輸出端節(jié)能”的關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)；創(chuàng)建了以能量流為調(diào)控變量、過熱度和爐幫形狀為目標(biāo)的熱特性優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)了工藝技術(shù)條件在熱特性與磁流體穩(wěn)定性控制中的“解耦”，構(gòu)建了鋁電解槽雙端節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)理論；開發(fā)了專用特種高效集熱器，滿足了電解車間大電流、高溫、強(qiáng)磁場和復(fù)雜空間要求，實(shí)現(xiàn)了電解槽側(cè)部高效集熱、能量流可控性和溫度場均勻分布的效果，使用安全可靠；開發(fā)了建立在鋁電解槽熱優(yōu)化控制模型基礎(chǔ)上熱循環(huán)系統(tǒng)，通過電解槽多參數(shù)實(shí)時檢測，對電解槽熱特性進(jìn)行動態(tài)精確調(diào)控和槽體散熱能量高效聚集；開發(fā)了“雙端節(jié)能”智能化工業(yè)系統(tǒng)，顯著優(yōu)化反應(yīng)過程、降低了電解鋁能耗，并成功與城市供熱系統(tǒng)和火力發(fā)電機(jī)組聯(lián)網(wǎng)，使回收熱能得到高效利用，首次實(shí)現(xiàn)了工業(yè)鋁電解槽的雙端節(jié)能。
梁學(xué)民教授現(xiàn)場講解HORRS系統(tǒng)整體布置
二是技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)先進(jìn)。該項(xiàng)目在中孚實(shí)業(yè)400kA電解槽上實(shí)現(xiàn)降低槽電壓80mV~100mV，降低電解質(zhì)過熱度4℃~5℃，并穩(wěn)定控制在8℃~12℃，電流效率提高0.7%，實(shí)現(xiàn)輸入端噸鋁節(jié)電379kWh/tAl以上；輸出端實(shí)現(xiàn)節(jié)能420kWh/tAl以上；電解槽綜合節(jié)能(熱電合計)約6%，噸鋁節(jié)能780kWh，折合CO2減排500kg/tAl以上。
專家、代表全神貫注觀察400kA試驗(yàn)槽熱調(diào)控效果
三是技術(shù)難度大、復(fù)雜程度高。突破了理論研究、關(guān)鍵裝置研制和工業(yè)系統(tǒng)研發(fā)多項(xiàng)難題。
四是技術(shù)重現(xiàn)性好、成熟度高。該項(xiàng)目開發(fā)的工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計完善，自2021年3月11日以來，在中孚實(shí)業(yè)400kA電解槽上實(shí)現(xiàn)了長期連續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)性能可靠，技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)。
五是技術(shù)創(chuàng)新對推動行業(yè)科技進(jìn)步和提高市場競爭能力的作用具有非常重大的意義。該項(xiàng)目開辟了電解鋁工業(yè)節(jié)能降碳技術(shù)的新領(lǐng)域，為電解鋁工業(yè)實(shí)現(xiàn)國家“雙碳”目標(biāo)提供技術(shù)支撐。
六是經(jīng)濟(jì)、社會效益顯著。該項(xiàng)目實(shí)施后使電解鋁能量利用率在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提升5~6個百分點(diǎn)。預(yù)測推廣應(yīng)用年節(jié)能達(dá)292億kWh，折合標(biāo)準(zhǔn)煤768萬噸，減少CO2排放約2000萬噸。
項(xiàng)目整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，專家組建議加快其推廣應(yīng)用。
與會專家、代表合影
中國有色金屬工業(yè)協(xié)會節(jié)能環(huán)保處、河南省節(jié)能和能源中心、河南省有色金屬行業(yè)協(xié)會、河南省發(fā)改委碳達(dá)峰碳中和政策研究組等單位領(lǐng)導(dǎo)，內(nèi)蒙古霍林郭勒市人大常委會主任白華帶領(lǐng)市政府代表團(tuán)出席了會議。東興鋁業(yè)、錦江集團(tuán)、魏橋創(chuàng)業(yè)集團(tuán)等典型電解鋁企業(yè)代表，國網(wǎng)河南能源服務(wù)公司、索通炭素公司等意向投資企業(yè)代表參加了評價會。
（來源：中國有色金屬報公眾號）
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