铝电解槽浓度控制策略的改进.pdfVIP

《冶金自动4匕)2006年增刊(S2) 铝电解槽浓度控制策略的改进 张保伟 (中国铝业股份有限公司郑州研究院，河南郑州45m41) [摘要]简要介绍了铝电解控制过程的对象、原理、目标及技术难点，着重探讨浓度控制与极距控制的优化协 调技术，避免造成升降过多或氧化铝浓度偏差过大现象，通过采用该项技术，取得了低的效应系数和高的电流 效率，电解槽运行平稳。 [关键词】槽控机；控制策略；浓度控制；极距控制；ig化 O引言 下料方式，通过跟踪槽电阻变化曲线来判断和控 中国预焙铝电解槽计算机控制技术是从引进 制氧化铝浓度。挪威提出了用现代控制理论中的 日轻技术后逐步发展起来的，它的引入和推广应 一种先进控制方法一自适应控制来控制氧化铝浓 用为中国铝工业的技术进步起到了重大作用。单 度的技术。该技术按自适应控制系统的建模方法 从阳极效应系数而言，已从引进初期的1．o次 建立氧化铝浓度的估计模型，使用欠量一过量交 ／(槽·日)降为现在的o．2—0．3次／(槽·日)，好的替下料方式来对系统(铝电解槽)产生“激励”，然 效应系数已在0．1次／(槽·日)以下，个别系列的后用递推最小二乘法等参数估计方法来估计能反 阳极效应系数已达到o．01次／(槽·日)，达到了国应氧化铝浓度状况的模型参数。 际先进水平。 之所以在氧化铝浓度控制上采取各种比较复 铝电解控制技术的应用不仅提高了电流效 杂的控制策略，主要在于电解槽内氧化铝浓度无 率、降低了能耗和物耗，而且大大降低了劳动强 法在线测量。所有的控制算法都是针对R-C曲线 度，改善了工作环境，净化了生存环境。其核心是 的激励及辨识上。 控制电解生产的物料平衡和能量平衡，从而保证 大量的研究表明，氧化铝浓度(C)与槽电阻 电解生产的平稳高效运行。 (只)有图1所示的定性关系。 在以往的浓度控制策略中，往往过多注意氧 化铝浓度控制区间或槽电压(能量平衡)的控制， 留 无法有机的把二者结合，造成电压偏差过大或浓 癌 脚 度区间偏离。我们通过工业现场的大量数据分析 靶 和曲线研判，开发出了一整套浓度控制与极距控 制优化控制策略，经过一年的生产实践，取得了非 0 l 2 3 4 5 6 7 8 常好的控制效果。 氧化铝浓度c 1浓度控制原理 图1槽电阻与氧化铝浓度的定性关系 电解槽中的氧化铝浓度反映电解槽内电解质 d一设定极距；4—极距增量 成分中A1203的百分含量，一般认为低的氧化铝浓 度使c02在电解质中的溶解度明显降低，对提高 从R-C曲线上可以将氧化铝浓度的工作区分 电流效率有利。 为四个特征区域： 针对氧化铝浓度的控制问题，法国于20世纪 ·高浓度区 电阻随浓度增高而缓慢上升， 80年代提出了在铝业界有重要影响的专利技术。 浓度逐渐饱和，并造成沉淀产生。 该技术采用“欠量下料”与“过量下料”交替进行的 ·不敏感区 电阻对浓度变化不敏感，不利 [收稿日期]2006．05．30 [作者简介]张保伟(1969-)，男，河南渑池人，高级工程师，主要从事铝电解自动控制工作。