论铝电解工艺的优化（3）

3 铝电解过程的优化控制我国现行大型预焙槽铝厂电解工艺计算机控制系统不具备国际先进的自适应控制(氧化铝浓度控制)功能,仅能按等间隔时间定期定量制度控制打壳加料,与国外现代化铝厂采用氧化铝浓度控制系统相比技术经济指标落后(     

铝电解生产过程中控制氧化铝加料■的(乙心)义

实践表明,氧化铝加料(曰一力)控制得是否适当,对铝电解生产有着(?)接的(井彡)响。本文就当前铝电解生产中与氧化铝加料(曰一力)有关的三个问题谈点粗浅见解。     

200kA预焙铝电解槽氧化铝浓度控制技术升级与工业实践

通过对某大型铝电解企业200kA铝电解槽控制系统进行软、硬件技术升级和控制策略的优化,控制系统总线方式由CAN方式升级为CAN-Ethernet通信方式,建立了以过量为主的低窄氧化铝浓度控制模型,将过量/欠量加料方式改为连续调节加料时间间隔,提高了氧化铝浓度控制精度,使氧化铝浓度波动范围变小,炉帮成形较好,炉底压降和阳极效应系数降低,各种能耗降低,电解槽稳定性增强,提高电流效率。     

铝电解生产过程中氧化铝浓度的控制

在铝电解的过程中,会消耗掉很多的能量,同时也会产生很多的污染,而电解的温度以及氧化铝的浓度是2个至关重要的指标,因此,对铝电解生产过程中的氧化铝浓度控制进行详细探究迫在眉睫。该文首先对铝电解的过程进行阐述,然后以某企业铝电解生产作为研究实例,对氧化铝浓度控制要点进行详细探究。     

基于LSSVM的氧化铝浓度软测量

针对铝电解工业中氧化铝浓度直接测量难度大、效率低、实时性差等特点,对铝电解槽数据库中的生产过程参数进行研究,提出一种基于LSSVM的氧化铝浓度软测量方法。首先,通过对铝电解工艺的分析和实际生产的观测确定模型变量,建立模型;然后,运用径向基核函数和粒子群算法对模型的参数进行处理和优化;最后,运用LSSVM基本原理和回归分析实现浓度测量。实践及仿真结果表明,采用该方法提高了氧化铝浓度测量的准确性和铝电解过程的稳定性。     

基于RBF神经网络的挤出机温度压力控制系统

为了确定橡胶复合挤出机控制过程中主要干扰变量与内部耦合关系并较好实现温度压力控制系统的模型辨识自适应控制与精确解耦控制,结合径向基函数(RBF)神经网络与PID神经元结构,设计了一个基于RBF神经网络辨识模型与自适应控制的模型,用于完成对熔体温度、机头压力的模型辨识与自适应控制,并采用优化RBF神经网络进行精确解耦控制。利用MATLAB软件建立温度压力耦合系统的辨识模型,并与传统辨识模型和解耦方式进行对比。结果表明:在干扰作用下,基于优化RBF神经网络的系统具有较好的辨识能力,能自适应地完成系统解耦控制;采用优化RBF神经网络建立的耦合辨识模型的耦合辨识与解耦效果理想,可在一定程度上提高温度压力控制系统精度和挤出半成品质量,实现精密化挤出成型。     

铝电解过程多层次多异常诊断方法研究

为使铝电解生产过程中异常诊断的实时性和准确性得到提高,针对铝电解过程异常特点,提出了一种基于智能诊断和模型诊断的融合故障诊断方法。将系统辨识与参数估计和模糊神经网络异常诊断有机结合,通过异常诊断、异常分类环节,实施对铝电解生产异常类型的识别与异常预报。本文采用了由模型异常诊断模型进行异常判断,由神经网络进行异常分类,多层异常综合诊断模式,通过神经网络进行异常类型识别与优化,不仅提高了异常诊断的实时性,又提高了系统异常诊断的准确率。     

基于量子优化的铝电解多目标控制系统理论研究

针对电解铝生产节能降耗,提高能源利用率的需求,根据铝电解控制过程复杂,变量多等特点,提出了一种铝电解多目标优化控制策略。建立了基于Elman神经网络的铝电解直流电耗与电流效率的预测模型,铝电解多目标优化控制系统,采用BP神经网络控制器用以提高控制精度和动态跟踪精度,以及用量子优化的方法对BP神经网络控制器进行了优化。仿真结果表明基于量子优化算法的控制系统相比于改进型非劣分类遗传算法(NSGAII)优化的控制系统,理论上在相同的电流效率的情况下,直流电耗会明显降低。     

基于铝电解过程的神经网络模型预测控制的应用研究

铝电解过程是一个复杂的非线性、时变和大时滞的工业过程体系,采用常规的控制方法,很难达到良好的控制效果。本文提出了一种基于铝电解过程的神经网络模型预测控制算法,建立了神经网络预测模型,将神经网络和模型预测控制算法相结合,实现了铝电解过程的最优控制。仿真结果表明:神经网络预测模型的输出能够很好地跟踪铝电解生产过程,其预测效果好,该预测控制方法可以使系统很快地达到稳态,具有很好的响应特性和鲁棒性。     

基于智能控制的铝电解槽控制调节

提出一种控制氧化铝下料间隔来跟踪和适应电解槽槽况变化的方法,将槽电阻控制在较理想状态以保证槽况与氧化铝浓度的匹配。这种方法利用氧化铝加料量与槽电阻之间的关系建立特征模型,采用仿人智能控制算法与模糊控制算法相结合控制氧化铝下料间隔以适应当前槽况,实现铝电解槽的优化生产。     

预焙槽中间打壳加料和氧化铝沉淀的控制

引言加入铝电解槽中理想的氧化铝加料量应能在电解质中立即溶解。然而,不可避免地有一部分氧化铝会直接沉降到槽底而形成沉淀。采用自动打壳加料系统能够控制氧化铝的加料量,但是控制氧化铝沉淀则较困难。这就需要我们能够确定出溶解于电解质中的氧化铝浓度。目前尚无对运行中电解槽的氧化铝浓度进     

氧化铝浓度参数调控降低阳极效应生产实践

铝电解生产过程中主要由于氧化铝浓度偏低导致阳极效应发生,电解槽中氧化铝浓度主要与槽控系统氧化铝浓度参数设置、氧化铝性能和电解质体系对氧化铝的溶解能力相关。在氧化铝性能和电解质体系相对稳定的情况下,阳极效应主要与槽控系统氧化铝浓度参数控制有关。本文针对某300 kA更换槽控系统后,阳极效应偏多的现象,分析了阳极效应增多的主要原因,对氧化铝浓度参数进行了调整,调整后效应系数平均降低了近40%,效应分摊电压降低15 mV,电流效率提高0.32%,折合吨铝节电100 kWh,氧化铝浓度参数调控效果显著,本研究可为铝电解降低阳极效应提供数据参考。     

铝电解烟气干法净化系统的研究——加料混合

介绍了铝电解烟气干法净化加料混合方法的研究,使氧化铝(A12O3)和烟气充分均匀混合,为氧化铝吸附烟气中的氟化氢提供有利条件.通过对烟气中氧化铝颗粒的受力分析.氧化铝颗粒在烟气中的运动分析,确定径向喷射氧化铝加料的方法进行氧化铝加料混合.同时设计了中心径向喷射加料和四周径向喷射加料两种不同方式的加料方案.通过对中心喷射加料方案的加料简略计算,确定试验的初始设定参数,并对试验装置进行试验.通过对两个喷射加料方案的试验观察,发现氧化铝颗粒在气流中运动时,惯性力的作用很大,当输送管的方向发生改变,气流中的氧化铝颗粒物偏向喷管弯曲部分及其后面一段距离的外侧运动,导致氧化铝在喷嘴喷出时就存在不均匀的现象,使烟道中气固混合不均匀.试验采取在中心喷射加料方案的加料立管上增加膨胀管的办法对该加料方案进行改进,使氧化铝和输送气体在膨胀管内产生回流并进行二次混合,取得了预期的效果,达到了使氧化铝和烟气混合均匀的目的.     

技术设备

铝电解烟气逆向二段干法吸附净化新技术应用了铝电解含氟烟气干法净化原理,将国内外通用的氧化铝和载氟氧化铝一次加入反应段进行一次吸附,改为逆向二段吸附,首先用活性较差的载氟氧化铝与含氟浓度高的铝电解初始烟气进行吸附,然后用活性强的新氧化铝吸附烟气中剩余的氟化物,优化了干法吸附机制,以较低的反     

拜耳法生产氧化铝高压溶出温度对象模型的研究

在Matlab平台下,利用系统辨识方法中输出误差模型进行辨识建模,确定了氧化铝高压溶出温度模型。通过代数稳定判据验证了系统的稳定性。辨识结果表明,辨识所得二阶模型的阶跃响应曲线与现场采集的氧化铝高压溶出器在线温度记录曲线相符合,拟合度为86.27%;辨识模型是合理有效的,能为参数整定、优化控制提供模型依据,提高了系统的控制精度,提高了氧化铝溶出率,降低了生产能耗。     

模糊控制技术在铝电解槽控制的应用

在铝电解槽控制中，由于铝电解槽是一个具有多变量耦合、非线性、时变与大滞后特性的复杂工业过程系统，一些重要的工艺参数因检测技术的限制不能在线测定。难以建立精确的数学模型，而模糊控制技术能很好地适应电解槽这种工业炉窑的生产特性。本文结合铝电解生产的特点，提出“三阶段循环加料”策略。在此基础上采用了模糊控制技术，较好的解决了氧化铝浓度控制的问题。目前该技术巳成功地在各大型铝厂应用。     

基于GA-BP的NiFe2O4基金属陶瓷阳极优化设计

采用BP神经网络对铝电解NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极的电解腐蚀过程进行了系统辨识。建立了以Al2O3质量浓度、电解温度、分子比、面积比和电流密度为输入,腐蚀率为输出的网络模型。在材料的设计中,采用了GA-BP优化方法,BP网络参与GA迭代计算时对个体的评价。应用结果表明,NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极的电解腐蚀率预测结果与实测值吻合;优化设计的结果与实验值很接近。     

铝电解混合智能优化控制方法研究与应用

铝电解优化控制生产过程的实质是将生产过程中的可控参数尽量控制在工艺要求的目标值范围内.提出了根据电解槽的槽况和运行工况实时调整控制回路设定值,将工艺指标控制在目标范围内的混合智能控制方法.本系统于2007年12月开始在中铝贵州分公司电解铝厂2分厂电解3系列的6台电解槽上线试运行,经过一年多的在线试运行,氧化铝浓度判断的准确率达到了95%以上,电压曲线基本呈现正弦(或余弦)波形,槽控系统运行平稳,主要的经济技术指标良好.     

论铝电解工艺的优化(1)

深入论述了铝电解工艺优化问题,认为中间下料预焙槽使用物理性能优良的砂状氧化铝,为铝电解工艺优化提供了优越条件。介绍了点式上料和线式下料的特性和装置,提出了上插槽点式下料的新方案。论述了铝电解过程的优化控制,特别是介绍了国内铝电解槽自适应控制技术的新进展。文中还介绍了铝电解槽阴极结构的优化和延长电解槽寿命等问题,认为槽壳为船形结构更为合理。     

低氧化铝浓度下铝电解质的结构变化模拟研究

电解铝生产过程的电解效率和有害气体排放量与氧化铝浓度密切相关。低氧化铝浓度下，阳极效应的发生会导致全氟化碳等环境有害气体的排放。因此，研究低氧化铝浓度下电解质中络合离子的种类和数量，对生产实践中的氧化铝浓度控制和参数调节进行分子层面的理论性指导是必要的。本文采用第一性原理分子动力学计算方法结合树状结构递归搜索算法，针对铝电解过程中低氧化铝浓度电解质中O、F元素在溶解态形态不明的问题，利用第一性原理分子动力学方法计算了熔盐体系微观离子结构。计算结果表明，F离子大部分以端氟F_t(Al-F)形式存在，而O离子全部以桥氧O_b(Al-O-Al)形式存在。络合离子以[AlF₅]^2-和大型铝氧氟配离子为主。