第1期 张欣欣等：铝生产能源结构及流程优化分析 。119 比例，如一次能源原煤通过蒸汽锅炉转化为二次 氧化铝生产过程工艺热中.同样，其他能源种类在 能源高压蒸汽，例如针对抽凝式发电机组，高压蒸 能源网络图中转移方向、运动过程都可以在铝工 汽减压做功部分转变为电能，而后抽气输出成为 业能源系统网络图直观反映出.铝工业能源网络 生产用汽.整个转变过程效率是火电机组的效能 图表现出：铝工业能源转化和转换环节形式单一， 指标，经过生产统计，原煤集中转换环节，输出生 各类能源物质交叉少，转化过程中联系不紧密，能 产用蒸汽与电力各占输入能源的大概比例76%和 源系统结构网络化程度不强，线性化比较突出，各 24%.蒸汽需求总量及比例关系如图中括号内数 种能源缺乏替代和互补关系；铝工业能源耗散过 据，网路图显示出整个蒸汽能源几乎全部消耗在 程复杂：耗散形式多以工艺热为主 能源 集巾转换 分散转化 传输分配 用能设备 消耗 (43%) 蒸发器 (76%)蒸汽！ 艺热 原煤 (40%) D 17.1% 原浆溶出器 工艺热 (10%) 熟料脱硅 工艺热 电机等 传动 电灯 ● 照明 电器等 12%) 传动、控制 n>90% 7=0.48 电力 变压 交变 电解槽 66.2% 上艺热 蒸汽 70%) 生石汕焦 煅烧 电极焙烧炉 残极（阴极六· 6.3% (=75% 7=0.7528%) 工艺热 阳极 重油 A0焙烧炉 3.9% 7=0.25-2%) T艺热 熔炼炉 电煅 7792%1 阴极 无州煤 5%) (95%) 工艺热 1.2% 7-0.58 洗精煤 熟料回转窑 4.2% 工艺热 图4铝工业能源网络流程图 Fg 4 Enegy nework fbw chart of the akm inum industry 工序配置、衔接和协调等工程技术问题，以及相应的 3铝工业生产工序界面分析 工艺和装置都属于界面技术研究的内容.表2给出 生产工艺对比分析表明，铝工业与钢铁工业中 了目前铝生产流程工序界面技术及相关设备情况， 部分对应工序的工艺方法差别较大，如氧化铝的湿 并与钢铁流程对应界面技术进行了对比. 法治金与烧结球团的火法生产，电解铝与高炉炼铁： 在铝工业主体工序界面中，氧化铝-电解、阳 其他工序的工艺方法和工艺技术有一定的相似之 极电解、铸造一热轧等界面均以间歇联接方式为 处，如阳极制备与焦化都是碳料的高温处理过程，铝 主，工序间转运物质的显热大都没有得到充分利用. 液熔炼与炼钢都有中间金属熔化、造渣和脱气等过 重熔铝锭的再次熔炼更体现了重复耗能的间歇联接 程，铝液铸造与钢水连铸都采用水冷凝固方法，轧制 特点.对上述间歇运行界面，图2中采用虚线箭头 加工工序都有热连轧、冷加工等工艺. 表示.在钢铁流程中，烧结炼铁、焦化炼铁界面也 铝工业与钢铁工业主体工序生产工艺存在许多 具有间歇运行的特点，但在连铸热轧界面中普遍 不同之处，主体工序间的界面技术也有一定的差 采用热送热装技术，充分利用连铸坯的显热，取得较 异.界面技术是指主体工序之间的衔接匹配、协 好的节能效果 调缓冲技术及相应的装置，如图2所示，界面内的 电解熔炼界面主要完成吸铝、转运、转注或第 1期 张欣欣等:铝生产能源结构及流程优化分析 比例, 如一次能源原煤通过蒸汽锅炉转化为二次 能源高压蒸汽, 例如针对抽凝式发电机组, 高压蒸 汽减压做功部分转变为电能 , 而后抽气输出成为 生产用汽 .整个转变过程效率是火电机组的效能 指标, 经过生产统计 , 原煤集中转换环节, 输出生 产用蒸汽与电力各占输入能源的大概比例 76%和 24%.蒸汽需求总量及比例关系如图中括号内数 据 ,网路图显示出整个蒸汽能源几乎全部消耗在 氧化铝生产过程工艺热中 .同样, 其他能源种类在 能源网络图中转移方向、运动过程都可以在铝工 业能源系统网络图直观反映出 .铝工业能源网络 图表现出:铝工业能源转化和转换环节形式单一, 各类能源物质交叉少 , 转化过程中联系不紧密 , 能 源系统结构网络化程度不强 , 线性化比较突出 , 各 种能源缺乏替代和互补关系 ;铝工业能源耗散过 程复杂 ;耗散形式多以工艺热为主 . 图 4 铝工业能源网络流程图 Fig.4 Energynetworkflowchartofthealuminumindustry 3 铝工业生产工序界面分析 生产工艺对比分析表明, 铝工业与钢铁工业中 部分对应工序的工艺方法差别较大 , 如氧化铝的湿 法冶金与烧结球团的火法生产,电解铝与高炉炼铁; 其他工序的工艺方法和工艺技术有一定的相似之 处, 如阳极制备与焦化都是碳料的高温处理过程 ,铝 液熔炼与炼钢都有中间金属熔化 、造渣和脱气等过 程, 铝液铸造与钢水连铸都采用水冷凝固方法,轧制 加工工序都有热连轧、冷加工等工艺. 铝工业与钢铁工业主体工序生产工艺存在许多 不同之处 ,主体工序间的界面技术 [ 4] 也有一定的差 异.界面技术是指主体工序之间的衔接--匹配 、协 调--缓冲技术及相应的装置 ,如图 2所示 ,界面内的 工序配置、衔接和协调等工程技术问题,以及相应的 工艺和装置都属于界面技术研究的内容 .表 2给出 了目前铝生产流程工序界面技术及相关设备情况 , 并与钢铁流程对应界面技术进行了对比. 在铝工业主体工序界面中, 氧化铝--电解 、阳 极 --电解 、铸造--热轧等界面均以间歇联接方式为 主 ,工序间转运物质的显热大都没有得到充分利用 . 重熔铝锭的再次熔炼更体现了重复耗能的间歇联接 特点.对上述间歇运行界面, 图 2 中采用虚线箭头 表示.在钢铁流程中, 烧结 --炼铁 、焦化--炼铁界面也 具有间歇运行的特点, 但在连铸 --热轧界面中普遍 采用热送热装技术,充分利用连铸坯的显热,取得较 好的节能效果. 电解 --熔炼界面主要完成吸铝 、转运 、转注或 · 119·