專利名稱：：一種鋁電解槽能量平衡的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：一種鋁電解槽能量平衡的控制方法，涉及一種中間點(diǎn)式下料預(yù)焙鋁電解槽熱平衡的控制方法。
背景技術(shù)：
：鋁電解槽控制的終極目標(biāo)是使電解槽達(dá)到較好的物料平衡和熱量平衡，取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。傳統(tǒng)控制方法是以電解槽的槽電壓作為電解槽能量平衡的控制目標(biāo)，通過調(diào)整陽極和加上輔助的過量、欠量、正常下料的控制策略來實(shí)現(xiàn)。這種策略對提高鋁電解技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起到了巨大的推動作用，電流效率從89%左右，提高到94%左右。但是，這種控制策略調(diào)整槽電壓值，與電解槽中實(shí)際熱平衡狀態(tài)之間還有相當(dāng)?shù)木嚯x。對于具體電解鋁過程，保證原料的相對穩(wěn)定，電解槽其它操作條件穩(wěn)定下，電解槽的過熱度相對穩(wěn)定；因此，可以直接將電解溫度作為控制目標(biāo)，能直接將電解槽的熱平衡狀態(tài)表征出來，控制策略調(diào)整目標(biāo)的本身就是熱平衡控制目標(biāo)，無疑對鋁電解控制策略的有效性，操作人員對電解槽運(yùn)行狀況的理解等方面起到積極的作用，對提高鋁電解技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起到更大的推動作用。為了適應(yīng)電解鋁生產(chǎn)降低能源消耗，減少PFCs等有害氣體的排放量，保證電解生產(chǎn)的平穩(wěn)高效運(yùn)行，提高了流效率，提高槽壽命，有效提高鋁電解槽內(nèi)氧化鋁濃度的控制精度，達(dá)到較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)目的；需要尋一種有效的基于溫度目標(biāo)的鋁電解槽熱平衡控制方法。鋁電解槽控制的終極目標(biāo)是使電解槽達(dá)到較好的物料平衡和熱量平衡，取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；熱量平衡是鋁電解槽取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了滿足降低能源消耗、減少PFCs等有害氣體的排放量、保證電解生產(chǎn)的平穩(wěn)高效運(yùn)行、提高電流效率、槽壽命和鋁電解槽內(nèi)氧化鋁濃要求，提供一種鋁電解槽能量平衡的控制方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種鋁電解槽能量平衡的控制方法，其特征在于控制過程包括(1)記錄每天人工測量測得的電解質(zhì)中溫度，將其輸入計(jì)算機(jī)，得到其5日/10日平均值，作為槽控系統(tǒng)能量平衡控制的反饋值；(2)采用溫度作為電解槽控制的目標(biāo)值，以溫度作為鋁電解槽熱平衡狀態(tài)的表征；(3)將溫度目標(biāo)設(shè)定值作為氧化鋁下料量和氟化鹽的下料量控制條件，通過槽控系統(tǒng)控制氧化鋁和氟化鹽下料量，達(dá)到電解槽運(yùn)行在較好的能量平衡狀態(tài)的目的；(4)采用溫度作為電解槽控制的目標(biāo)值，在監(jiān)控主機(jī)上設(shè)定，并通過網(wǎng)絡(luò)下傳到槽控機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電解槽熱平衡系統(tǒng)的精確控制。本發(fā)明的一種鋁電解槽能量平衡的控制方法，其特征在于所述的鋁電解槽控制系統(tǒng)由監(jiān)控工作站、槽控機(jī)、打殼下料系統(tǒng)、提升部分組成。本發(fā)明的一種鋁電解槽能量平衡的控制方法，其特征在于所述的槽控機(jī)包括(1)電壓電流檢測部分檢測電解槽的電壓及系列電流變化值；(2)通訊接口部分接受上位機(jī)設(shè)定參數(shù)和上傳運(yùn)行參數(shù)；(3)控制驅(qū)動部分對打殼下料系統(tǒng)及提升部分的控制驅(qū)動；(4)CPU微處理器與存儲器部分對檢測信號解析與計(jì)算以及數(shù)據(jù)存儲并根據(jù)控制策略發(fā)出控制指令控制打殼下料系統(tǒng)及提升部分的動作；(5)顯示與按鍵操作部分操控機(jī)的人機(jī)接口部分。(6)監(jiān)控主機(jī)部分設(shè)定槽控機(jī)運(yùn)行控制參數(shù)，并通過現(xiàn)場控制總線對電解槽的工藝操作和物料配給進(jìn)行集中控制，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)圖表生成、存儲、打印輸出，一臺監(jiān)控主機(jī)監(jiān)控多臺槽控機(jī)；(7)系統(tǒng)軟件分槽控機(jī)程序和上位監(jiān)控機(jī)程序組成，槽控機(jī)程序是固化在槽控機(jī)的存儲器中，上位監(jiān)控機(jī)程序是存放在上位監(jiān)控機(jī)內(nèi)，通過編程將其以軟件功能模塊的方式存儲在槽控機(jī)和監(jiān)控主機(jī)中，由控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的方法，利用每天人工測量測得的電解質(zhì)中溫度，將其輸入計(jì)算機(jī)，作為槽控系統(tǒng)能量平衡控制的反饋值；采用溫度作為電解槽控制的目標(biāo)值，以溫度作為電解槽能量狀態(tài)的表征，過去利用槽電壓作為電解槽能量平衡控制的目標(biāo)值時(shí)，與電解槽能量狀態(tài)不能直接掛鉤的不足；將溫度目標(biāo)設(shè)定值作為氧化鋁下料量和氟化鹽的下料量控制條件，通過槽控系統(tǒng)控制氧化鋁和氟化鹽下料量，達(dá)到電解槽運(yùn)行在較好的能量平衡狀態(tài)的目的。使用該方法對控制電解槽的極距和氧化鋁濃度在較窄的范圍內(nèi)，同時(shí)也控制氟化鹽在較穩(wěn)定狀態(tài)，有利于穩(wěn)定電解槽運(yùn)行，有利于電解鋁生產(chǎn)的節(jié)能降耗。具體實(shí)施例方式一種鋁電解槽能量平衡的控制方法，其控制過程包括(1)將每天人工測量測得的電解質(zhì)中溫度，輸入上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)，得到其5日/10日平均值，這一部分功能以程序模塊存儲在監(jiān)控主機(jī)程序部分，通過現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)下傳到槽控機(jī)系統(tǒng)，作為槽控系統(tǒng)能量平衡控制的反饋值；(2)通過在監(jiān)控主機(jī)上設(shè)定溫度控制目標(biāo)值(920°C950°C)，并通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)下傳到槽控機(jī)系統(tǒng)，槽控系統(tǒng)將電解槽溫度測量值與目標(biāo)值比較，得出電解槽陽極調(diào)整的周期和調(diào)整量；這一部分功能以程序模塊存儲在槽控機(jī)存儲器內(nèi)。(3)同時(shí)在槽控系統(tǒng)中通過建立實(shí)際電解溫度變化與氧化鋁濃度以及氟化鹽變化的關(guān)系，通過控制電解槽上的打殼、下料氣缸動作周期和間隔來實(shí)現(xiàn)對電解槽的氧化鋁下料量、氟化鹽料量的控制，達(dá)到輔助控制電解槽熱平衡。(4)通過對陽極電解槽極距調(diào)整和氧化鋁下料量、氟化鹽料量的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)電解槽熱平衡系統(tǒng)的精確控制，取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1控制電解槽條件26臺鋁電解槽，其系列電流150kA,經(jīng)測算每臺電解槽內(nèi)電解質(zhì)量為4噸，多次標(biāo)定下料器下料量為1.67kg1.80kg，每臺電解槽有4個下料器，一周內(nèi)每天的下料次數(shù)為290次，欠量周期內(nèi)時(shí)間間隔為500s，過量周期內(nèi)下料間隔為180s。分子比2.40~2.45，槽電壓控制4.08V。我們在電解槽計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，將溫度控制的目標(biāo)值設(shè)定為938°C，每天人工對電解槽進(jìn)行一次溫度測量，控系統(tǒng)通過將溫度測量值與目標(biāo)值比較，得出陽極調(diào)整的幅度和周期以及電解槽氧化鋁、氟化鹽下料周期和下料間隔，通過控制提升機(jī)控制電解槽的極距以及控制電解槽上的打殼、下料氣缸動作周期和間隔來添加氧化鋁和氟化鹽量，通過上述槽控系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制。達(dá)到了以下控制效果，進(jìn)行人工溫度測量結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>其溫度控制在(938±2°0范圍的百分比為100%。同時(shí)槽電壓控制在4.08V，效應(yīng)系數(shù)0.05次/槽日，取得了較好的控制效果；完全能滿足鋁電解生產(chǎn)控制的需要。使用該方法對控制電解槽的極距和氧化鋁濃度在較窄的范圍內(nèi)，同時(shí)也控制氟化鹽在較穩(wěn)定狀態(tài)，有利于穩(wěn)定電解槽運(yùn)行，有利于電解鋁生產(chǎn)的節(jié)能降耗。權(quán)利要求1.一種鋁電解槽能量平衡的控制方法，其特征在于控制過程包括(1)記錄每天人工測量測得的電解質(zhì)中溫度，將其輸入計(jì)算機(jī)，得到其5日/10日平均值，作為槽控系統(tǒng)能量平衡控制的反饋值；(2)采用溫度作為電解槽控制的目標(biāo)值，以溫度作為鋁電解槽熱平衡狀態(tài)的表征；(3)將溫度目標(biāo)設(shè)定值作為氧化鋁下料量和氟化鹽的下料量控制條件，通過槽控系統(tǒng)控制氧化鋁和氟化鹽下料量，達(dá)到電解槽運(yùn)行在較好的能量平衡狀態(tài)的目的；(4)采用溫度作為電解槽控制的目標(biāo)值，在監(jiān)控主機(jī)上設(shè)定，并通過網(wǎng)絡(luò)下傳到槽控機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電解槽熱平衡系統(tǒng)的精確控制。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁電解槽能量平衡的控制方法，其特征在于所述的鋁電解槽控制系統(tǒng)由監(jiān)控工作站、槽控機(jī)、打殼下料系統(tǒng)、提升部分組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋁電解槽能量平衡的控制方法，其特征在于所述的槽控機(jī)包括(1)電壓電流檢測部分檢測電解槽的電壓及系列電流變化值；(2)通訊接口部分接受上位機(jī)設(shè)定參數(shù)和上傳運(yùn)行參數(shù)；(3)控制驅(qū)動部分對打殼下料系統(tǒng)及提升部分的控制驅(qū)動；(4)CPU微處理器與存儲器部分對檢測信號解析與計(jì)算以及數(shù)據(jù)存儲并根據(jù)控制策略發(fā)出控制指令控制打殼下料系統(tǒng)及提升部分的動作；(5)顯示與按鍵操作部分操控機(jī)的人機(jī)接口部分。(6)監(jiān)控主機(jī)部分設(shè)定槽控機(jī)運(yùn)行控制參數(shù)，并通過現(xiàn)場控制總線對電解槽的工藝操作和物料配給進(jìn)行集中控制，同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)圖表生成、存儲、打印輸出，一臺監(jiān)控主機(jī)監(jiān)控多臺槽控機(jī)；(7)系統(tǒng)軟件分槽控機(jī)程序和上位監(jiān)控機(jī)程序組成，槽控機(jī)程序是固化在槽控機(jī)的存儲器中，上位監(jiān)控機(jī)程序是存放在上位監(jiān)控機(jī)內(nèi)，通過編程將其以軟件功能模塊的方式存儲在槽控機(jī)和監(jiān)控主機(jī)中，由控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。全文摘要一種鋁電解槽能量平衡的控制方法，涉及一種中間點(diǎn)式下料預(yù)焙鋁電解槽熱平衡的控制方法。其特征在于利用每天測量的電解槽溫度，輸入計(jì)算機(jī)，得到其5日/10日平均值，用此值作為電解槽能量平衡控制的目標(biāo)值，并通過電解槽氧化鋁濃度來修正。槽控機(jī)根據(jù)溫度目標(biāo)值來調(diào)節(jié)氧化鋁和氟化鹽的下料量，改變了過去利用槽電壓作為電解槽熱平衡控制的目標(biāo)值時(shí)，與電解槽熱平衡狀態(tài)不能直接掛鉤的不足。使用該方法對控制電解槽的極距和氧化鋁濃度在較窄的范圍內(nèi)，同時(shí)也控制氟化鹽在較穩(wěn)定狀態(tài)，有利于穩(wěn)定電解槽運(yùn)行，有利于電解鋁生產(chǎn)的節(jié)能降耗。文檔編號C25C3/00GK101275247SQ20071030361公開日2008年10月1日申請日期2007年12月20日優(yōu)先權(quán)日2007年12月20日發(fā)明者彤劉,張保偉,王鑫健申請人:中國鋁業(yè)股份有限公司