【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及柔性铝电解槽，尤其涉及一种两段式侧壁气体换热型柔性铝电解槽。
技术介绍
1、我国西部和北部等部分偏远地区风电、光电等清洁能源丰富，这些地区电网建设相对落后，且风电、光电属于不稳定能源，因此其消纳成为难题。与此同时，我国原铝产量和占比呈逐年增加趋势，铝电解行业对电能的需求巨大。而铝电解主体设备铝电解槽具备适应一定幅度波动电流的条件，如果能通过电网与铝电解相关技术的研发与设备升级，配合电价补偿机制，可以让铝电解这一高耗能产业就近消纳风电等新能源，降低铝电解用电成本。
2、铝电解消纳风电等不稳定能源时，铝电解过程存在不同程度电流波动。持续的电流波动引起电解槽内热-电-磁-流耦合场变化，引发一系列生产问题。其中，一定厚度的炉帮是铝电解正常生产的保证，持续波动电流可能破坏炉帮原有形状。为了解决这一问题，采用两段式侧部气体换热技术，针对电流波动情况，通过对换热介质进口流量控制，实现对铝电解槽侧部强制换热，从而间接控制炉帮形状。侧部换热技术的应用，在调节炉帮形状同时回收余热，实现铝电解的柔性生产。目前，专利(cn105734612a)提出了一种数值模拟方法计算风电波动下铝电解槽温度场，对于电流波动后的热平衡未作处理。专利(cn213142225u)提出在电解槽钢壳与侧部碳块之间加装换热器调节铝电解槽热平衡，增加了操作难度。本专利提出了在钢壳表面装置气体换热器维持电流波动后的热平衡，该装置可操作性强，换热效果明显。
3、在实际铝电解过程中，部分系列铝电解槽铝液区域对应的炉帮很难形成。因此，该区域对应的槽壳表
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种两段式侧壁气体换热型柔性铝电解槽，解决了现有铝电解槽消纳风电过程中由于持续电流波动、电解质成分变化引起过热度变化等问题，引起的炉帮轮廓变化。
2、一种两段式侧壁气体换热型柔性铝电解槽，包括铝电解槽和侧壁气体换热器；
3、所述侧壁气体换热器采用钢制固定支架支撑，设置于铝电解槽的槽壳侧壁表面，侧壁气体换热器与槽壳侧壁接触面直接接触贴合，接触面处对于不能直接接触贴合的部分采用导热硅脂填充；
4、所述侧壁气体换热器为多排管式并列结构；
5、所述多排管式并列结构为若干换热管道并列设置，其中每根换热管道包括气体入口a和气体入口b，一个气体出口c；
6、所述换热管道的截面为半圆形结构，其中半圆形结构的直径面与槽壳侧壁表面直接接触；
7、所述气体入口a位于电解质上表面所在平面，气体入口b位于铝液-阴极界面以下，气体出口c位于气体入口a和气体入口b中间位置，换热管道的排列数量取决于两摇篮架之间的距离，换热管道之间紧密排列；
8、所述换热管道为不锈钢材质。
9、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
10、本专利技术提供一种两段式侧壁气体换热型柔性铝电解槽，可应用于各种系列铝电解槽，例如电解质分子比变化引起过热度波动的铝电解槽、消纳不稳定风电和光电的系列铝电解槽等，当过热度波动或不稳定风电、光电波动超出了铝电解槽自身调节限度，会增加炉帮完全融化风险，加剧铝电解槽侧部内衬材料腐蚀；本申请可以很好的人为调控炉帮形状从而规避这一风险。结合现场测试和数值仿真的方法确定了侧壁气体换热器对炉帮的控制机制。侧壁气体换热型柔性铝电解槽可以保证合理的炉帮结构，大幅降低侧部漏槽的风险，同时可以回收侧壁散失余热实现节能环保。
11、不管是消纳正常系列电流进行铝电解，还是消纳不稳定风电、光电进行铝电解，都存在铝电解槽热场变化；数值仿真方法可以很好的计算出热场变化规律，然后结合现场测试验证数值模型计算的可靠性；然后，根据数值仿真结果和现场测试结果，合理的调节烟气进口流量，强制调节侧壁热流，从而实现对炉帮的间接控制。和现有技术相比，具备以下有益效果：
12、1.相比于在侧部内衬中安置换热器，本专利技术不改变电解槽侧部原有结构，在槽壳表面加装换热器，具有结构简单，操作以及维护简便的特点。本专利技术换热器可用作换热和保温功能，回收余热是以调整炉帮轮廓为前提的基础上进行。
13、2.本专利技术可适用于多种应用场景：消纳不稳定风电、光电等清洁能源时引起炉帮轮廓变化；电解质成分变化引起炉帮轮廓变化等；槽内流场不均匀导致热场不均匀，进而导致炉帮过厚或者过薄等。
14、3.本专利技术换热器分区域设置，两摇篮架之间为一单独区域，各个区域互不影。在槽壳表面装置热电偶，可实时观察槽壳表面温度变化，根据温度变化可分区域实时调整换热效率。
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1.一种两段式侧壁气体换热型柔性铝电解槽，其特征在于，包括铝电解槽和侧壁气体换热器；
2.根据权利要求1所述的一种两段式侧壁气体换热型柔性铝电解槽，其特征在于，所述侧壁气体换热器为多排管式并列结构。
3.根据权利要求2所述的一种两段式侧壁气体换热型柔性铝电解槽，其特征在于，所述多排管式并列结构为若干换热管道并列设置，其中每根换热管道包括气体入口a和气体入口b，一个气体出口c。
4.根据权利要求3所述的一种两段式侧壁气体换热型柔性铝电解槽，其特征在于，所述气体入口a位于电解质上表面所在平面，气体入口b位于铝液-阴极界面以下，气体出口c位于气体入口a和气体入口b中间位置。
5.根据权利要求3所述的一种两段式侧壁气体换热型柔性铝电解槽，其特征在于，所述换热管道的排列数量取决于两摇篮架之间的距离，换热管道之间紧密排列。
6.根据权利要求3所述的一种两段式侧壁气体换热型柔性铝电解槽，其特征在于，所述换热管道的截面为半圆形结构，其中半圆形结构的直径面与槽壳侧壁表面直接接触。
7.根据权利要求1所述的一种两段式侧壁气体换热
...【技术特征摘要】
1.一种两段式侧壁气体换热型柔性铝电解槽，其特征在于，包括铝电解槽和侧壁气体换热器；
2.根据权利要求1所述的一种两段式侧壁气体换热型柔性铝电解槽，其特征在于，所述侧壁气体换热器为多排管式并列结构。
3.根据权利要求2所述的一种两段式侧壁气体换热型柔性铝电解槽，其特征在于，所述多排管式并列结构为若干换热管道并列设置，其中每根换热管道包括气体入口a和气体入口b，一个气体出口c。
4.根据权利要求3所述的一种两段式侧壁气体换热型柔性铝电解槽，其特征在于，所述气体入口a位于电解质上表面所在...
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