當(dāng)前工業(yè)鋁電解槽控制系統(tǒng)根據(jù)系列電流與槽電壓信號推算出電解質(zhì)電阻變化,進而對氧化鋁加料、熱平衡和槽穩(wěn)定性進行控制。然而近10年來,電解槽的容量大幅增加,電解槽尺寸增大,陽極數(shù)量增加。電解槽的空間變化稀釋了電阻控制信號,例如單根或幾根陽極電流的變化在槽電壓信號上無法辨識出來,因此現(xiàn)有的控制策略對大型化電解槽的控制效果并不理想。為此新的控制系統(tǒng)需要增加區(qū)域或單個陽極性能、局部氧化鋁加料控制等信息,即需要納入電解槽上每個區(qū)域或陽極的電流信號。但是,陽極電流信號的準(zhǔn)確獲取仍然是當(dāng)前鋁電解行業(yè)急需解決的一個難題。本論文采用光纖電流傳感器測量了400kA鋁電解槽的立柱母線、陽極和陰極電流,分析了它們的變化趨勢、分布特征,考察了更換陽極對電解槽電流分布產(chǎn)生的影響。對單根導(dǎo)體的電流數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),立柱母線電流對于電解槽槽況的變化反應(yīng)并不敏感,其電流變異系數(shù)要小于陽極電流;陽極電流在正常槽況和陽極效應(yīng)時會表現(xiàn)出不同的時間和頻率響應(yīng),且其對陽極效應(yīng)的發(fā)生十分敏感,在陽極效應(yīng)發(fā)生前的30s即表現(xiàn)出異于常規(guī)陽極電流的特征,基于此特征可以實現(xiàn)陽極效應(yīng)的早期預(yù)防;陰極電流相比于陽極電流在頻域上的峰值特征比較簡單,無復(fù)雜的背景譜峰干擾,且其時域上周期性的電流波動,能很容易地在頻域上找出對應(yīng)的頻率信息。立柱母線之間的電流分布呈現(xiàn)出出鋁端、煙道端高、中間低的分布特征,且電流分布穩(wěn)定;陽極由于工作壽命周期的不同,電解槽中陽極之間的電流分布并不均勻;相對于陽極電流,陰極之間的電流分布比較均勻。立柱母線之間的電流分布對換極操作并不敏感,在生產(chǎn)過程中電流分布比較穩(wěn)定;換極對陽極電流分布的影響比較大,特別是對本區(qū)域和鄰近區(qū)域的陽極。通過方差分析篩選出對陽極電流改變量影響最顯著的兩個因子,分別是換極前陽極承載的電流大小、陽極所在的區(qū)域。用回歸分析建立了換極導(dǎo)致陽極電流改變量隨換極前陽極承載的電流大小和陽極所在區(qū)域變化的數(shù)學(xué)模型,發(fā)現(xiàn)更換陽極的鄰近區(qū)域的陽極電流增加量最大,本區(qū)域次之。
【學(xué)位單位】：北方工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TF821
【部分圖文】：

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本文編號：2825052