CC BY
45
Оригинальная статья / Original article УДК 621.565
DOI: 10.21285/1814-3520-2017-7-132-142
РАЗРАБОТКА И ИСПЫТАНИЯ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА УСТРОЙСТВА ПО ПРЕОБРАЗОВАНИЮ ТЕПЛА В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ (ТЭП)
© И.А. Сысоев1, В.В. Кондратьев2, В.О. Горовой3, Т.И. Зимина4, А.И. Карлина5
Иркутский национальный исследовательский технический университет, Российская Федерация, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
РЕЗЮМЕ. ЦЕЛЬ. Для уменьшения затрат на эксплуатацию газоочистных установок целесообразно охладить технологические газы. В то же время экономически выгодно преобразовывать тепло в электрическую энергию. Цель данной статьи - представить результаты разработки и испытания опытного образца по преобразованию тепла в электрическую энергию. МЕТОДЫ. При лабораторных испытаниях установки использовались дифференциально-термические методы измерений. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Рассмотрены существующие и перспективные технологии охлаждения отходящих газов алюминиевых электролизеров. Проведена оценка эффективности существующих конструкций теплообменных аппаратов и термоэлектрических преобразователей (ТЭП). В ходе выполнения работы разработан и изготовлен опытный образец ТЭП, проведены исследования термоэлектрического преобразования. Ввиду того, что изготовить или приобрести алюминиевый радиатор, который бы подходил для решения данной задачи, найти не удалось, было принято решение изготовить стальной радиатор охлаждения, где охлаждаемая поверхность напрямую бы контактировала с поверхностью стенки с охлаждающей жидкостью. Для этого были изготовлены образцы стальных водяных радиаторов, которые, несмотря на плохую теплопроводность по сравнению с алюминием, обеспечили охлаждение поверхностей термоэлектрических модулей до необходимой температуры. ВЫВОДЫ. В результате созданы модели экспериментального теплообменного аппарата, включающие численные модели для расчета трехмерных распределений скорости газового потока, температурных полей, интенсивности турбулентности потока и статического давления. Проведена первичная оценка параметров теплообменника и установлены прогнозируемые показатели при расходе и температуре газов на входе.
Ключевые слова: электролизёр, автоматизация, утилизация тепла отходящих газов, теплообменник, моделирование, термо-электрический преобразователь, экологическая оценка, фториды.
Формат цитирования: Сысоев И.А., Кондратьев В.В., Горовой В.О., Зимина Т.И., Карлина А.И. Разработка и испытания опытного образца устройства по преобразованию тепла в электрическую энергию (ТЭП) // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2017. Т. 21. № 7. С. 132-142. DOI: 10.21285/1814-35202017-7-132-142
DEVELOPMENT AND TESTING OF A PROTOTYPE DEVICE FOR CONVERTING HEAT INTO ELECTRICAL ENERGY (HEE)
I.A. Sysoev, V.V. Kondratiev, V.O. Gorovoi, T.I. Zimina, A.I. Karlina
Irkutsk National Research Technical University,
83, Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russian Federation.
ABSTRACT. PURPOSE. It is advisable to cool process gases in order to reduce the operating costs of gas cleaning units. At the same time, it is economically efficient to convert heat into electrical energy. The purpose of this article is to
1
Сысоев Иван Алексеевич, ведущий научный сотрудник инновационно-технологического центра, e-mail: [email protected]
Ivan A. Sysoev, Leading Researcher of the Innovation and Technology Center, e-mail: [email protected]
2Кондратьев Виктор Викторович, руководитель инновационно-технологического центра, e-mail: [email protected] Viktor V. Kondratiev, Head of the Innovation and Technology Center, e-mail: [email protected]
3Горовой Валерий Олегович, инженер научно-исследовательской части, аспирант физико-технического института, e-mail: [email protected]
Valery O. Gorovoy, Engineer of the research department, post-graduate student of the Physicotechnical Institute, e-mail: [email protected]
4Зимина Татьяна Игоревна, инженер научно-исследовательской части, e-mail: [email protected] Tatyana I. Zimina, Engineer of the research department, e-mail: [email protected]
5Карлина Антонина Игоревна, ведущий научный сотрудник инновационно-технологического центра, e-mail: [email protected]
Antonina I. Karlina, Leading Researcher, Innovation and Technology Center, e-mail: [email protected]
present the results of development and testing of a prototype converting heat into electrical energy. METHODS. Differential and thermal measurement methods have been used in laboratory tests of the installation. RESULTS AND THEIR DISCUSSION. Consideration has been given to the existing and promising technologies for cooling flue gases of aluminum electrolyzers. The efficiency of existing designs of heat exchangers and thermoelectrical transducers (TET) has been evaluated. In the course of work a TET prototype has been designed and manufactured and thermoelectrical conversion has been studied. Due to the fact that we failed to produce or purchase an aluminum radiator suitable for the solution of this task a decision was made to produce a steel radiator for cooling where the cooling surface would be in direct contact with the wall surface of the coolant. For this purpose, the samples of steel water radiators were manufactured. Despite poor thermal conductivity as compared with aluminium ones, they provided the cooling of thermoelectric modules surfaces to the required temperature. CONCLUSIONS. The models of an experimental heat exchanger have been developed. They include numerical models for the calculation of three-dimensional distributions of gas flow rate, temperature fields, intensity of flow turbulence and static pressure. Initial evaluation of heat exchanger parameters has been carried out and predicted parameters under gas flow and temperature at the inlet have been determined. Keywords: electrolyzer, automation, recycling of flue gas heat, heat exchanger, modeling, thermoelectrical transducer, environmental assessment, fluorides
For citation: Sysoev I.A., Kondratiev V.V., Gorovoi V.O., Zimina T.I., Karlina A.I. Development and testing of a prototype device for converting heat into electrical energy (HEE) // Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2017, vol. 21, no. 7, pp. 132-142. (In Russian) DOI: 10.21285/1814-3520-2017-7-132-142
Введение
Увеличить работоспособность и уменьшить затраты на эксплуатацию газоочистных установок (ГОУ) можно за счет снижения температуры технологических газов [1]. В настоящее время предлагаются различные подходы к решению проблемы охлаждения технологических газов: разбавление воздухом в газоходах посредством регулируемых заслонок [2, 3]; распыление воды в газовом потоке перед входом в газоочистные сооружения [4]; использование стержневых охладителей [5]; оснащение газоходной сети теплоотводящими ребрами, размещенными на наружных поверхностях газоходов [6]. Однако самым эффективным решением, с точки зрения обеспечения результативности процесса, утилизации тепла, является применение теплообменных аппаратов [5, 7-11].
Рассмотрены существующие и перспективные технологии охлаждения отходящих газов алюминиевых электролизеров [1, 11]. Проведена оценка эффективности существующих конструкций теплообменных аппаратов и термоэлектрических преобразователей (ТЭП). Преимуществом данной технологии является возможность рекуперации тепловой энергии, что позволяет осуществлять предварительный нагрев глинозема или обожженных анодов [11-17] и др.
Разработка и изготовление опытного образца ТЭП. В ходе выполнения составной части НИОКР разработан и изготовлен опытный образец ТЭП для участка входного газохода в систему установки охлаждения газов [18].
Материал и методы исследования
Основой для расчетов служила расчетная модель «Распределение температур на поверхности переходного конуса ЭТА в пакете прикладной программы ANSYS», разработанная специалистами ИРНИТУ, согласно которой на участке входного газохода в систему установки охлаждения газов, температурный градиент на поверхности газохода находится в диа-
пазоне 100-200°С. Таким образом, для разработки опытного образца ТЭП было необходимо определить материал для термоэлектрического модуля, который бы мог стабильно работать в этом температурном диапазоне.
Участок входного газохода ЭТА, на который планируется размещать ТЭП, представляет собой конусообразную трубу
из стали толщиной 3 мм с общей площадью поверхности трубы - 16 м2, по которой движется газ с температурой, приблизительно равной 200°С. Эти условия являются стационарным режимом работы данного участка газохода.
Согласно требованию Технического задания, определим минимальную мощность одного ТЭП, с учетом имеющейся площади поверхности участка входного газохода ЭТА:
Эвх.газохода _ 16
- Робщая = 8000 Вт;
- Этап = 0,028 м2.
В этом случае количество ТЭП, которое возможно установить на всю площадь участка входного газохода ЭТА составит п = 16 / 0,028 = 571. При этом минимальная мощность одного ТЭП составит
Ртэп = 8000 / 571 = 14 Вт.
Описание модуля термоэлектрического преобразователя
В настоящее время основными материалами для производства термоэлектрических модулей служатЛ теллуриды висмута, свинца, сурьмы и их твердые растворы; селениды висмута и сурьмы; теллу-рид германия, моносульфид самария, се-ленид гадолиния, станнид и силицид магния. Для термометрии используются полупроводники из ряда металлических сплавов из благородных и неблагородных металлов.
Наибольшее применение при изготовлении термоэлектрических модулей в последние годы получил теллурид висмута В12Тез с коэффициентом термоэлектродвижущей силы - 230 мкВ/К и некоторые его твердые растворы с изоморфными соединениями для увеличения подвижности носителей электричества и снижения теплопроводности кристаллической решетки. Таковыми являются селенин висмута ВЬБе3 с коэффициентом термоэлектродвижущей силы - 300 мкВ/К и сурьмянистый теллур ЭЬ2Те3 с коэффициентом термоэлектродвижущей силы - 100 мкВ/К.
Анализ технических характеристик и стоимости термоэлектрических модулей показал, что для решения данной задачи целесообразно использование модулей на основе теллурида висмута В^Те3. На сегодняшний день существует большой выбор таких модулей, изготавливаемых как серийно (классические), так и для решения конкретных задач, где применение классических модулей не представляется возможным, либо с применением новых техник
и технологий самого изготовления модулей.
В связи с тем, что все термоэлектрические модули нового типа в данный момент проходят ряд экспериментальных исследований, их нет в свободной продаже, а те, которые имеются, продаются по необоснованно высокой цене, поэтому для создания опытного образца ТЭП было принято решение использовать термоэлектрические модули «классического» исполнения. В зависимости от спецификации и области применения, такие модули при разности температур 100-200°С позволяют обеспечивать генерацию электрической энергии мощностью до 10 Вт при напряжении постоянного тока до 6 В. Они представляют собой совокупность последовательно соединенных термопар. Количество может достигать нескольких сотен пар. При выходе из строя хотя бы одного спая или проводника происходит потеря работоспособности всей системы, поэтому необходимо четко проектировать системы с их применением и избегать термических перегрузок при их работе. Выпускаемые термоэлектрические модули изготавливаются на ситалловых (керамических) подложках размером 60х48 или 40х40 мм2 , проводники п и р-типов изготавливаются в виде «столбиков», соединяющих пластины. Стандартное расстояние между пластинами 2-5 мм. При малых мощностях работы термоэлектрические модули обладают наивысшей среди аналогичных устройств эффективностью, имея при этом относи-
тельно низкую стоимость и высокую надежность работы. В редких случаях применение термоэлектрических модулей оправдано в специализированных установках с особыми требованиями, где их мощности доходят до десятков киловатт. Преимущества, которыми они обладают, обу-
словливают постоянный рост спроса на них во всем мире и возникновение новых областей для их внедрения.
На рис. 1 изображен термоэлектрический модуль «классического» исполнения, который был использован при создании опытного образца ТЭП.
Рис. 1. Термоэлектрический модуль для ТЭП Fig. 1. Thermoelectric module for HEE
Термоэлектрический модуль для ТЭП имеет следующие технические характеристики:
- рабочая температура до 200°С;
- максимальная рабочая температура 220°С;
- генерируемая мощность, Р (при ^=200°С, Тс=30°С) до 4,5 Вт;
- максимальный ток 1,36 А;
- максимальное напряжение 3,6 В;
- внутреннее сопротивление при рабочей температуре (при 200°С±10%) 3,0 Ом;
- материал керамических пластин -
Описание опь
Термоэлектрический преобразователь (ТЭП) представляет собой устройство - полупроводниковый генератор, вырабатывающий электрический ток за счет разницы температур на его противоположных поверхностях. Внутри ТЭП располагается ряд из 12 термоэлектрических модулей, работа которых основана на эффекте Зее-бека, суть которого заключается в появлении электродвижущей силы за счет возникновения разности потенциалов в цепи из разнородных полупроводниковых материалов при создании градиента температур.
Основными функциями ТЭП являются:
- снижение температуры и физического объема очищаемых газов на участке входного газохода в систему установки охлаждения газов;
- преобразование термической энергии очищаемых газов в электрическую энергию на основе эффекта Зеебека;
- питание приборов энергопотребления, находящихся в технологической зоне.
Одна сторона ТЭП (теплосъемник) выполнена в виде плоской теплопроводя-щей поверхности, которая закрепляется на горячей плоскости системы с теплоносителем (воздушным, газовым, жидкостным). Вторая сторона ТЭП (радиатор) представляет собой модуль охлаждения, в который
керамика А!^ (ВК-96);
- тепловое сопротивление 2,6 К/Вт;
- плоскостность до 0,01 мм;
- параллельность до 0,01 мм;
- герметизация - эпоксидный герме-
тик;
- количество термоэлектрических пар - 127;
- количество термоэлектрических элементов 254, каждый элемент имеет поперечное сечение 1,4х1,4 мм и высоту 2,5 мм.
- габаритные размеры модуля (ДхШхВ): 40х40х4,8 мм.
> образца ТЭП
под давлением подается охлаждающая жидкость.
Принцип работы ТЭП схематично изображен на рис. 2. Общий вид ТЭП представлен на рис. 3.
В состав одного ТЭП входят 12 термоэлектрических модулей, которые устанавливаются на теплосъемную пластину (теплосъемник) посредством фиксирования на кремний органической пасты КПТ-8 и прижима радиатора охлаждения монтажным уголком с болтами, имеющими возможность контроля момента затяжки (рис. 4). Сила прижима модулей должна составлять не менее 12-15 кгс/см2.
Электрическое соединение термоэлектрических модулей между собой осуществляется параллельно, последовательно или параллельно-последовательно в блоке коммутации в зависимости от требуемых выходных параметров (рис. 5).
Блок коммутации с габаритными размерами: 250х20х40 мм располагается на боковой стороне радиатора охлаждения и служит для размещения в нем соединений входных контактов термоэлектрических модулей и выходных клемм для подключения приборов энергопотребления либо дальнейшего соединения с блоками коммутации других ТЭП (если система состоит из нескольких ТЭП).
Рис. 2. Принцип работы ТЭП: 1 - источник тепла; 2 - ТЭП, 3 - теплосъемная панель; 4 - термоэлектрические модули; 5 - радиатор охлаждения; 6 - источник водоснабжения Fig. 2. HEE operation principle: 1 - heat source; 2 - HEE, 3 - heat-removable panel; 4 - thermoelectric modules;
5 - cooling radiator; 6 - source of water supply
Рис. 3. Общий вид ТЭП для участка входного газохода в систему установки охлаждения газов Fig. 3. HEE general view for the section of gas inlet to the gas cooling system
Рис. 4. Установка радиатора охлаждения термоэлектрических модулей Fig. 4. Installation of a cooling radiator for thermoelectric modules
Рис. 5. Коммутация термоэлектрических модулей Fig. 5. Switching of thermoelectric modules
Блок коммутации имеет съемную крышку на четырех болтовых соединениях для защиты от попадания влаги, короткого замыкания, случайного механического повреждения контактов и поражения электрическим током.
Для обеспечения необходимой разницы температур и съема тепла с термоэлектрических модулей был использован радиатор жидкостного охлаждения. При теплообмене между твердым телом и жидкостью (газом), происходящем при их соприкосновении и одновременном переносе теплоты путем теплопроводности и конвекции, происходит конвективный теплообмен. Такой случай распространения теплоты называется теплоотдачей. Перенос теплоты связан с движением теплоносителя. Основным законом теплоотдачи является закон охлаждения Ньютона, согласно которому количество теплоты Q, переданное (или полученное) от теплообменной поверхности к окружающей среде, прямо пропорционально поверхности F, разности температуры поверхности ^ и температуры окружающей среды а также времени ^ в течение которого идет теплообмен:
Q= а • F • (^ - 12) т, (1)
где а - коэффициент теплоотдачи (Вт/м2 * К); (Дж/м2 * К).
Коэффициент теплоотдачи а определяет количество теплоты, измеряемое в Джоулях (Дж) либо в Ваттах (Вт), которое передается от 1 м2 теплообменной поверхности к жидкости (газу), или наоборот, от жидкости (газа) к 1 м2 теплообменной поверхности в течение 1 с при разности температур между теплоносителем и теплооб-менной поверхностью 1 К. Коэффициент теплоотдачи зависит от следующих факторов:
- скорости жидкости (газа) ш, ее плотности р и вязкости т.е. переменных, определяющих режим течения теплоносителя;
- тепловых свойств теплоносителя (удельной теплоемкости ср, теплопроводности А), а также коэффициента объемного
расширения в;
- геометрических параметров -формы и определяющих размеров стенки (для труб - их длина L и диаметр d), шероховатости стенки £. Таким образом,
а = / (ш, р, ^1, ср, А, в, с1, Ц £).
Для «классических» термоэлектрических модулей чаще всего применяют три основные группы теплоотвода:
1. Конструкции с отводом тепла с помощью жидкостного охлаждения. С одной стороны, жидкостное охлаждение требует наличия насоса, внешнего радиатора и системы трубопроводов, обеспечивающих циркуляцию теплоносителя, с другой -в ряде промышленных систем отвод тепла в жидкостную среду проблем не составляет, более того, в некоторых случаях (например, в отопительных котлах) является единственно приемлемым. Условной границей между жидкостным и воздушным (принудительным) способами отведения тепла для термоэлектрических модулей можно считать значение теплового сопротивления < 1 К/Вт.
2. Конструкции с отводом тепла с помощью радиаторов с принудительным воздушным охлаждением (условная область тепловых сопротивлений от 1 К/Вт до 2 К/Вт.
3. Конструкции с отводом тепла с помощью радиаторов с конвекционным воздушным охлаждением. Следуя приведенной методике, для таких конструкций модули должны иметь тепловое сопротивление свыше 2 К/Вт.
Немаловажный фактор, определяющий выбор модуля - его расположение. Зачастую оно вносит свои коррективы в окончательный вариант конструкции. Так как образец термоэлектрического преобразователя будет располагаться в непосредственной близости к источнику водоснабжения с температурой теплоносителя 30°С, и, на основании вышеизложенного, было принято решение использовать радиатор жидкостного охлаждения и провести натурные испытания на экспериментальном об-
разце участка газохода.
При первоначальном моделировании конструкции в качестве радиатора жидкостного охлаждения были использованы алюминиевые и биметаллические жидкостные радиаторы с различными коэффициентами теплоотдачи, которые при помощи скобяного соединения крепились к стальной трубе газохода для поверхностного сопряжения термоэлектрических модулей. Несмотря на хороший коэффициент теплопроводности алюминия (А=200 Вт/м*°С), по сравнению со сталью (А=55 Вт/м*°С), таким радиаторам не удавалось охлаждать поверхность термоэлектрических модулей до необходимой температуры. Это связано с тем, что поверхность радиатора нагревалась за счет радиационного теплового излучения от стальной трубы газохода и малой площадью теплопередающего элемента (ребра) радиатора непосредственно к стенке с охлаждающей жидкостью. Не исключено, что материал, из которого изготовлен радиатор, имеет пористую внутреннюю структуру и содержится большое количества примесей в составе, что могло существенно сказаться на показателе теплопроводности.
Ввиду того, что изготовить или приобрести алюминиевый радиатор, который бы подходил для решения данной задачи, найти не удалось, было принято решение изготовить стальной радиатор охлаждения, где охлаждаемая поверхность напрямую бы контактировала с поверхностью стенки с
охлаждающей жидкостью. Для этого были изготовлены образцы стальных водяных радиаторов, которые, несмотря на плохую теплопроводность по сравнению с алюминием, обеспечили охлаждение поверхностей термоэлектрических модулей до необходимой температуры (рис. 6).
Дополнительно с данными радиаторами были произведены опрессовочные испытания с давлением 10 бар.
Подключение стальных жидкостных радиаторов к системе водоснабжения осуществлялось при помощи сантехнической подводки необходимой длины.
Характеристики радиатора жидкостного охлаждения:
- материал: сталь 20, ГОСТ 1366386;
- сечение: 50х25х1,5 мм;
- входной диаметр: Dy=15мм (3/4");
- выходной диаметр: Dy=15мм
(3/4"');
- макс. давление: 10 бар.
Таким образом, основные характеристики изготовленного опытного образца ТЭП:
- вырабатываемая средняя мощность 24 Вт;
- максимальная рабочая температура 200°С;
- рекомендуемая температура охлаждающей жидкости 30°С;
- давление в системе охлаждения не более 10 бар.
Рис. 6. Стальной водяной радиатор охлаждения для ТЭП Fig. 6. Steel water cooling radiator for HEE
Заключение
В результате созданы модели экспериментального теплообменного аппарата, включающие численные модели для расчета трехмерных распределений скорости газового потока, температурных полей, интенсивности турбулентности потока и статического давления. Проведена первичная оценка параметров теплообменника и установлены прогнозируемые показатели при расходе и температуре газов на входе.
Статья подготовлена при финан-
совой поддержке Министерства образования и науки РФ с использованием результатов работ, выполненных в ходе проекта 02.G25.31.0181 «Разработка сверхмощной энергоэффективной технологии получения алюминия РА-550» в рамках Программы реализации комплексных проектов по созданию высокотехнологичного производства, утвержденных постановлением Правительства РФ № 218 от 9 апреля 2010 г.
1. Зельберг Б.И., Рагозин Л.В., Баранцев А.Г., Ясе-вич О.И., Григорьев В.Г., Баранов А.Н., Кондратьев В.В. Производство алюминия и сплавов на его основе: справочник металлурга. Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2015. 764 с.
2. El Hani Bouhabila, Erling N^ss, Victoria Kielland Einejord and Kolbeinn Kristjansson. An innovative compact heat exchanger solution for aluminum off-gas cooling and heat recovery // Light Metals. 2013. P. 793-797.
3. Anders S0rhuus, Geir Wedde. Pot gas heat recovery and emission control // Light Metals. 2009. P. 281-286.
4. M. Bonnier, S. Massambi, J-M. Jolas, G. Girault, V. Demetriou, D. Wheaton. Development of a System Basedon Water Atomization to Decrease, Prior to Treatment, the Temperature of the Gas Emitted from Aluminum Cells // Light Metals. 2007. P. 193-197.
5. El Hani Bouhabila, Bernard Cloutier, Thierry Malard, Philippe Martineau, Hugues Vendette. Electrolytic cell gas cooling upstream of treatment center // Light Metals. 2012. P. 545-550.
6. Шахрай С.Г., Немчинова Н.В., Кондратьев В.В., Мазуренко В.В., Щеглов Е.Л. Технические решения по охлаждению отходящих газов алюминиевых электролизеров // Металлург. 2016. № 9. C. 73-77.
7. Antoine de Gromard, Chin Lim, El Hani Bouhabila, Bernard Cloutie, Mathieu Frainais. Development on electrolytic cell gas cooling // Light Metals. 2014. P. 623-628.
8. Anders S0rhuus, Geir Wedde, Ketil Rye, Gaute Nyland. Increased energy efficiency and reduced HF emissions with new heat exchanger // Light Metals. 2010. P. 249-254.
9. Anders K. S0rhuus, Sivert Ose, Bent M. Nilsen. Po s-sible use of 25 mW thermal energy recovered from the potgas at Alba line 4 // Light Metals. 2015. P. 631- 636.
10. Кузьмин М.П., Шестаков С.С., Кузьмина М.Ю., Журавлёва А.С. Инновационное разви-тие метал-
ий список
лургического комплекса Иркутской области // Вестник ИрГТУ. 2015. № 5 (100). С. 236-240.
11. Сысоев И.А., Кондратьев В.В., Горовой В.О., Зимина Т.И. Лабораторные испытания кожу- хотруб-чатого теплообменного устройства // Вестник ИР-НИТУ. 2016. Т. 20. № 12. С. 155-164. DOI: 10.21285/1814-3520-2016-12-155-164
12. Коростовенко В.В., Ребрик И.И., Шахрай С.Г. Совершенствование систем колокольного газоотсоса на мощных электролизерах Содерберга: монография. Красноярск: Сиб. федер. ун-т, 2010. 146 с.
13. Шахрай С.Г., Кондратьев В.В., Белянин А.В., Николаев В.Н., Гронь В.А. Охлаждение анодных газов алюминиевых электролизеров в теплообменниках нагрева глинозема // Металлург. 2015. № 2. С. 29-32.
14. Шахрай С.Г., Скуратов А.П., Кондратьев В.В., Ершов В.А., Карлина А.И. Обоснование возможности нагрева глинозема теплом анодных газов алюминиевого электролизера // Вестник ИрГТУ. 2016. № 3. С. 131-138.
15. Кондратьев В.В., Ершов В.А., Шахрай С.Г., Иванов Н.А. Предварительный нагрев обожженного анода // Цветные металлы. 2015. № 1. С. 54-56.
16. Шахрай С.Г., Скуратов А.П., Кондратьев В.В., Ершов В.А. Утилизация теплоты анодных газов алюминиевого электролизера // Цветные металлы. 2016. № 2. С. 52-56.
17. Ершов В.А., Сысоев И.А., Камаганцев В.Г., Репинский О.Д. Влияние коэффициентов фильтрации на достоверность прогноза изменения напряжения алюминиевого электролизера // Вестник ИрГТУ. 2010. № 5 (45). С. 184-187.
18. Kondrat'ev V., Govorkov A., Lavrent'eva M., Sysoev I., Karlina A.I. Description of the heat exchanger unit construction, created in IRNITU // International Journal of Applied Engineering Research. 2016. Vol. 11. No. 19. Р. 9979-9983.
References
1. Zel'berg B.I., Ragozin L.V., Barancev A.G., Jasevich O.I., Grigor'ev V.G., Baranov A.N., Kondrat'ev V.V. Pro-izvodstvo aljuminija i splavov na ego osnove: spravoch-
nik metallurga [Production of aluminum and aluminum-based alloys: metallurgist's handbook]. Irkutsk, IrGTU Publ., 2015, 764 p. (In Russian)_
2. El Hani Bouhabila, Erling N^ss, Victoria Kielland Einejord and Kolbeinn Kristjansson. An innovative compact heat exchanger solution for aluminum off-gas cooling and heat recovery. Light Metals. 2013, рр. 793-797.
3. Anders S0rhuus, Geir Wedde. Pot gas heat recovery and emission control. Light Metals. 2009, рр. 281-286.
4. M. Bonnier, S. Massambi, J-M. Jolas, G. Girault, V. Demetriou, D. Wheaton. Development of a System Basedon Water Atomization to Decrease, Prior to Treatment, the Temperature of the Gas Emitted from Aluminum Cells. Light Metals. 2007, рр. 193-197.
5. El Hani Bouhabila, Bernard Cloutier, Thierry Malard, Philippe Martineau, Hugues Vendette. Electrolytic cell gas cooling upstream of treatment center. Light Metals. 2012, рр. 545-550.
6. Shahraj S.G., Nemchinova N.V., Kondrat'ev V.V., Mazurenko V.V., Shheglov E.L. Tehnicheskie reshenija po ohlazhdeniju othodjashhih gazov aljuminievyh jel-ektrolizerov [Technical Solutions for Cooling of Aluminum Cells Exhaust Gases]// Metallurg [Metallurgist]. 2016, no. 9, рр. 73-77. (In Russian)
7. Antoine de Gromard, Chin Lim, El Hani Bouhabila, Bernard Cloutie, Mathieu Frainais. Development on electrolytic cell gas cooling. Light Metals. 2014, рр. 623-628.
8. Anders S0rhuus, Geir Wedde, Ketil Rye, Gaute Nyland. Increased energy efficiency and reduced HF emissions with new heat exchanger. Light Metals. 2010, рр. 249-254.
9. Anders K. S0rhuus, Sivert Ose, Bent M. Nilsen. Po s-sible use of 25 mW thermal energy recovered from the potgas at Alba line 4. Light Metals. 2015, рр. 631- 636.
10. Kuz'min M.P., Shestakov S.S., Kuz'mina M.Ju., Zhuravljova A.S. Innovacionnoe razvi-tie metallur-gicheskogo kompleksa Irkutskoj oblasti [Innovative Development of Irkutsk Region Metallurgical Complex]. Vestnik IrGTU [Proceedings of Irkutsk State Technical University]. 2015, no. 5 (100), рр. 236-240. (In Russian)
11. Sysoev I.A., Kondrat'ev V.V., Gorovoj V.O., Zimina T.I. Laboratornye ispytanija kozhu- hotrubchatogo tep-loobmennogo ustrojstva [Laboratory Tests of Shell and Tube Heat Exchanger]. Vestnik IRNITU [Proceedings of Irkutsk State Technical University]. 2016, vol. 20., no. 12, рр. 155-164. DOI: 10.21285/1814-3520-2016-
Критерии авторства
Сысоев И.А., Кондратьев В.В., Горовой В.О., Зимина Т.И., Карлина А.И. подготовили статью и несут ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Статья поступила 15.06.2017 г.
12-155-164(In Russian)
12. Korostovenko V.V., Rebrik I.I., Shahraj S.G. Sovershenstvovanie sistem kolokol'nogo gazootsosa na moshhnyh jelektrolizerah Soderberga: monografija [Improvement of bell fume exhaust systems on powerful Soderbergh electrolyzers: monograph]. Krashoyarsk. Siberian Federal Institute, Pabl. 2010, 146 p. (In Russian)
13. Shahraj S.G., Kondrat'ev V.V., Beljanin A.V., Niko-laev V.N., Gron' V.A. Ohlazhdenie anodnyh gazov alju-minievyh jelektrolizerov v teploobmennikah nagreva glinozema [Cooling of anode gases of aluminum elec-trolyzers in alumina heating heat exchangers]. Metallurg [Metallurgist]. 2015, no. 2, pp. 29-32. (In Russian)
14. Shahraj S.G., Skuratov A.P., Kondrat'ev V.V., Er-shov V.A., Karlina A.I. Obosnovanie vozmozhnosti nagreva glinozema teplom anodnyh gazov alju-minievogo jelektrolizera [Justification of the Possibility of Heating Alumina by Aluminum Electrolyzer Anode Gases Warmth]. Vestnik IrGTU [Proceedings of Irkutsk State Technical University]. 2016, no. 3, pp. 131-138. (In Russian)
15. Kondrat'ev V.V., Ershov V.A., Shahraj S.G., Ivanov N.A. Predvaritel'nyj nagrev obozhzhennogo anoda [Preliminary heating of calcined anode]. Cvetnye metally [Non-Ferrous Metals]. 2015, no. 1, pp. 54-56. (In Russian)
16. Shahraj S.G., Skuratov A.P., Kondrat'ev V.V., Ershov V.A. Utilizacija teploty anodnyh gazov alju-minievogo jelektrolizera [Recycling of aluminum electro-lyzer anode gases heat]. Cvetnye metally [Non-Ferrous Metals]. 2016, no. 2, pp. 52-56. (In Russian)
17. Ershov V.A., Sysoev I.A., Kamagancev V.G., Re-pinskij O.D. Vlijanie kojefficientov fil'tracii na dostover-nost' prognoza izmenenija naprjazhenija aljuminievogo jelektrolizera [Effect of Filtration Coefficients on the Reliability of the Forecast of Aluminum Electrolyzer Voltage Change]. Vestnik IrGTU [Proceedings of Irkutsk State Technical University]. 2010, no. 5 (45), pp. 184-187. (In Russian)
18. Kondrat'ev V., Govorkov A., Lavrent'eva M., Sysoev I., Karlina A.I. Description of the heat exchanger unit construction, created in IRNITU. International Journal of Applied Engineering Research. 2016, vol. 11, no. 19, pp. 9979-9983.
Authorship criteria
Sysoev I.A., Kondratiev V.V., Gorovoi V.O., Zimina T.I., Karlina A.I. have prepared the article and bear the responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors claim that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.
The article was received 15 June 2017
