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铝电解槽焙烧控制系统的优化研究

张旭东

  铝电解生产流程中的焙烧工艺直接影响铝电解槽的使用寿命、使用效率以及耗能指标,是铝电解生产过程中的一个十分重要的环节。目前,国内最主要的焙烧方式是焦粒焙烧,自动化程度很低,需要人工安装和拆除分流片,同时焙烧过程中的大量数据采集靠人工完成。这样不仅工人的劳动强度大,更关键的是采集焙烧数据的时间、准确程度难以保证。目前,我国的铝电解槽的使用寿命普遍低于国外的使用寿命,与焙烧工艺有直接关系。 本文的研究内容是指导老师课题组承担的中国电力投资公司青铜峡铝业公司委托的横向课题“350KA电解槽焙烧自动控制系统开发”的一部分。 论文首先分析总结了国内外铝电解槽焙烧启动方法及研究进展情况。重点研究了青铜峡铝业公司采用焦炭焙烧启动的实际情况,对青铜峡铝业公司的350KA铝电解生产线的焙烧过程进行了跟踪测试,对焙烧过程中电解槽的槽温度、焙烧分流片的分流量以及焙烧分流片的温度值进行了跟踪测试和实时采集,为后续研究工作奠定了基础。 针对课题组开发的大功率焙烧装置,对电解槽焙烧启动分流片发热稳态问题进行了分析,从理论推导出稳态温度计算公式,再利用实验数据对推导公式进行了验证,计算结果表明与电解铝企业现场数据基本吻合。在结合现场焙烧过程中的数据的基础上,本文通过模拟电解槽焙烧启动的试验方法,对焙烧自动控制系统进行了大量试验。针对试验中出现的焙烧分流片过热等一系列系统硬件问题,分别做出了相应的优化,并对优化后的自动控制系统进行了验证试验,试验效果良好。在此基础上本文对焙烧控制系统的软件系统进行了相应的优化设计和二次开发。 在青铜峡铝电解生产车间,本课题组使用了本文研究的自控系统对电解槽焙烧进行了自动控制,对自动控制系统的优化效果进行了验证,焙烧过程中系统运行良好,优化效果良好。 目前,由本课题组研制的大功率铝电解焙烧自动化装置的两台样机已经应用在青铜峡铝业公司的生产线。现场应用结果表明,该装置达到了设计功能,能实现对铝电解焙烧过程的良好控制和实时准确记录相关的数据。……   
[关键词]:铝电解焙烧;自动控制;优化
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:北方工业大学2012年
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