国内领先前景广阔的天泰铝业

5月17日，王鸿举市长一行到重庆天泰铝业有限公司调研，充分肯定了天泰铝业的生产和管理，对天泰铝业的发展，提出要坚持科学发展观，走循环经济的路，作强做大，为重庆市铝工业发展和构建和谐社会做出贡献。这是市领导对天泰铝业的关怀和要求，我们一定坚定不移地贯彻执行。

浅谈220KV天泰变电站综自监控系统

作为一家以电为主要能耗的电解铝企业，其变电站在改变或调整电压等方面起着重要作用，承担着变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的重要责任。而变电站综自系统是一项复杂的系统工程，它涉及多种专业技术。其中，站内监控充当站内保护、测量、控制以及通信装置与站内运行人员之间的接口。故而，为了保证变电站稳定运行、安全运行、可靠运行，对其实现监控自动化就尤为重要了。本文主要讲述了天泰变电站综自监控系统的组成及功能。

新型阴极结构电解槽铝电解试验

针对传统铝电解槽极距已经达到低限,槽电压不能大幅度降低的关键技术难题,提出一种新型阴极结构铝电解槽.介绍了这种新型阴极结构电解槽的特点和工艺技术特征,以及在重庆天泰铝业公司168 kA电解槽上进行工业电解槽试验的结果.统计期内3台试验电解槽平均槽电压为3.803 V,平均直流电耗比同系列其他127台传统电解槽低1250 kW.h/t Al,达到12101 kW.h/t Al.

基于对称Alpha稳定分布概率神经网络的铝电解槽况诊断

在铝电解槽非稳态情况下,槽参数易发生局部突变,呈现非高斯概率分布,且各种槽参数相关性较强,无法满足概率神经网络中训练样本必须服从独立同分布的假设条件,影响槽况诊断的精确度。提出一种基于对称Alpha稳定分布概率神经网络的铝电解槽况诊断方法,利用其对非高斯分布数据的良好近似拟合能力,改进模式层的径向基函数,提高概率神经网络对槽参数局部突变的适应性。通过取自某厂170kA大型预焙槽的样本进行检验表明,该方法能够对5种槽况做出正确的诊断,具有较强的分类精度和收敛速度。

低能耗下铝电解槽阳极结构的优化

为了进一步降低铝电解工业能耗,以仿真软件ANSYS及ANSYS-FLUENT为平台,应用阳极穿孔方式对铝电解用阳极进行结构优化,并进行工业试验,以研究其工业应用并验证仿真结果。计算结果表明:新型阳极下气泡层厚度为1.28 cm,比普通阳极气泡层厚度减少0.72 cm,对应极距电压差约240 mV;阳极表面温度最低为704.3℃,阳极电压降为379 mV,电场分布与普通阳极保持一致;阳极碳块热应力最大值为17.4 MPa,远低于碳块的许用应力。新型阳极在3台槽上进行试验,长期运行的平均槽电压比传统电解槽的降低了229 mV,穿孔阳极结构电解槽电流效率从91.15%提高到91.85%,生产每吨铝直流电耗降低了683 kW.h。仿真结果与实验结果相符,说明此结构阳极能够快速排出气泡进而减小极距。

基于FNN-UKF神经网络的氧化铝浓度动态预测模型

针对影响氧化铝浓度的因素较多,彼此相关性强,难以建立动态预测模型的问题,提出一种基于FNN-UKF神经网络的动态预测方法。首先考察各原始变量置零前后在特征空间主元投影上的相似度,判断其对氧化铝浓度的解释能力,由此进行原始变量选择;再将约简后的原始变量输入基于UKF算法的神经网络预测模型,通过更新状态估计值和方差矩阵提高模型的泛化能力。对取自某厂160KA大型预焙槽的247组样本数据进行检验:228组样本的预测误差在±1%之内,计算量减少52.07%,表明该方法在保证预测精度的同时,有效降低了模型学习的计算量。

基于混合Copula模型的铝电解槽多参数相关性分析

针对铝电解大型预焙槽操作参数较多且彼此耦合性强,难以进行准确的概率分布描述和相关性分析问题,提出一种基于混合Copula模型的铝电解槽多参数相关性分析方法。在铝电解槽参数分布类型未知的情况下,首先利用非参数核密度函数估计建立变量的边缘密度函数;再构建基于混合Copula模型的多变量联合分布函数,并通过权重参数调节不同类型Copula函数的贡献比重;最后利用极大似然法对模型参数进行估计。对取自某厂170 kA铝电解槽的1824组真实样本数据进行实验,结果得到的3种距离指标分别是0.3169、0.6239和0.9276,均优于其他单一Copula函数,表明本方法是对超低电压下具有非稳态非均一特征的多参数进行相关性分析的一种有效途径。

铝电解槽改进型钢棒和绝缘挡板对铝液中水平电流的优化

为了减小传统铝电解槽内铝液中存在的较大水平电流,进一步提高铝电解槽电流效率,提出一种改进型阴极钢棒和在铝液中增加绝缘挡板的方案。以有限元软件ANSYS为平台,对175kA预焙铝电解槽电场进行模拟分析,在此基础上通过改变阴极钢棒形状和在铝液层中增加绝缘挡板的方式,探讨不同方案对铝液层水平电流的优化作用。研究结果表明:改进型阴极钢棒可使阳极炭块下铝液中y向水平电流密度的最大值和平均值明显减小,绝缘挡板能有效抑制电流向阳极炭块侧部偏移,而通过改进型钢棒和绝缘挡板的结合,不仅能将铝液层电流控制在阳极炭块下,而且水平电流密度的大小和分布也能得到有效的控制,为铝电解实际生产提供理论依据。

铝电解槽极距波动在线仿真研究

极距作为铝电解生产的一个重要参数,需要经常测量。但传统的测量方法体现不出极距的非均一性和实时变化特性。针对传统方法的缺点,本文建立了软测量模型,选取阳极导杆等距压降作为测量参数,开发了在线采集设备,采用无线传输;并采用VB.Net开发了后处理程序,将采集到的数据进行处理,在图表互交的同时,利用Open GL建模,得到极距的实时波动的3D图。

基于特征子空间虚假邻点判别的铝电解槽况诊断模型

造成铝电解异常槽况的因素较多,彼此相关性强,建立槽况诊断模型时计算量巨大。利用核主元分析法虽然可以对非线性数据进行降维,但得到的主元仍然是原始变量在特征空间的线性组合,既无明确的物理含义,又无法对原始特征进行约简达到减少传感器种类的目的。提出一种基于特征子空间虚假邻点判别的槽况诊断方法,首先考察各原始变量置零前后在核空间主元投影上的相似度,根据其对槽况的解释能力进行原始变量选择;再将约简后的原始变量输入概率神经网络,对各类异常槽况进行诊断。通过取自某厂170KA大型预焙槽的268组样本进行检验:在原始特征约简44.4%的情况下分类精度达到95%以上,表明该方法不但可对原始特征进行有效约简,而且槽况分类精度和训练时间均优于同类模型。

一种高采样率电力暂态录波与传输系统

提出一种高采样率的暂态数据采录与传输方法。利用电力线载波(PLC)传输通信技术把现场可编程门阵列(FPGA)芯片内压缩的电力暂态数据信息传输到远端设备。高采样率的模拟数字转换器与数字模拟转换器(ADC/DAC)大大提高了暂态数据的精度与PLC传输的带宽宽度,从而使系统变得更加灵活。

基于优化相对主元分析的铝电解槽况诊断

针对影响铝电解槽状态的参数较多且耦合性强、建立诊断模型的计算量巨大、诊断精度有限等问题,提出一种基于优化相对主元分析(ORPCA)的铝电解槽况诊断方法。利用相对主元分析(RPCA)方法在进行特征选择时的降维优势,提出一种有效的准则以确定主元的相对权重。通过遗传算法(GA)构造误报率适应度函数,考察观测样本在主元空间和残差空间里投影的变化,以获得搜索区域内最优的相对转换矩阵,使Hotelling's T2检验和预测平方差(SPE)检验的误报率降低到最小。对某厂170 kA大型预焙槽的样本进行检验,实验结果表明,该方法在置信度为95%和97.5%时,T2检验误报率分别为16.79%和9.77%,SPE检验误报率分别为4.01%和1.75%。与同类算法相比,所提方法不但能准确诊断出铝电解槽中出现的异常状态,而且明显降低T2检验和SPE检验中出现误报的概率。

铝电解槽火焰-铝液焙烧试验

本文介绍了一种新的铝电解槽焙烧启动方法--火焰-铝液焙烧方法,该方法首先使用气体燃烧器提供的热量焙烧电解槽,将槽温升到700℃以上后,再灌入铝液通全电流焙烧,将槽温升到950℃左右进行启动。该方法在重庆天泰铝业168 kA的新型阴极结构的预焙阳极电解槽上进行了成功试验与应用,结果表明该方法不仅操作简单、升温平稳、焙烧时间短,而且使能耗大大降低,是一种很有优势的电解槽焙烧方法。

铝电解槽阳极极距构成模型及工艺能耗

计算了普通电解槽生产中通常的阳极极距,提出了阳极极距"三层构成模型"及"极限阳极极距"概念,用此理论对目前研究中的低槽电压生产仍能获得较好生产指标进行了解释,并展望了铝电解工艺能耗能达到的可能范围:在阳极电流密度为0.8A/cm2左右时,电解直流电耗可达到9500kWh/t-Al左右。

穿孑L阳极在铝电解槽上的应用试验

从阳极极距模型出发，分析了降低阳极气泡层的方法，提出并设计了穿孔阳极。通过在3台168kA普通平底电解槽上试验，获得了槽平均电压3．777V，电流效率91．85％，比对比槽提高0．70％，工艺直流电耗12252kWh／t-Al，比对比槽降低634kWh／t-Al的效果；在30台168kA普通平底电解槽上试验，也获得了槽平均电压3．786V，电流效率91．447％，工艺直流电耗12337kwh／t-Al的效果。

铝电解槽电压异常波动的机理及其防治

在分析了铝电解槽电压异常波动与一般电压波动的区别后,论述了电压异常波动的机理是在铝-电解质液界面上有固相物质生成,固相物质的生成和溶化导致了电压波动,并得出产生固相物质导致电压异常波动的三个条件,从而找到防治途径。

X射线荧光光谱测氧法分析铝电解质分子比

本文分析了铝电解质成分及分子比在铝工业生产中的重要性,指出了当前基于传统荧光光谱分析检测电解质分析曲线测量电解质分子比存在的不足。为此,探讨了测氧法分析电解质成分的技术改进内涵、光学原理及快速检测的优势,给出了分子比的计算公式;并开展了测氧法分析电解质成分与郑州有色金属研究院有限公司送样的比对验证试验。对比试验与工业批量检测结果均表明本文阐述的测氧检测技术效果良好、与工艺吻合度高。

电解铝厂生产全过程监控网络架构及安全性的研究与系统实现

以适应现代电解铝行业发展趋势,电解铝厂生产全过程监控系统正在新建项目中得到开发和应用。论文详细论述了系统需求、网络架构及安全性研究、分析到实现的过程和系统实现的效果。

铝电解槽基于最佳极距运行的探讨

提出了工业电解槽上＂极限＂极距的概念,通过分析得出了工业电解槽的最佳极距为4.2-4.5 cm,而目前我国工业电解槽的极距绝大部分在4.8 cm左右,与最佳极距相比,至少可以降低槽电压100 mV,每吨铝降低电耗300 kW h以上。通过适当降低极距,可为国家节约大量能源。

穿孔阳极在铝电解槽上的应用试验

从阳极极距模型出发,分析了降低阳极气泡层的方法,提出并设计了穿孔阳极。通过在3台普通平底电解槽上试验,获得了比同类对比槽降低槽电压160 mV,提高电流效率0.78%,降低电解铝直流电耗634kWh/t-AI的良好效果。