200kA級鋁電解槽綜合節(jié)能技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用

【摘要】： 我國鋁電解工業(yè)面臨著巨大的節(jié)能減排壓力。在國內(nèi)產(chǎn)能已經(jīng)過剩的情況下,對現(xiàn)行槽的生成工藝及控制技術(shù)進行改進,開發(fā)針對現(xiàn)行槽的綜合節(jié)能技術(shù)是實現(xiàn)節(jié)能減排目標的現(xiàn)實且有效的途徑。本文開發(fā)了200kA級鋁電解槽綜合節(jié)能技術(shù),并得到了成功實施。本文的主要研究成果如下： (1)開發(fā)了一套以“五低-三窄-一高”(即：低溫、低過熱度、低氧化鋁濃度、低槽電壓、低陽極效應(yīng)系數(shù)、高電流密度、窄物料平衡工作區(qū)、窄熱平衡工作區(qū)、窄磁流體穩(wěn)定性調(diào)節(jié)區(qū)、高陽極電流密度)為主要特征的200kA級鋁電解槽節(jié)能工藝技術(shù),經(jīng)仿真計算表明,該技術(shù)條件下,電解槽各物理場合理可靠。 (2)開發(fā)了與節(jié)能工藝技術(shù)相配套的智能多環(huán)協(xié)同控制技術(shù),實現(xiàn)了多目標(高電效、低電耗、低排放、高穩(wěn)定)綜合優(yōu)化函數(shù)計算、電解槽多參數(shù)臨界狀態(tài)(包括臨界極距、臨界過熱度和臨界氧化鋁濃度)動態(tài)智能辨識及智能多環(huán)(物料平衡控制環(huán)、熱平衡控制環(huán)和穩(wěn)定性控制環(huán))協(xié)同優(yōu)化與控制,為確保電解槽長期在“臨界狀態(tài)”附近穩(wěn)定運行奠定了基礎(chǔ)。 (3)綜合節(jié)能技術(shù)(包括節(jié)能工藝技術(shù)和節(jié)能控制技術(shù))在200kA電解系列上成功實施,該系列平均槽電壓降至3.85V,電流效率維持在93～94%之間,直流電耗降至12700kWh／t·Al,節(jié)能成效顯著；同時,實測表明采用綜合節(jié)能技術(shù)的200kA電解槽槽膛內(nèi)形規(guī)整、槽溫大幅降低、氧化鋁濃度控制合理、槽電壓平穩(wěn),具備良好的生產(chǎn)穩(wěn)定性。 【關(guān)鍵詞】：鋁電解槽 節(jié)能工藝 物理場仿真 智能多環(huán)協(xié)同控制
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TF821
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 鋁電解工業(yè)概述9-11
• 1.2 鋁電解節(jié)能技術(shù)進展11-20
• 1.2.1 惰性電極11-18
• 1.2.2 低溫電解18-19
• 1.2.3 新型結(jié)構(gòu)電解槽19-20
• 1.3 本文的研究目的及研究內(nèi)容20-21
• 第二章 200kA級鋁電解槽節(jié)能工藝技術(shù)研究21-36
• 2.1 工藝技術(shù)條件的研究與確定21-26
• 2.1.1 槽電壓21
• 2.1.2 電解質(zhì)組成、溫度及過熱度21-24
• 2.1.3 氧化鋁濃度24-25
• 2.1.4 極距25-26
• 2.1.5 陽極效應(yīng)系數(shù)26
• 2.1.6 其他工藝技術(shù)條件26
• 2.2 節(jié)能工藝條件下的電解槽物理場仿真研究26-35
• 2.2.1 電解槽結(jié)構(gòu)概述26-27
• 2.2.2 節(jié)能工藝條件下的電解槽電場仿真研究27-29
• 2.2.3 節(jié)能工藝條件下的電解槽磁場仿真研究29-31
• 2.2.4 節(jié)能工藝條件下的電解槽熱場仿真研究31-33
• 2.2.5 節(jié)能工藝條件下的電解槽熱平衡分析33
• 2.2.6 節(jié)能工藝條件下的電解槽流場仿真研究33-35
• 2.3 本章小結(jié)35-36
• 第三章 200kA級鋁電解槽節(jié)能控制技術(shù)研究36-44
• 3.1 控制系統(tǒng)的硬件體系36-38
• 3.2 控制系統(tǒng)的功能設(shè)計38-39
• 3.3 智能多環(huán)協(xié)同控制算法與程序的開發(fā)39-43
• 3.3.1 智能多環(huán)協(xié)同控制算法與程序開發(fā)的必要性39-40
• 3.3.2 智能多環(huán)協(xié)同控制算法的基本構(gòu)成40
• 3.3.3 多目標綜合優(yōu)化函數(shù)計算40-41
• 3.3.4 多參數(shù)臨界狀態(tài)動態(tài)智能辨識41
• 3.3.5 智能多環(huán)協(xié)同優(yōu)化與控制41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 200kA級鋁電解槽綜合節(jié)能技術(shù)的實施及評估44-50
• 4.1 實施綜合節(jié)能技術(shù)的關(guān)鍵措施44-45
• 4.2 主要技術(shù)經(jīng)濟指標45-46
• 4.3 爐膛內(nèi)型及槽殼溫度測定46-47
• 4.4 節(jié)能工藝鋁電解槽歷史曲線47-48
• 4.5 氧化鋁濃度控制效果統(tǒng)計48-49
• 4.6 本章小結(jié)49-50
• 第五章 結(jié)論與展望50-51
• 5.1 主要結(jié)論50
• 5.2 展望50-51
• 參考文獻51-55
• 致謝55-56
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文和參與的研究項目56

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