部分内容展示

铝电解工业既是一种典型的流程工业，又是高耗能产业，电力成本占铝电解生产总成本的40%-45%。2011年我国原铝年产量达到了19，000千吨，而世界原铝产量2011年1-12月的统计为25，614千吨，从产量数据来看我国现今已经是一个名副其实的铝电解大国。而与我国铝电解大国地位不相符的是我国铝电解的直流电耗一直处于较高的水平，比国外先进铝电解企业要多1000KWh/T.Al左右，整个行业耗电量占全国工业总耗电量10%，给“十二五”规划中制定的降低单位GDP能耗指标带来了不少困难，所以为了确保我国经济的平稳快速可持续发展，降低铝电解行业单位GDP能耗已经成为了一个重要的课题。铝电解过程控制的主要目标是合理控制电解槽中氧化铝浓度，使电解槽稳定运行在一个较窄的低氧化铝浓度区域。目前没有能能够连续测量氧化铝浓度的传感器，所以准确测量电解槽中氧化铝浓度，将氧化铝浓度控制在目标范围内，对提高铝电解电流效率，节能降耗有非常重要意义。

2氧化铝控制技术介绍

铝电解过程是一个非线性、时变和大时滞的工业过程体系，关于铝电槽的数学模型至今未取得满意的结果，电解槽中氧化铝物料平衡受到很多干扰因素的影响，使得槽内氧化铝浓度的变化表现出非线性、时变、时滞等特征。
铝电解过程控制主要以氧化铝浓度控制为主，如果氧化铝的浓度过高，会造成槽底沉淀、铝液层不稳定、增加电阻等；而当氧化铝浓度过低时，又容易发生阳极效应，破坏电解槽的能量平衡，使电流效率降低。目前，各种控制技术都是以槽电阻作为主要的控制参数。在铝电解生产过程中，槽电阻与氧化铝浓度具有特定的特征关系，如图1所示。氧化铝浓度C与槽电阻R关系呈现为“凹型”曲线，在浓度为3.5%-4%之间存在一个极值点。在低氧化铝浓度区内槽电阻对氧化铝浓度变化非常敏感，通过跟踪槽电阻及槽电阻变化速率便可以推测氧化铝浓度，以便进行适当的下料控制。目前还没有能满足控制需要的能够连续测量氧化铝浓度的传感器，各电解铝厂中采用的氧化铝浓度控制技术包括如下几种：传统的定时下料控制、槽电阻变化区域跟踪法、槽电阻斜率计算法、自适应浓度控制法以及模糊控制专家系统等。