權(quán)利要求書(shū): 1.一種鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法,其特征在于,包括如下步驟:
1)根據(jù)預(yù)設(shè)的最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)尋找一個(gè)運(yùn)行最優(yōu)
鋁電解槽;
2)獲取所述運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的工藝參數(shù)作為優(yōu)化工藝參數(shù);
3)按照所述優(yōu)化工藝參數(shù)對(duì)其他被控電解槽進(jìn)行控制;
所述最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)至少包括,電流效率高于電流效率閾值,且槽平均工作電壓低于槽平均工作電壓閾值;所述優(yōu)化工藝參數(shù)包括以下參數(shù)中的一個(gè)或者兩個(gè)以上的組合:電解質(zhì)溫度、電解質(zhì)分子比、
氧化鋁濃度和極距。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法,其特征在于,步驟1)中,尋找運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的方法為:首先對(duì)比各鋁電解槽電流效率,找到電流效率最高的一個(gè)鋁電解槽,然后將該鋁電解槽的電流效率與電流效率閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的電流效率大于電流效率閾值,則將該鋁電解槽的槽平均工作電壓與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;
其中,若找到電流效率最高的兩個(gè)以上的鋁電解槽,將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的電流效率與電流效率閾值進(jìn)行比較,若對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的電流效率大于電流效率閾值,則將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的槽平均工作電壓分別與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若僅有一個(gè)鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;若有多個(gè)鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則認(rèn)定槽平均工作電壓最小的鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法,其特征在于,步驟1)中,尋找運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的方法為:首先對(duì)比各鋁電解槽槽平均工作電壓,找到槽平均工作電壓最低的一個(gè)鋁電解槽,然后將該鋁電解槽的槽平均工作電壓與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則將該鋁電解槽的電流效率與電流效率閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的電流效率小于電流效率閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;
其中,若找到槽平均工作電壓最低的兩個(gè)以上的鋁電解槽,將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的槽平均工作電壓與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的電流效率分別與電流效率閾值進(jìn)行比較,若僅有一個(gè)鋁電解槽的電流效率大于電流效率閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;若有多個(gè)鋁電解槽的電流效率小于電流效率閾值,則認(rèn)定電流效率最大的鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法,其特征在于,步驟1)中,尋找運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的方法為:首先對(duì)比各鋁電解槽的電流效率和槽平均工作電壓,找到滿足所述最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)鋁電解槽;若僅有一個(gè)滿足最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的鋁電解槽,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;
若有兩個(gè)以上滿足最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的鋁電解槽,則選擇電流效率最高的一個(gè)鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;
或者選擇槽平均工作電壓最低的一個(gè)鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;
或者為電流效率和槽平均工作電壓分別設(shè)置權(quán)重,結(jié)合權(quán)重從兩個(gè)以上滿足最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的鋁電解槽中選擇一個(gè)作為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4任一項(xiàng)所述的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法,其特征在于,電流效率閾值為93~95%;槽平均工作電壓閾值為3.8~4.0。
6.一種鋁電解槽組,包括一組電解槽和電解槽組控制器,所述電解槽組控制器用于采集各個(gè)電解槽的參數(shù),以及控制各個(gè)電解槽的工藝參數(shù),其特征在于,所述電解槽組控制器執(zhí)行實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1~5任一項(xiàng)所述鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法的指令。
7.一種基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法,其特征在于,包括如下步驟:
1)根據(jù)預(yù)設(shè)的最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)尋找一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;
2)獲取所述運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的過(guò)熱度形成標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間;
3)采集被控鋁電解槽內(nèi)電解質(zhì)的過(guò)熱度測(cè)量值;
4)將所述過(guò)熱度測(cè)量值與所述標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間比較,若所述過(guò)熱度測(cè)量值高于標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間上限,則控制槽壁換熱裝置使槽壁換熱量增加;若所述過(guò)熱度測(cè)量值低于標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間下限,則控制槽壁換熱裝置使槽壁換熱量減少;若所述過(guò)熱度測(cè)量值在標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間范圍內(nèi),則不做調(diào)整;所述槽壁換熱裝置為調(diào)節(jié)槽壁散熱量的換熱裝置;
所述最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)包括,電流效率高于電流效率閾值,且槽平均工作電壓低于槽平均工作電壓閾值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法,其特征在于,步驟1)中,尋找運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的方法為:首先對(duì)比各鋁電解槽電流效率,找到電流效率最高的一個(gè)鋁電解槽,然后將該鋁電解槽的電流效率與電流效率閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的電流效率大于電流效率閾值,則將該鋁電解槽的槽平均工作電壓與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;
其中,若找到電流效率最高的兩個(gè)以上的鋁電解槽,將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的電流效率與電流效率閾值進(jìn)行比較,若對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的電流效率大于電流效率閾值,則將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的槽平均工作電壓分別與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若僅有一個(gè)鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;若有多個(gè)鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則認(rèn)定槽平均工作電壓最小的鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法,其特征在于,步驟1)中,尋找運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的方法為:首先對(duì)比各鋁電解槽槽平均工作電壓,找到槽平均工作電壓最低的一個(gè)鋁電解槽,然后將該鋁電解槽的槽平均工作電壓與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則將該鋁電解槽的電流效率與電流效率閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的電流效率小于電流效率閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;
其中,若找到槽平均工作電壓最低的兩個(gè)以上的鋁電解槽,將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的槽平均工作電壓與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的電流效率分別與電流效率閾值進(jìn)行比較,若僅有一個(gè)鋁電解槽的電流效率大于電流效率閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;若有多個(gè)鋁電解槽的電流效率小于電流效率閾值,則認(rèn)定電流效率最大的鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法,其特征在于,步驟
1)中,尋找運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的方法為:首先對(duì)比各鋁電解槽的電流效率和槽平均工作電壓,找到滿足所述最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)鋁電解槽;若僅有一個(gè)滿足最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的鋁電解槽,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;
若有兩個(gè)以上滿足最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的鋁電解槽,則選擇電流效率最高的一個(gè)鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;
或者選擇槽平均工作電壓最低的一個(gè)鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;
或者為電流效率和槽平均工作電壓分別設(shè)置權(quán)重,結(jié)合權(quán)重從兩個(gè)以上滿足最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的鋁電解槽中選擇一個(gè)作為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽。
11.根據(jù)權(quán)利要求7~10任一項(xiàng)所述的基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法,其特征在于,電流效率閾值為93~95%;槽平均工作電壓閾值為3.8~4.0。
12.根據(jù)權(quán)利要求7~10任一項(xiàng)所述的基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法,其特征在于,通過(guò)加大所述槽壁換熱裝置內(nèi)換熱介質(zhì)的流量來(lái)增加換熱量;通過(guò)減少所述槽壁換熱裝置內(nèi)換熱介質(zhì)的流量來(lái)減少換熱量。
13.根據(jù)權(quán)利要求7~10任一項(xiàng)所述的基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法,其特征在于,所述過(guò)熱度測(cè)量值的采集方法包括,在線測(cè)量獲得鋁電解槽內(nèi)電解質(zhì)的實(shí)時(shí)溫度和電解質(zhì)自然冷卻開(kāi)始結(jié)晶時(shí)的結(jié)晶溫度,以該結(jié)晶溫度為初晶溫度;所述實(shí)時(shí)溫度減去初晶溫度得到所述過(guò)熱度測(cè)量值。
14.根據(jù)權(quán)利要求7~10任一項(xiàng)所述的基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法,其特征在于,所述過(guò)熱度測(cè)量值的采集方法包括,獲得鋁電解槽內(nèi)電解質(zhì)的樣本及電解質(zhì)的實(shí)時(shí)溫度,通過(guò)檢測(cè)樣本獲得鋁電解槽內(nèi)電解質(zhì)的分子比,通過(guò)查表獲得對(duì)應(yīng)的初晶溫度,所述電解質(zhì)的實(shí)時(shí)溫度減去初晶溫度得到過(guò)熱度測(cè)量值。
15.一種實(shí)現(xiàn)過(guò)熱度控制的鋁電解槽組,其特征在于,包括電解槽組控制器和調(diào)節(jié)槽壁散熱量的槽壁換熱裝置,每個(gè)電解槽的至少一個(gè)側(cè)壁上設(shè)置有所述槽壁換熱裝置,所述電解槽組控制器用于采集各個(gè)電解槽的參數(shù),以及控制各個(gè)電解槽的槽壁換熱裝置;所述電解槽組控制器執(zhí)行實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求7~14任一項(xiàng)所述基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法的指令。
說(shuō)明書(shū): 一種鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法以及鋁電解槽組技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及一種鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法以及鋁電解槽組,屬于鋁電解槽節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。背景技術(shù)[0002] 鋁電解工業(yè)生產(chǎn)采用冰晶石—氧化鋁融鹽電解法。所謂冰晶石—氧化鋁融鹽就是以冰晶石為主的氟化鹽作為熔劑,氧化鋁為熔質(zhì)組成的多相電解質(zhì)體系。以碳素體作為陽(yáng)極,鋁液作為陰極,通入強(qiáng)大的直流電后,在920℃-970℃下,在電解槽內(nèi)的兩極上進(jìn)行
電化學(xué)反應(yīng)?;瘜W(xué)反應(yīng)主要通過(guò)以下方程進(jìn)行:2Al2O3+3C=4Al+3CO2。陽(yáng)極產(chǎn)物主要是二氧化碳和一氧化碳?xì)怏w,陰極產(chǎn)物是鋁液。[0003] 如圖1所示的鋁電解槽示意圖,包括陰極1、陽(yáng)極導(dǎo)電棒2、陽(yáng)極母線3、打殼下料機(jī)構(gòu)4、集氣罩5、陽(yáng)極碳?jí)K6、槽幫結(jié)殼7、側(cè)壁內(nèi)襯8、陰極棒9、槽殼10、防滲隔熱材料11、電解質(zhì)12、鋁水13、煙道口14。通電后,電流依次通過(guò)陽(yáng)極碳?jí)K6、電解質(zhì)12、鋁水13、陰極1、陰極棒9,電解生成的鋁水形成在陰極1上。電解質(zhì)12開(kāi)始結(jié)晶時(shí)的溫度為初晶點(diǎn)或初晶溫度,電解質(zhì)12的溫度和初晶點(diǎn)的差為過(guò)熱度。陽(yáng)極碳?jí)K6到鋁水13表面的距離為極距。電解過(guò)程中,電解質(zhì)通過(guò)槽側(cè)壁散熱,靠近槽側(cè)壁的電解質(zhì)凝固形成槽幫結(jié)殼7,槽幫結(jié)殼7的形狀由電解質(zhì)溫度決定,溫度高則熔化一部分,溫度低則槽幫結(jié)殼7變厚。[0004] 2017年我國(guó)鋁電解用電量高達(dá)5000億kWh,整個(gè)
電解鋁行業(yè)耗電量占到全國(guó)總用電量的9%以上,電解鋁能量利用率不到50%,因此,鋁電解生產(chǎn)的高能耗、低能效是一個(gè)較為嚴(yán)重的問(wèn)題。[0005] 噸鋁的直流電耗等于2980×平均電壓/電流效率。低溫及低電壓工藝,是實(shí)現(xiàn)電解鋁節(jié)能的兩大途徑。研究表明,電解溫度每降低10℃,電流效率約提高1%,噸鋁節(jié)電140度。但是,低溫狀態(tài)下電解質(zhì)導(dǎo)電性能、氧化鋁溶解性能、添加劑種類及添加方法等均對(duì)電解過(guò)程產(chǎn)生影響,因沒(méi)有找到適宜的低溫電解質(zhì)體系,制約了低溫電解在大型鋁電解槽上的工業(yè)化應(yīng)用。
[0006] 而平均電壓每降低0.1,噸鋁節(jié)電320度,因此,降低鋁電解槽的槽電壓,提高電流效率,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能是目前電解鋁行業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的主要途徑。[0007] 然而,在鋁電解生產(chǎn)過(guò)程中,槽電壓是電解槽能量平衡中眾多相互耦合的變量之一,電解槽能量平衡中任何變量的改變都會(huì)引起電解槽現(xiàn)有的平衡被打破,若不能控制其他變量使電解槽達(dá)到新的能量平衡,槽內(nèi)鋁電解反應(yīng)會(huì)受到影響,電解槽的運(yùn)行也會(huì)變得不穩(wěn)定甚至電解槽遭到損壞。例如,極距的減小會(huì)減小槽電壓,導(dǎo)致輸入到電解槽中的能量減少,直接影響就是使電解質(zhì)的溫度降低和過(guò)熱度降低,同時(shí)導(dǎo)致槽幫結(jié)殼及伸腿變厚,改變爐幫形狀,影響槽內(nèi)電流分布和電解槽的電磁穩(wěn)定性。而能量平衡的打破和改變又會(huì)影響到槽內(nèi)的物料平衡(氧化鋁和氟化鋁成分的穩(wěn)定),例如槽幫結(jié)殼和伸腿的熔化或變厚會(huì)影響電解質(zhì)水平,改變氧化鋁濃度,電解質(zhì)溫度的改變會(huì)影響氧化鋁的溶解度;最終會(huì)改變電解質(zhì)的分子比和初晶點(diǎn),而初晶溫度的改變又會(huì)反過(guò)來(lái)影響過(guò)熱度,過(guò)熱度又會(huì)引起一系列的參數(shù)和變量的改變。也就是說(shuō)電解槽的能量平衡和物料平衡不是相互獨(dú)立的,而是能量平衡和物料平衡中每個(gè)參數(shù)每個(gè)變量之間都存在耦合關(guān)系,是互相關(guān)聯(lián)互相影響的,因此在現(xiàn)有技術(shù)中,同時(shí)控制好電解槽的能量平衡和物料平衡才能取得好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和保證電解槽穩(wěn)定運(yùn)行。[0008] 對(duì)于電解槽能量平衡和物料平衡的控制,在目前的鋁電解生產(chǎn)過(guò)程中,如圖2所示的現(xiàn)行鋁電解工藝與臨界穩(wěn)定控制系統(tǒng),通過(guò)采集槽狀態(tài)參數(shù)判斷槽況,然后通過(guò)調(diào)整極距、電壓、電流、鋁水平來(lái)調(diào)整電解槽的能量平衡;繼續(xù)基于槽況預(yù)估再通過(guò)氧化鋁和氟化鹽的合理加料制度來(lái)調(diào)整電解槽的物料平衡。通過(guò)槽內(nèi)兩種平衡的協(xié)調(diào)配合下,保證電解槽電化學(xué)反應(yīng)的基本條件,同時(shí)維持電解槽及電解反應(yīng)的穩(wěn)定,并且盡可能的提高電流效率實(shí)現(xiàn)節(jié)能。即從輸入端進(jìn)行調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)電解鋁穩(wěn)定性及節(jié)能控制。[0009] 但是由于電解槽可用于控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)極少,加之能量平衡和物料平衡互相影響,很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)電解反應(yīng)的穩(wěn)定和提高電流效率實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能,現(xiàn)實(shí)情況往往是為了保證電化學(xué)反應(yīng)的基本條件和電解槽及電解反應(yīng)的安全穩(wěn)定,而去犧牲電流效率提高能耗。能量平衡這一電解過(guò)程最基本的工藝條件無(wú)法獨(dú)立實(shí)時(shí)調(diào)節(jié),就很難保證電解過(guò)程處于優(yōu)化的狀態(tài);難以實(shí)現(xiàn)鋁電解過(guò)程的穩(wěn)定和節(jié)能平衡下的最優(yōu)。發(fā)明內(nèi)容[0010] 本發(fā)明的目的是提供一種鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法和鋁電解槽組,以及一種基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法和實(shí)現(xiàn)過(guò)熱度控制的鋁電解槽組。用于實(shí)現(xiàn)鋁電解槽穩(wěn)定的同時(shí)進(jìn)一步降低能耗。[0011] 為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的方案包括:[0012] 本發(fā)明提供一種鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法,包括如下步驟:[0013] 1)根據(jù)預(yù)設(shè)的最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)尋找一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;[0014] 2)獲取所述運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的工藝參數(shù)作為優(yōu)化工藝參數(shù);[0015] 3)按照所述優(yōu)化工藝參數(shù)對(duì)其他被控電解槽進(jìn)行控制;[0016] 所述最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)至少包括,電流效率高于電流效率閾值,且槽平均工作電壓低于槽平均工作電壓閾值;所述優(yōu)化工藝參數(shù)包括以下參數(shù)中的一個(gè)或者兩個(gè)以上的組合:電解質(zhì)溫度、電解質(zhì)分子比、氧化鋁濃度和極距。[0017] 本發(fā)明還提供一種鋁電解槽組,包括一組電解槽和電解槽組控制器,所述電解槽組控制器用于采集各個(gè)電解槽的參數(shù),以及控制各個(gè)電解槽的工藝參數(shù),所述電解槽組控制器執(zhí)行實(shí)現(xiàn)上述用于鋁電解槽的工藝參數(shù)優(yōu)化方法的指令。[0018] 本發(fā)明的技術(shù)效果:[0019] 鋁電解生產(chǎn)過(guò)程中,鋁電解槽的各個(gè)工藝參數(shù)(包括電解質(zhì)分子比、氧化鋁濃度和極距)互相耦合,在調(diào)節(jié)過(guò)程中相互影響,控制極為復(fù)雜,很難通過(guò)工藝參數(shù)將電解槽調(diào)整到最優(yōu)狀態(tài)(槽況穩(wěn)定、節(jié)能且效率高)。本發(fā)明的方法通過(guò)直接將現(xiàn)有運(yùn)行良好的電解槽的工藝參數(shù)復(fù)制到其他運(yùn)行一般的電解槽上,跳出復(fù)雜的工藝參數(shù)控制模型和相關(guān)計(jì)算,實(shí)現(xiàn)電解槽控制上的精簡(jiǎn)。[0020] 本發(fā)明的方法在應(yīng)用后,各電解槽過(guò)熱度控制在8-12℃、氧化鋁濃度1.5-2.5%、極距35-40mm;電流效率達(dá)到93-95%,最終實(shí)現(xiàn)噸鋁節(jié)電200-300kwh。[0021] 作為對(duì)鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法和鋁電解槽組的進(jìn)一步改進(jìn),步驟1)中,尋找運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的方法為:首先對(duì)比各鋁電解槽電流效率,找到電流效率最高的一個(gè)鋁電解槽,然后將該鋁電解槽的電流效率與電流效率閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的電流效率大于電流效率閾值,則將該鋁電解槽的槽平均工作電壓與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;[0022] 其中,若找到電流效率最高的兩個(gè)以上的鋁電解槽,將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的電流效率與電流效率閾值進(jìn)行比較,若對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的電流效率大于電流效率閾值,則將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的槽平均工作電壓分別與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若僅有一個(gè)鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;若有多個(gè)鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則認(rèn)定槽平均工作電壓最小的鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽。[0023] 作為對(duì)鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法和鋁電解槽組的進(jìn)一步改進(jìn),步驟1)中,尋找運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的方法為:首先對(duì)比各鋁電解槽槽平均工作電壓,找到槽平均工作電壓最低的一個(gè)鋁電解槽,然后將該鋁電解槽的槽平均工作電壓與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則將該鋁電解槽的電流效率與電流效率閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的電流效率小于電流效率閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;[0024] 其中,若找到槽平均工作電壓最低的兩個(gè)以上的鋁電解槽,將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的槽平均工作電壓與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的電流效率分別與電流效率閾值進(jìn)行比較,若僅有一個(gè)鋁電解槽的電流效率大于電流效率閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;若有多個(gè)鋁電解槽的電流效率小于電流效率閾值,則認(rèn)定電流效率最大的鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽。[0025] 作為對(duì)鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法和鋁電解槽組的進(jìn)一步改進(jìn),步驟1)中,尋找運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的方法為:首先對(duì)比各鋁電解槽的電流效率和槽平均工作電壓,找到滿足所述最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)鋁電解槽;若僅有一個(gè)滿足最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的鋁電解槽,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;[0026] 若有兩個(gè)以上滿足最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的鋁電解槽,則選擇電流效率最高的一個(gè)鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;[0027] 或者選擇槽平均工作電壓最低的一個(gè)鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;[0028] 或者為電流效率和槽平均工作電壓分別設(shè)置權(quán)重,結(jié)合權(quán)重從兩個(gè)以上滿足最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的鋁電解槽中選擇一個(gè)作為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽。[0029] 按照以上運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的尋找標(biāo)準(zhǔn),在電流效率未能達(dá)到設(shè)定值時(shí),不再比較槽平均工作電壓值,或者在槽平均工作電壓未能低于設(shè)定值時(shí),不再比較電流效率,直接認(rèn)定為需要進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化的非最優(yōu)電解槽,開(kāi)始進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化控制,提高了控制效率,避免了多余的判斷比較。[0030] 作為對(duì)鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法和鋁電解槽組的進(jìn)一步改進(jìn),電流效率閾值為93~95%;槽平均工作電壓閾值為3.8~4.0。[0031] 本發(fā)明提供一種基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法,包括如下步驟:[0032] 1)根據(jù)預(yù)設(shè)的最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)尋找一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;[0033] 2)獲取所述運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的過(guò)熱度形成標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間;[0034] 3)采集被控鋁電解槽內(nèi)電解質(zhì)的過(guò)熱度測(cè)量值;[0035] 4)將所述過(guò)熱度測(cè)量值與所述標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間比較,若所述過(guò)熱度測(cè)量值高于標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間上限,則控制槽壁換熱裝置使槽壁換熱裝置的換熱量增加;若所述過(guò)熱度測(cè)量值低于標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間下限,則控制槽壁換熱裝置使槽壁換熱裝置的換熱量減少;若所述過(guò)熱度測(cè)量值在標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間范圍內(nèi),則不做調(diào)整;所述槽壁換熱裝置為用于為槽壁散熱的換熱裝置;[0036] 所述最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)包括,電流效率高于電流效率閾值,且槽平均工作電壓低于槽平均工作電壓閾值。[0037] 本發(fā)明還提供一種實(shí)現(xiàn)過(guò)熱度控制的鋁電解槽組,包括電解槽組控制器和用于為槽壁散熱的槽壁換熱裝置,每個(gè)電解槽的至少一個(gè)側(cè)壁上設(shè)置有所述槽壁換熱裝置,所述電解槽組控制器用于采集各個(gè)電解槽的參數(shù),以及控制各個(gè)電解槽的槽壁換熱裝置;所述電解槽組控制器執(zhí)行實(shí)現(xiàn)如上述基于過(guò)熱度的工藝參數(shù)優(yōu)化方法的指令。[0038] 本發(fā)明的技術(shù)效果:[0039] 1)電解鋁能耗的50%是通過(guò)熱的形式散失于環(huán)境中,因此熱平衡是電解槽電解反應(yīng)能量平衡中重要的環(huán)節(jié),本發(fā)明通過(guò)熱平衡的在線獨(dú)立控制實(shí)現(xiàn)了對(duì)能量平衡的獨(dú)立干預(yù)和控制調(diào)節(jié)。[0040] 本發(fā)明的方案采集電解槽電解質(zhì)的熱參數(shù)(通過(guò)溫度及初晶點(diǎn)獲得過(guò)熱度),并針對(duì)電解槽的過(guò)熱度進(jìn)行獨(dú)立優(yōu)化調(diào)節(jié),在現(xiàn)有電解槽的能量控制和物料控制即在輸入端控制平衡的基礎(chǔ)上,通過(guò)電解槽的散熱或保溫的輸出端控制,在不干預(yù)輸入端調(diào)節(jié)、不破壞現(xiàn)有平衡的基礎(chǔ)上對(duì)過(guò)熱度進(jìn)行獨(dú)立控制,實(shí)現(xiàn)了熱平衡的獨(dú)立調(diào)節(jié)和過(guò)熱度這一重要工藝參數(shù)的解耦,能夠?qū)崿F(xiàn)電解鋁安全穩(wěn)定和節(jié)能的進(jìn)一步優(yōu)化。[0041] 2)電解槽散失的熱量主要是通過(guò)槽壁散失的,通過(guò)槽壁設(shè)置的換熱裝置,能最大程度上影響槽內(nèi)電解質(zhì)的溫度,進(jìn)而控制過(guò)熱度,因此通過(guò)槽壁對(duì)電解質(zhì)溫度調(diào)整的周期短,最適宜實(shí)現(xiàn)電解質(zhì)溫度及過(guò)熱度的調(diào)節(jié)。[0042] 3)本發(fā)明的方法能夠?qū)崿F(xiàn)從電解槽散熱側(cè)(即熱輸出端)反向?qū)﹄娊獠鄣臒崞胶膺M(jìn)行調(diào)節(jié),與輸入端的能量及物料平衡的控制互不干預(yù),在實(shí)施本發(fā)明的方法時(shí),不需要考慮極距的控制和分子比的控制,實(shí)現(xiàn)了電解槽過(guò)熱度與其他工藝參數(shù)的“解耦”控制,能夠?qū)崿F(xiàn)電解鋁安全穩(wěn)定和節(jié)能的進(jìn)一步平衡優(yōu)化。[0043] 4)同時(shí),本發(fā)明作為控制目標(biāo)的過(guò)熱度的獲得是從運(yùn)行良好的電解槽復(fù)制而來(lái),其針對(duì)性更強(qiáng),該過(guò)熱度對(duì)電解槽的影響更好。[0044] 本發(fā)明的方法在應(yīng)用后,得到電解槽最優(yōu)過(guò)熱度區(qū)間在8-12℃;電流效率達(dá)到93-95%,最終實(shí)現(xiàn)噸鋁節(jié)電200-300kwh。
[0045] 作為對(duì)基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法和實(shí)現(xiàn)過(guò)熱度控制的鋁電解槽組的進(jìn)一步改進(jìn),步驟1)中,尋找運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的方法為:首先對(duì)比各鋁電解槽電流效率,找到電流效率最高的一個(gè)鋁電解槽,然后將該鋁電解槽的電流效率與電流效率閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的電流效率大于電流效率閾值,則將該鋁電解槽的槽平均工作電壓與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;[0046] 其中,若找到電流效率最高的兩個(gè)以上的鋁電解槽,將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的電流效率與電流效率閾值進(jìn)行比較,若對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的電流效率大于電流效率閾值,則將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的槽平均工作電壓分別與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若僅有一個(gè)鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;若有多個(gè)鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則認(rèn)定槽平均工作電壓最小的鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽。[0047] 作為對(duì)基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法和實(shí)現(xiàn)過(guò)熱度控制的鋁電解槽組的進(jìn)一步改進(jìn),步驟1)中,尋找運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的方法為:首先對(duì)比各鋁電解槽槽平均工作電壓,找到槽平均工作電壓最低的一個(gè)鋁電解槽,然后將該鋁電解槽的槽平均工作電壓與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則將該鋁電解槽的電流效率與電流效率閾值進(jìn)行比較,若該鋁電解槽的電流效率小于電流效率閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;[0048] 其中,若找到槽平均工作電壓最低的兩個(gè)以上的鋁電解槽,將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的槽平均工作電壓與槽平均工作電壓閾值進(jìn)行比較,若對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的槽平均工作電壓小于槽平均工作電壓閾值,則將對(duì)應(yīng)兩個(gè)以上的鋁電解槽的電流效率分別與電流效率閾值進(jìn)行比較,若僅有一個(gè)鋁電解槽的電流效率大于電流效率閾值,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;若有多個(gè)鋁電解槽的電流效率小于電流效率閾值,則認(rèn)定電流效率最大的鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽。[0049] 步驟1)中,尋找運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的方法為:首先對(duì)比各鋁電解槽的電流效率和槽平均工作電壓,找到滿足所述最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)或多個(gè)鋁電解槽;若僅有一個(gè)滿足最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的鋁電解槽,則認(rèn)定該鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;[0050] 若有兩個(gè)以上滿足最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的鋁電解槽,則選擇電流效率最高的一個(gè)鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;[0051] 或者選擇槽平均工作電壓最低的一個(gè)鋁電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;[0052] 或者為電流效率和槽平均工作電壓分別設(shè)置權(quán)重,結(jié)合權(quán)重從兩個(gè)以上滿足最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的鋁電解槽中選擇一個(gè)作為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽。[0053] 按照以上運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的尋找標(biāo)準(zhǔn),在電流效率未能達(dá)到設(shè)定值時(shí),不再比較槽平均工作電壓值,或者在槽平均工作電壓未能低于設(shè)定值時(shí),不再比較電流效率,直接認(rèn)定為需要進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化的非最優(yōu)電解槽,開(kāi)始進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化控制,提高了控制效率,避免了多余的判斷比較。[0054] 作為對(duì)基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法和實(shí)現(xiàn)過(guò)熱度控制的鋁電解槽組的進(jìn)一步改進(jìn),電流效率閾值為93~95%;槽平均工作電壓閾值為3.8~4.0。[0055] 作為對(duì)基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法和實(shí)現(xiàn)過(guò)熱度控制的鋁電解槽組的進(jìn)一步改進(jìn),通過(guò)加大所述槽壁換熱裝置內(nèi)換熱介質(zhì)的流量來(lái)增加換熱量;通過(guò)減少所述槽壁換熱裝置內(nèi)換熱介質(zhì)的流量來(lái)減少換熱量。[0056] 槽壁換熱裝置通過(guò)散熱介質(zhì)將槽壁溫度帶走,加快散熱介質(zhì)的流速實(shí)現(xiàn)加速槽壁散熱,降低槽壁溫度進(jìn)而降低電解質(zhì)的溫度,最終實(shí)現(xiàn)降低過(guò)熱度;減慢散熱介質(zhì)的流速甚至停止散熱介質(zhì)的流動(dòng)實(shí)現(xiàn)槽壁散熱的減慢或保溫,使槽壁溫度升高,進(jìn)而升高電解質(zhì)溫度及過(guò)熱度。[0057] 加大或減少換熱介質(zhì)在槽壁換熱裝置內(nèi)流量,可以通過(guò)調(diào)節(jié)流速實(shí)現(xiàn),具體可以通過(guò)泵的變頻調(diào)速來(lái)調(diào)節(jié),流速易于精確調(diào)節(jié),使散熱量易于控制和計(jì)算,控制上簡(jiǎn)單可靠容易實(shí)現(xiàn),且能夠精確的量化控制。[0058] 作為對(duì)基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法和實(shí)現(xiàn)過(guò)熱度控制的鋁電解槽組的進(jìn)一步改進(jìn),所述過(guò)熱度測(cè)量值的采集方法包括,在線取樣測(cè)量鋁電解槽內(nèi)電解質(zhì)的實(shí)時(shí)溫度和電解質(zhì)自然冷卻開(kāi)始結(jié)晶時(shí)的結(jié)晶溫度,以該結(jié)晶溫度為初晶溫度;所述實(shí)時(shí)溫度減去初晶溫度得到所述過(guò)熱度測(cè)量值。[0059] 通過(guò)探針和溫度傳感器,可以實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)出槽內(nèi)的電解質(zhì)溫度及電解質(zhì)的結(jié)晶溫度(即初晶點(diǎn)),相減即可獲得過(guò)熱度,方法快速可靠,能夠在現(xiàn)場(chǎng)短時(shí)間內(nèi)獲得結(jié)果,并且結(jié)果能夠自動(dòng)被系統(tǒng)自動(dòng)獲取。[0060] 作為對(duì)基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法和實(shí)現(xiàn)過(guò)熱度控制的鋁電解槽組的進(jìn)一步改進(jìn),所述過(guò)熱度測(cè)量值的采集方法包括,獲得鋁電解槽內(nèi)電解質(zhì)的樣本及電解質(zhì)的實(shí)時(shí)溫度,通過(guò)檢測(cè)樣本獲得鋁電解槽內(nèi)電解質(zhì)的分子比,通過(guò)查表獲得對(duì)應(yīng)的初晶溫度,所述電解質(zhì)的實(shí)時(shí)溫度減去初晶溫度得到過(guò)熱度測(cè)量值。[0061] 通過(guò)采集樣本并利用實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)的方式測(cè)得成分(分子比),根據(jù)成分獲得初晶點(diǎn),實(shí)時(shí)溫度與初晶點(diǎn)的差即為過(guò)熱度,化驗(yàn)方法精確可行,也能夠?qū)崿F(xiàn)過(guò)熱度的準(zhǔn)確獲取。附圖說(shuō)明[0062] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)鋁電解槽結(jié)構(gòu)示意圖;[0063] 圖2是現(xiàn)有技術(shù)鋁電解工藝與臨界穩(wěn)定控制系統(tǒng)示意圖;[0064] 圖3是本發(fā)明的能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立能量平衡調(diào)節(jié)的方法流程圖;[0065] 圖4是本發(fā)明的鋁電解槽系統(tǒng)示意圖;[0066] 圖5是本發(fā)明的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法流程圖。[0067] 圖中包括:陰極1、陽(yáng)極導(dǎo)電棒2、陽(yáng)極母線3、打殼下料機(jī)構(gòu)4、集氣罩5、陽(yáng)極碳?jí)K6、槽幫結(jié)殼7、側(cè)壁內(nèi)襯8、陰極棒9、槽殼10、防滲隔熱材料11、電解質(zhì)12、鋁水13、煙道口14;槽體本身100、槽壁換熱裝置31、流量調(diào)節(jié)站34、熱輸出裝置35、管道36。具體實(shí)施方式[0068] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。[0069] 實(shí)現(xiàn)過(guò)熱度輸出端調(diào)節(jié)的鋁電解槽實(shí)施例:[0070] 硬件部分:[0071] 如圖4所示的本發(fā)明的鋁電解槽系統(tǒng),包括:槽體本身100和換熱系統(tǒng),槽體本身100的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)的鋁電解槽槽體相同。
[0072] 換熱系統(tǒng)用于控制電解槽槽壁的散熱,還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電解槽余熱的二次利用。換熱系統(tǒng)包括槽壁換熱裝置31、煙氣換熱裝置(圖中未示出)、流量調(diào)節(jié)站34、熱輸出裝置35、管道36。所述槽壁換熱裝置31設(shè)置于鋁電解槽的槽壁上,或者與鋁電解槽一體設(shè)置,用于輔助鋁電解槽側(cè)壁(槽壁)的散熱,能夠吸收鋁電解槽槽壁的熱量并通過(guò)換熱介質(zhì)將熱量帶走轉(zhuǎn)移。鋁電解槽頂部設(shè)置有煙道(圖中未示出),煙道與鋁電解槽的煙道口相連,用于排出鋁電解槽內(nèi)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的高溫?zé)煔?。煙?2上設(shè)置有煙氣換熱裝置,煙氣換熱裝置也可以通過(guò)管道36串聯(lián)進(jìn)圖4所示的換熱系統(tǒng),高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)煙氣換熱裝置后可以得到冷卻,同時(shí)將熱量傳遞給煙氣換熱裝置內(nèi)的換熱介質(zhì)。流量調(diào)節(jié)站34實(shí)現(xiàn)換熱系統(tǒng)內(nèi)部的換熱介質(zhì)流速的調(diào)節(jié),最終實(shí)現(xiàn)槽壁換熱裝置31內(nèi)單位時(shí)間換熱介質(zhì)流量的調(diào)節(jié),流量調(diào)節(jié)站34具體可以是由可調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)的泵,調(diào)速電機(jī)(即泵的轉(zhuǎn)速)由鋁電解槽控制系統(tǒng)控制,用于驅(qū)動(dòng)換熱介質(zhì)通過(guò)管道36在槽壁換熱裝置31、煙氣換熱裝置(圖中未示出)、熱輸出裝置35之間循環(huán)。熱輸出裝置35用于將換熱介質(zhì)冷卻,轉(zhuǎn)移換熱介質(zhì)攜帶的熱量,可以將熱量進(jìn)行再次利用。熱輸出裝置35具體可以是換熱站,被加熱后攜帶熱量換熱介質(zhì)在換熱站內(nèi)給水加熱,被加熱后的水可以用于供暖或發(fā)電。[0073] 換熱介質(zhì)采用導(dǎo)熱油,也可以采用其他介質(zhì),例如冷卻液、水或者氣體等。本發(fā)明對(duì)換熱介質(zhì)不做限定。[0074] 槽壁換熱裝置31包括集成有熱管的集熱板,集熱板內(nèi)通有導(dǎo)熱油,熱管一端與槽壁接觸,另一端插入集熱板內(nèi)部并與導(dǎo)熱油充分接觸,槽壁換熱裝置31利用熱管將槽壁熱量傳遞到集熱板內(nèi)的導(dǎo)熱油,將導(dǎo)熱油加熱,攜帶能量的高溫導(dǎo)熱油流動(dòng)將槽壁熱量帶走,從而實(shí)現(xiàn)槽壁溫度的調(diào)節(jié)。[0075] 作為其他實(shí)施例,槽壁換熱裝置31也可以不采用熱管,而直接在槽壁上設(shè)置其他類型的換熱裝置。[0076] 導(dǎo)熱油在流量調(diào)節(jié)站34的驅(qū)動(dòng)下,流入熱輸出裝置35。熱輸出裝置35可以為一個(gè)換熱水站,導(dǎo)熱油管可以在換熱水站內(nèi)通過(guò)彎曲布置或者連接散熱片的方式與水充分接觸,換熱水站利用水將導(dǎo)熱油管內(nèi)的導(dǎo)熱油冷卻,水被加熱后可以進(jìn)一步使之沸騰用于發(fā)電或供暖等。熱輸出裝置35內(nèi)用于冷卻導(dǎo)熱油的介質(zhì)還可以為氣體、冷卻液等其他介質(zhì),冷卻方法可以為對(duì)導(dǎo)熱油管噴淋、浸泡或利用散熱風(fēng)扇加速空氣流動(dòng)的方式,其目的主要是為了冷卻導(dǎo)熱油,使冷卻后的導(dǎo)熱油進(jìn)入下一冷卻循環(huán),導(dǎo)熱油的熱量是否重復(fù)利用或者如何利用,本發(fā)明不做限定。[0077] 本實(shí)施例中,為了有效利用導(dǎo)熱油帶出的熱量,導(dǎo)熱油還在冷卻后利用高溫?zé)煔膺M(jìn)行預(yù)熱,即導(dǎo)熱油在進(jìn)入槽壁換熱裝置31前先進(jìn)入煙氣換熱裝置,煙氣換熱裝置設(shè)置于煙道上,高溫?zé)煔庠跓煔鈸Q熱裝置內(nèi)與導(dǎo)熱油管充分接觸,將煙氣攜帶的熱量充分利用,為導(dǎo)熱油預(yù)熱,預(yù)熱后的導(dǎo)熱油再通過(guò)槽壁換熱裝置31,可進(jìn)一步的提高導(dǎo)熱油攜帶的熱量,便于高溫導(dǎo)熱油在熱輸出裝置35內(nèi)輸出能量以提高余熱利用率。作為其他實(shí)施例,也可以不在煙道上設(shè)置煙氣換熱裝置,不對(duì)導(dǎo)熱油預(yù)熱,直接使冷卻后的導(dǎo)熱油進(jìn)入槽壁換熱裝置31,以提高槽壁換熱裝置31對(duì)槽壁的冷卻效率。[0078] 軟件部分:[0079] 鋁電解槽控制系統(tǒng)采用如圖2所示的現(xiàn)行鋁電解工藝與臨界穩(wěn)定控制系統(tǒng)的策略對(duì)電解槽進(jìn)行能量平衡和物料平衡的控制,即實(shí)現(xiàn)極距控制和分子比控制;同時(shí)還包括對(duì)換熱系統(tǒng)的控制,即根據(jù)散熱度對(duì)槽壁換熱裝置31、流量調(diào)節(jié)站34乃至熱輸出裝置35進(jìn)行控制的方法。具體控制策略在方法實(shí)施例中敘述。[0080] 需要說(shuō)明的是,本實(shí)施例中,對(duì)換熱系統(tǒng)的控制與極距控制和分子比控制相同,都屬于針對(duì)電解槽的控制。也就是說(shuō),對(duì)換熱系統(tǒng)的控制方法形成的軟件在電解槽的控制裝置(例如電解槽的控制柜)中加載并且運(yùn)行。[0081] 余熱回收系統(tǒng)實(shí)施例:[0082] 余熱回收系統(tǒng)包含上述鋁電解槽實(shí)施例中的換熱系統(tǒng)(本實(shí)施例中不再贅述)和余熱回收控制器,余熱回收控制器對(duì)換熱系統(tǒng)進(jìn)行控制,執(zhí)行實(shí)現(xiàn)用于鋁電解槽的能量平衡調(diào)節(jié)方法的控制,具體控制策略在方法實(shí)施例中敘述。[0083] 需要說(shuō)明的是,本實(shí)施例中,對(duì)換熱系統(tǒng)的控制方法形成的軟件在余熱回收控制裝置(例如作為流量調(diào)節(jié)站34的泵的電機(jī)控制器或余熱回收系統(tǒng)控制柜)中加載并且運(yùn)行。本實(shí)施例中,余熱回收系統(tǒng)的散熱控制與鋁電解槽本身現(xiàn)行的鋁電解控制策略(如圖2的控制方法)互相獨(dú)立運(yùn)行,可以互不干預(yù)。
[0084] 過(guò)熱度輸出端調(diào)節(jié)方法實(shí)施例:[0085] 如圖3所示的能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立能量平衡調(diào)節(jié)的方法,包括如下步驟:1)控制系統(tǒng)采集電解槽中電解質(zhì)的過(guò)熱度;2)將采集的過(guò)熱度與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度比較。若采集的過(guò)熱度大于標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度,則控制系統(tǒng)控制換熱系統(tǒng)加快電解槽槽壁的散熱速度,實(shí)現(xiàn)電解槽槽壁溫度降低,進(jìn)而使電解槽內(nèi)電解質(zhì)溫度降低,最終實(shí)現(xiàn)降低電解質(zhì)的過(guò)熱度,使電解質(zhì)過(guò)熱度接近標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度;若采集的過(guò)熱度小于標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度,則控制系統(tǒng)控制換熱系統(tǒng)減慢電解槽槽壁的散熱速度,實(shí)現(xiàn)電解槽槽壁溫度升高,進(jìn)而使電解槽內(nèi)電解質(zhì)溫度升高,最終實(shí)現(xiàn)升高電解質(zhì)的過(guò)熱度,使電解質(zhì)過(guò)熱度接近標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度;若采集的過(guò)熱度等于標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度,則控制系統(tǒng)控制換熱系統(tǒng)維持當(dāng)前電解槽槽壁的散熱速度,即維持接近標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度的當(dāng)前過(guò)熱度。[0086] 控制系統(tǒng)可以是鋁電解槽的控制系統(tǒng),也可以是余熱回收系統(tǒng)獨(dú)立的控制系統(tǒng)。[0087] 電解鋁電解質(zhì)合理的過(guò)熱度區(qū)間為5~15℃,設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度為一定的溫度范圍,在設(shè)定時(shí)可以是理想的窄小范圍(例如6~8℃)、也可以是較寬區(qū)間(如6~10℃或8~12℃),也可以是接近理想過(guò)熱度的溫度范圍。本發(fā)明中,在一組鋁電解槽組中,尋找最優(yōu)運(yùn)行的鋁電解槽(尋優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)可以為槽平均工作電壓、電流效率等),并基于該最優(yōu)運(yùn)行的鋁電解槽的過(guò)熱度形成設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間(標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間可以為一定時(shí)間內(nèi)最優(yōu)運(yùn)行的鋁電解槽的過(guò)熱度波動(dòng)區(qū)間,也可以為以最優(yōu)運(yùn)行的鋁電解槽的過(guò)熱度為中心的設(shè)定范圍的過(guò)熱度區(qū)間),用作對(duì)該組其他非最優(yōu)運(yùn)行的鋁電解槽的過(guò)熱度控制參數(shù)。對(duì)于其他非最優(yōu)運(yùn)行的鋁電解槽,當(dāng)過(guò)熱度測(cè)量值超出該標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度時(shí)才進(jìn)行調(diào)節(jié),例如設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間為8~10℃,則當(dāng)過(guò)熱度低于8℃達(dá)到7℃或高于10℃達(dá)到11℃才進(jìn)行調(diào)節(jié),直到回到標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間內(nèi)的目標(biāo)值時(shí),停止調(diào)節(jié),防止系統(tǒng)難以穩(wěn)定下來(lái)而頻繁震蕩反復(fù)調(diào)節(jié)。[0088] 采集的過(guò)熱度大于標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間或者大于標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間并超過(guò)設(shè)定值,可以認(rèn)定為此采集的過(guò)熱度大于標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度;采集的過(guò)熱度小于標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間或者小于標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間并超過(guò)設(shè)定值,可以認(rèn)定為此采集的過(guò)熱度小于標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度。理想過(guò)熱度或理想過(guò)熱度的范圍也可以為技術(shù)人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)定的,或者選擇現(xiàn)有運(yùn)轉(zhuǎn)良好且電流效率高的電解槽的過(guò)熱度作為其他槽況相近的電解槽的理想過(guò)熱度。[0089] 加快電解槽槽壁的散熱速度的方法為,鋁電解槽控制系統(tǒng)通過(guò)控制加快換熱系統(tǒng)中作為流量調(diào)節(jié)站34的泵的轉(zhuǎn)速,加快換熱系統(tǒng)中導(dǎo)熱油在槽壁換熱裝置31中的流速,則加了單位時(shí)間槽壁換熱裝置31從槽壁帶走的熱量,最終實(shí)現(xiàn)了加快電解槽槽壁的散熱速度。減慢電解槽槽壁的散熱速度的方法與加快電解槽槽壁的散熱速度的方法相反,即鋁電解槽控制系統(tǒng)降低換熱系統(tǒng)中泵34的轉(zhuǎn)速,最終實(shí)現(xiàn)減慢電解槽槽壁的散熱速度。[0090] 作為其他實(shí)施例,還可以通過(guò)其他方法加快或減慢電解槽槽壁的散熱速度。例如,控制進(jìn)入槽壁換熱裝置31的導(dǎo)熱油的初始溫度,在泵34轉(zhuǎn)速不變,導(dǎo)熱油流速一定的情況下,通過(guò)提高熱輸出裝置35對(duì)導(dǎo)熱油的冷卻速率來(lái)降低進(jìn)入槽壁換熱裝置31的導(dǎo)熱油的初始溫度,可以實(shí)現(xiàn)加快電解槽槽壁的散熱速度;相反通過(guò)降低熱輸出裝置35對(duì)導(dǎo)熱油的冷卻速率來(lái)提高進(jìn)入槽壁換熱裝置31的導(dǎo)熱油的初始溫度,可以實(shí)現(xiàn)減慢電解槽槽壁的散熱速度。還可以在保證流速一定的前提下,通過(guò)調(diào)節(jié)閥門(mén)的開(kāi)度控制單位時(shí)間進(jìn)入槽壁換熱裝置31的導(dǎo)熱油的流量,但此方法下若需實(shí)現(xiàn)定量的精確控制,則需要冷卻系統(tǒng)中導(dǎo)熱油流速(即泵的轉(zhuǎn)速)和進(jìn)入換熱系統(tǒng)閥門(mén)的開(kāi)度聯(lián)合控制,以保證流速一定,控制方法較為復(fù)雜。[0091] 同時(shí)還可以對(duì)熱輸出裝置35進(jìn)行控制,調(diào)節(jié)熱輸出裝置35對(duì)導(dǎo)熱油的冷卻速率,以適應(yīng)導(dǎo)熱油的流速控制。例如作為流量調(diào)節(jié)站34的泵的轉(zhuǎn)速加快,即導(dǎo)熱油流速加快時(shí),控制增加調(diào)節(jié)熱輸出裝置35的冷卻速率以適應(yīng)導(dǎo)熱油的流速,具體可以為增加導(dǎo)熱油管被水浸泡的長(zhǎng)度、增加冷卻液噴淋量或者加快散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速等。同時(shí)鋁電解槽控制系統(tǒng)還可以采集槽壁換熱裝置31導(dǎo)熱油進(jìn)口及出口的溫度,導(dǎo)熱油流速等參數(shù),即通過(guò)采集相關(guān)參數(shù),對(duì)導(dǎo)熱油流速和進(jìn)入槽壁換熱裝置31的導(dǎo)熱油的初始溫度的精確控制,以實(shí)現(xiàn)槽壁散熱量的精確計(jì)算,及實(shí)現(xiàn)精確調(diào)節(jié)槽壁的散熱量。[0092] 鋁電解槽控制系統(tǒng)采集電解槽中電解質(zhì)的過(guò)熱度的方法基于以下原理:當(dāng)電解質(zhì)熔體結(jié)晶時(shí)釋放出凝固潛熱,因此電解質(zhì)冷卻溫度曲線會(huì)出現(xiàn)拐點(diǎn),此拐點(diǎn)溫度即為電解質(zhì)的初晶溫度。用電解質(zhì)工作溫度減去初晶溫度,即可得到過(guò)熱度。具體可以為,挖取部分電解槽電解質(zhì)樣本,通過(guò)溫度探針持續(xù)測(cè)定電解質(zhì)樣本的溫度,根據(jù)電解質(zhì)開(kāi)始結(jié)晶時(shí)的溫度變化曲線與其他情況的溫度變化不同的特點(diǎn)得到電解質(zhì)開(kāi)始結(jié)晶時(shí)的溫度,并將該溫度作為初晶溫度,用電解質(zhì)樣本的初始溫度減去初晶溫度即得到電解質(zhì)的過(guò)熱度,過(guò)熱度可以通過(guò)手動(dòng)輸入或在線實(shí)時(shí)檢測(cè)的方式被鋁電解槽控制系統(tǒng)獲得。電解質(zhì)過(guò)熱度的在線測(cè)量,可以采用STARprobeTM過(guò)熱度測(cè)量?jī)x實(shí)現(xiàn)。[0093] 鋁電解槽控制系統(tǒng)采集電解槽中電解質(zhì)的過(guò)熱度的方法還可以為,取電解槽電解質(zhì)樣本,采用實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)的方法確定樣本電解質(zhì)的分子比,根據(jù)查表的方法獲得對(duì)應(yīng)電解質(zhì)的初晶溫度,用電解質(zhì)樣本的初始溫度減去初晶溫度即得到電解質(zhì)的過(guò)熱度,過(guò)熱度可以通過(guò)手動(dòng)輸入的方式被鋁電解槽控制系統(tǒng)獲得。[0094] 本發(fā)明通過(guò)調(diào)整槽壁溫度,進(jìn)而調(diào)整槽內(nèi)電解質(zhì)的溫度,最終實(shí)現(xiàn)輸出端散熱對(duì)電解質(zhì)過(guò)熱度的調(diào)節(jié)控制;通過(guò)流量調(diào)節(jié)站34控制通過(guò)槽壁換熱裝置31的換熱介質(zhì)的流量來(lái)調(diào)整槽壁溫度,例如可以為基于對(duì)泵的轉(zhuǎn)速控制對(duì)槽壁散熱量的精確控制實(shí)現(xiàn)對(duì)電解質(zhì)過(guò)熱度的調(diào)節(jié),具體可以為以電解質(zhì)過(guò)熱度為控制目標(biāo),以換熱系統(tǒng)(包括泵)為執(zhí)行調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的PID閉環(huán)控制。[0095] 具體例如,在設(shè)定周期(t0=4h)采集鋁電解槽內(nèi)電解質(zhì)的過(guò)熱度測(cè)量值(ΔT測(cè)1=6℃,過(guò)熱度測(cè)量值即為圖3中ΔTb),控制系統(tǒng)對(duì)過(guò)熱度測(cè)量值(ΔT測(cè)1=6℃)與預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度范圍(8~10℃)進(jìn)行比較,得出過(guò)熱度測(cè)量值(ΔT測(cè)1=6℃)小于預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度范圍(8~10℃)的下限值(下限值ΔTb1=8℃,上限值ΔTb2=10℃),進(jìn)而計(jì)算得到過(guò)熱度的偏差值ΔT=ΔTb1-ΔT測(cè)1=8-6=2℃,根據(jù)過(guò)熱度偏差值(ΔT=2℃)的正負(fù)判斷需要加速散熱還是減速散熱,此實(shí)施例中過(guò)熱度偏差值為正則需要減速散熱以升高過(guò)熱度。具體控制調(diào)整方法可以為:計(jì)算過(guò)熱度偏差百分比ξ=(ΔTb1-ΔT測(cè)1)/ΔTb1=2/8≈33.33%,即電解槽需要減少散熱量。首先調(diào)整減少散熱量的10%;調(diào)整后,再次進(jìn)行過(guò)熱度測(cè)量,測(cè)量值仍然低于標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度下限,再次調(diào)整減少散熱量的20%;每個(gè)調(diào)整周期依次遞增,直到測(cè)量值回歸到標(biāo)準(zhǔn)過(guò)熱度區(qū)間內(nèi)。[0096] 本發(fā)明的目的是為了通過(guò)不改變其他工藝參數(shù)的方法調(diào)整過(guò)熱度,從而維持每個(gè)不同槽況的電解槽的過(guò)熱度都在理想的范圍內(nèi),同時(shí)本發(fā)明的方法可以與現(xiàn)有技術(shù)的鋁電解工藝與臨界穩(wěn)定控制方法共存,即鋁電解槽控制系統(tǒng)按照?qǐng)D4所示的現(xiàn)行控制方法對(duì)鋁電解槽的其他工藝參數(shù)進(jìn)行輸入端調(diào)節(jié),控制好電解槽的能量平衡和物料平衡,同時(shí)鋁電解槽控制系統(tǒng)通過(guò)本發(fā)明的方法從輸出端對(duì)電解槽的熱平衡進(jìn)行調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)電解槽過(guò)熱度的解耦控制,最終能夠在維持電解槽鋁電解過(guò)程的安全穩(wěn)定的同時(shí)盡可能的實(shí)現(xiàn)節(jié)能。[0097] 計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)實(shí)施例:[0098] 按照上述方法,編制計(jì)算機(jī)程序,將計(jì)算機(jī)程序存儲(chǔ)于存儲(chǔ)介質(zhì)中,由(一個(gè)或多個(gè))處理器調(diào)用并且執(zhí)行,從而可以實(shí)現(xiàn)用于鋁電解槽的能量平衡調(diào)節(jié)方法。根據(jù)電解槽實(shí)施例和余熱利用實(shí)施例的說(shuō)明可知,上述計(jì)算機(jī)程序可以在電解槽控制裝置中運(yùn)行,或者在余熱回收控制器中運(yùn)行。[0099] 上述介質(zhì)是,存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序指令的可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備。例如,可以是集成有存儲(chǔ)器的控制器,例如單片機(jī)或工控機(jī),和/或是其他獨(dú)立的存儲(chǔ)器、內(nèi)存儲(chǔ)器。上述介質(zhì)還可以是一個(gè)或多個(gè)其中包含有計(jì)算機(jī)可用程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(包括但不限于磁盤(pán)存儲(chǔ)器、CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)器等)。[0100] 鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法實(shí)施例:[0101] 采集一組運(yùn)行中的鋁電解槽的運(yùn)行參數(shù),尋找電流效率高于設(shè)定電流效率值,且槽平均工作電壓低于設(shè)定槽平均工作電壓值的鋁電解槽作為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽,電流效率越高且槽平均工作電壓越低的鋁電解槽的節(jié)能效果最好。采集運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的電解質(zhì)溫度、電解質(zhì)分子比、氧化鋁濃度和極距等工藝參數(shù),最優(yōu)鋁電解槽可以為多個(gè),則采集的最優(yōu)鋁電解槽的工藝參數(shù)也可以為多組,多組最優(yōu)鋁電解槽的工藝參數(shù)可以通過(guò)數(shù)學(xué)手段例如求均值等方式得出一組最優(yōu)鋁電解槽的工藝參數(shù),對(duì)其他非最優(yōu)鋁電解槽按照該組最優(yōu)鋁電解槽的工藝參數(shù)進(jìn)行控制。[0102] 具體可以如圖5所示,步驟如下:[0103] 1)在各個(gè)電解槽預(yù)設(shè)的工藝技術(shù)條件和過(guò)熱度下進(jìn)行能耗解析;[0104] 2)采集各電解槽的電流效率,找出系列電解槽最優(yōu)的電流效率(最高的電流效率為最優(yōu));將當(dāng)前最優(yōu)目標(biāo)值的工藝參數(shù)作為控制參數(shù)對(duì)其他非最優(yōu)電流效率的電解槽進(jìn)行控制;[0105] 3)若系列最優(yōu)電流效率大于預(yù)設(shè)電流效率,則采集系列最優(yōu)電流效率對(duì)應(yīng)電解槽的槽平均工作電壓;若系列最優(yōu)電流效率小于預(yù)設(shè)電流效率,則將當(dāng)前最優(yōu)目標(biāo)值的工藝參數(shù)作為控制參數(shù)對(duì)系列最優(yōu)電流效率對(duì)應(yīng)的電解槽進(jìn)行控制;[0106] 4)若采集的系列最優(yōu)電流效率對(duì)應(yīng)的電解槽的槽平均工作電壓值小于預(yù)設(shè)槽平均工作電壓值,則獲取該電解槽的工藝參數(shù)(即為選擇該電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽),并根據(jù)該電解槽的工藝參數(shù)調(diào)整現(xiàn)有作為最優(yōu)目標(biāo)值的工藝參數(shù),或者直接將該電解槽的工藝參數(shù)作為最優(yōu)目標(biāo)值的工藝參數(shù);若采集的系列最優(yōu)電流效率對(duì)應(yīng)的電解槽的槽平均工作電壓值大于預(yù)設(shè)槽平均工作電壓值,則將當(dāng)前最優(yōu)目標(biāo)值的工藝參數(shù)作為控制參數(shù)對(duì)該電解槽進(jìn)行控制。[0107] 若步驟2)中,最優(yōu)系列電流效率的電解槽有兩個(gè)以上(兩個(gè)以上的電解槽的電流效率相同且都為最高);且步驟3)中,兩個(gè)以上的電解槽的最優(yōu)系列電流效率大于預(yù)設(shè)電流效率(最優(yōu)系列電流效率小于預(yù)設(shè)電流效率的話,這兩個(gè)以上的電解槽皆非運(yùn)行最優(yōu)電解槽);則采集者兩個(gè)以上的電解槽的槽平均工作電壓值,若只有一個(gè)電解槽的槽平均工作電壓值低于預(yù)設(shè)槽平均工作電壓值,則該電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽;若兩個(gè)以上電解槽的槽平均工作電壓值低于預(yù)設(shè)槽平均工作電壓值,則槽平均工作電壓值最低的一個(gè)電解槽為運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽。[0108] 同樣的,以上具體步驟優(yōu)先判斷比較找電流效率最高的電解槽,再比較槽平均工作電壓值;作為其他實(shí)施例,還可以優(yōu)先判斷比較找槽平均工作電壓值最低的電解槽,再比較電流效率。[0109] 作為其他實(shí)施例,還可以如下步驟:[0110] 1)采集各電解槽的電流效率和槽平均工作電壓值;[0111] 2)找出電流效率大于預(yù)設(shè)電流效率、槽平均工作電壓值低于預(yù)設(shè)槽平均工作電壓值的電解槽;[0112] 3)若僅找出一個(gè)滿足條件的電解槽,則選擇該電解槽作為運(yùn)行最優(yōu)電解槽(獲取該電解槽的工藝參數(shù),并根據(jù)該電解槽的工藝參數(shù)調(diào)整現(xiàn)有作為最優(yōu)目標(biāo)值的工藝參數(shù));同時(shí)將當(dāng)前最優(yōu)目標(biāo)值的工藝參數(shù)作為控制參數(shù)對(duì)其他電解槽進(jìn)行控制。
[0113] 若找出多個(gè)滿足條件的電解槽,則選擇電流效率最高的一個(gè)電解槽為運(yùn)行最優(yōu)電解槽;或者選擇槽平均工作電壓最低的一個(gè)電解槽為運(yùn)行最優(yōu)電解槽;或者為電流效率和槽平均工作電壓分別設(shè)置權(quán)重,結(jié)合權(quán)重從兩個(gè)以上滿足最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)的電解槽中選擇一個(gè)作為運(yùn)行最優(yōu)電解槽。同時(shí)將當(dāng)前最優(yōu)目標(biāo)值的工藝參數(shù)作為控制參數(shù)對(duì)其他電解槽進(jìn)行控制。[0114] 具體根據(jù)權(quán)重尋找運(yùn)行最優(yōu)電解槽的方法可以為,將對(duì)應(yīng)的滿足步驟2)中條件的電解槽的電流效率I%的權(quán)重設(shè)為α,槽平均工作電壓U的權(quán)重設(shè)為β;按照下式計(jì)算該電解槽的評(píng)價(jià)參數(shù)θ:[0115][0116] 其中,U′為預(yù)設(shè)槽平均工作電壓值,ΔU為該電解槽的槽平均工作電壓U與預(yù)設(shè)槽平均工作電壓值U′的差,即ΔU=U′-U。[0117] 最終電解槽評(píng)價(jià)參數(shù)θ最大的滿足步驟2)中條件的電解槽為運(yùn)行最優(yōu)電解槽。[0118] 鋁電解槽組實(shí)施例:[0119] 包括一組鋁電解槽和電解槽組控制器,電解槽組控制器可以采集各個(gè)電解槽的運(yùn)行參數(shù),以及控制各個(gè)電解槽的工藝參數(shù),電解槽組控制器執(zhí)行指令實(shí)現(xiàn)用于鋁電解槽的工藝參數(shù)優(yōu)化方法,用于鋁電解槽的工藝參數(shù)優(yōu)化方法已在用于鋁電解槽的工藝參數(shù)優(yōu)化方法實(shí)施例中介紹清楚,此處不再贅述。[0120] 基于過(guò)熱度的鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法實(shí)施例:[0121] 按照鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法實(shí)施例中的方法尋找運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽。采集運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的過(guò)熱度作為理想過(guò)熱度,然后按照過(guò)熱度輸出端調(diào)節(jié)方法實(shí)施例中的方法對(duì)其他非最優(yōu)鋁電解槽進(jìn)行過(guò)熱度的輸出端調(diào)節(jié)。過(guò)熱度的輸出端調(diào)節(jié)方法已在過(guò)熱度輸出端調(diào)節(jié)方法實(shí)施例中介紹的足夠清楚,此處不再贅述。[0122] 實(shí)現(xiàn)過(guò)熱度控制的鋁電解槽組實(shí)施例:[0123] 包括電解槽組控制器和用于為槽壁散熱的槽壁換熱裝置,每個(gè)電解槽的側(cè)壁上設(shè)置有所述槽壁換熱裝置,電解槽組控制器用于采集各個(gè)電解槽的參數(shù),以及控制各個(gè)電解槽的槽壁換熱裝置。每個(gè)電解槽的槽壁換熱裝置及對(duì)應(yīng)的換熱系統(tǒng)與實(shí)現(xiàn)過(guò)熱度輸出端調(diào)節(jié)的鋁電解槽實(shí)施例中的槽壁換熱裝置及換熱系統(tǒng)相同,此處不再贅述。電解槽組控制器執(zhí)行指令實(shí)現(xiàn)基于過(guò)熱度的工藝參數(shù)優(yōu)化方法,基于過(guò)熱度的工藝參數(shù)優(yōu)化方法已在基于過(guò)熱度的工藝參數(shù)優(yōu)化方法實(shí)施例中介紹清楚,此處不再贅述。[0124] 具體的,作為一種實(shí)施方式,電解槽組控制器包括兩個(gè)控制器,一個(gè)為可以實(shí)現(xiàn)采集電解槽組中各電解槽運(yùn)行參數(shù)的總控制器,另一個(gè)為可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)電解槽的槽壁換熱裝置分別控制的換熱系統(tǒng)控制器。總控制器按照用于鋁電解槽的工藝參數(shù)優(yōu)化方法實(shí)施例中的方法尋找運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽,并采集運(yùn)行最優(yōu)鋁電解槽的過(guò)熱度作為理想過(guò)熱度,然后將理想過(guò)熱度發(fā)送給換熱系統(tǒng)控制器,換熱系統(tǒng)控制器基于該理想過(guò)熱度對(duì)其他非最優(yōu)鋁電解槽的換熱系統(tǒng)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)過(guò)熱度的輸出端調(diào)節(jié)。
聲明:
“鋁電解工藝參數(shù)優(yōu)化方法以及鋁電解槽組” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請(qǐng)聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)