Способ автоматического регулирования алюминиевого электролизера

Способ автоматического регулирования алюминиевого электролизера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам автоматического управления алюминиевого электролизера. Цель изобретения - повышение производительности. Способ заключается в том, что перемещением анода стабилизируют минимальное значение сопротивления электролизера за каждый интервал времени между последовательными загрузками. Указанное значение сопротивления соответствует постоянному значению содержания глинозема в электролите. Значение сопротивления определяется величиной межполюсного расстояния. Регулируя значения минимального сопротивления, исключают нарушение технологического режима типа "зажатие", повышают выход по току на 0,2-0,4%, уменьшают удельный расход электроэнергии. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

us> SU (ш

О А1 (51)5 С 25 С 3 20

1 ««. - .1

" = 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

ПРИ fKHT СССР (21) 4435538/23-02 (22) 03.06.88 (46) 07.03.90. Бюл. Ф 9 (71) Научно-производственное объединение "Союзцветметавтоматика" (72) В.И. Герасимов, В.Х. Манн, P.Â. Меликянц, Е.И. Нтеренберг и 3.3. Явно (53) 669.714 19 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1183565, кл. С 25 С 3/20, 1985, Авторское свидетельство СССР

Ф 897899, кл. С 25 С 3/20, 1982. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРО-

ВАНИЯ АТПОМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА (57) Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам

Изобретение относится к производству алюминия электролитическим методом и может быть использовано при автоматизации алюминиевых электролизеров, преимущественно загружаемых глиноземом с помощью самоходных передвижных устройств.

На фиг. 1 представлена зависимость сопротивления (R ) электролизера от концентрации (С ) глинозема в элект-. ролите; на фиг. 2 — зависимость изменения сопротивления (R) во времени (Т) .

Зависимость сопротивления электролизера R определяемого по формуле (1), от концентрации глинозема в электролите С имеет определенный вид (фиг. 1). Минимальное значение R no автоматического управления алюминиевого электролизера ° Цель изобретения повышение производительности. Способ заключается в том, что перемещением анода стабилизируют минимальное значение сопротивления электролизера за каждый интервал времени между последовательными загрузками. Указанное значение сопротивления соответствует постоянному значению содержания глинозема в электролите. Значение сопротивления определяется величиной межполюсного расстояния. Регулируя значения минимального сопротивления, исключают нарушение технологического режима типа "зажатие", повышают выход по току на 0,2-0,4Х, уменьшают удельный расход электроэнергии. 2 ил.

1 табл. кривым (фиг. 1, Ra„„) достигается при концентрации С„= 3-4Ж. Поскольку С „,существенно больше влияет на

Е и р чем температура электролита, то величина R „„, которая имеет место при С а const зависит в основном от МПР, а значит различные кривые семейства (фиг. 1) отличаются значениями МПР.

Сопротивление электролизера R u приведенное напряжение U опредепр ляются по формуле

R = (1)

Н пр яR + Ен ° (2)

% где U измеренное значение напряжения на электропизере;

154827О

Х вЂ” измеренное значение тока, электролизера;

Е - текущее значение обратной

ЭДС;

Š— номинальное значение обрат Н ной ЭДС;

I н — номинальное значение тока электролиза.

При этом сопротивление электролизера R включает сопротивление MIIP

Храбр

8мпр (3) Поскольку R >su - минимальное значение R на каждом интервале Т „- достигается при одних и тех же значениях С, то оно определяется величиной ИПР. Таким образом, стабилизация

R> z обеспечивает и стабилизацию MIIP. где 0 — удельное сопротивление элек- 15 "-з тролита в межполюсном зазоре;

Хц„, — величина ИПР;

Я„„ - площадь сечения рабочего пространства электролизера 20 в межполюсном зазоре.

При питании глиноземом с помощью . самоходных устройств, например, напольно-рельсовых машин интервал времени между двумя последовательны- 25 ми подачами глинозема в электролизер составляет 2-3 ч. Для того, чтобы к концу этого интервала C íå упала ниже 1-1,5%, что создает опасность анодных эффектов, значение Сг после очередной подачи глинозема должно быть не менее 3-4%.

Так, среднее значение Сг после загрузки глинозема равно 4,2%, а перед. загрузкой 1,8%.

Диапазон изменения С между заг-. рузками глинозема представлен в таблице.

Таким образом, диапазон изменения

С в течение интервала времени меж- 40

Г ду двумя последовательными подачами глинозема включает значения 3-4%, что соответствует минимальному значению К (фиг. 1), следовательно, график изменения R во времени на каждом интервале между двумя последовательными подачами глинозема проходит через минимум, который соответствует значениям С »- 3-4%. Это подтверждает кривая измерения R so времени ,(фиг. 2), построенная по эксперимен50 тальным данным.

Сущность способа заключается в следующем.

После загрузки каждой очередной порции глинозема в электролизер начинают контролировать падение напряжения на электролиэере.U и ток электролизера I. Контроль осуществляют известными способами, предусматривающими сглаживание измеренных значений, например путем усреднения за интервал времени Т . В конце интервала Тч по сглаженным значениям падения напряжения U и тока электролиза I вычисляют текущее значения сопротивления электролизера R или приведенного напряжения U „ по формулам

П-Ен

R =

Х (4) мин

К1(мин Вя) ((. (8) U-Ен

U = - — — Х+ Е„° (5) ор . Z н

Вычисленное значение R,óòëè У записывают в запоминающее устройство.

После каждого интервала Т„ вычисляют R или LI д, подставляя в формулу (4) или (5) значения U u I полученные на очередном интервале

Т3с °

Вычисленное текущее значение R или

U. сравнивают с записанным в запоминающем устройстве. Если оно меньше записанного, то ранее записанное значение стирают, а вместо него записывают вновь вычисленное. Если же оно больше записанного или равно ему, то в запоминающем устройстве сохраняется ранее записанное значение.

Когда до загрузки очередной порции глинозема остается заданный промежуток времени (примерно 5-10 мин), прекращают выполнение предыдущих опе« раций и значение R или U pp, храняще-. еся в запоминающем устройстве, принимают в качестве минимального для текущего интервала Тд значения К „ инн или U.

Полученное фактическое значение

R или U „сравнивают с заданным мин мин ЪЭ значением R > или U Если величина рин рассогласования (В; ц„-R ) или (U „

-U ) превышает заданное допустимое пр значение 4R или dUnp (зону нечувствительности) то его ликвидируют, перемещая анодный массив на величину

5 15482 где К и К вЂ” коэффициенты, учитывающие удельное сопротивление электролита при

С = 3-4Е и конструктив5 ные параметры электролизера.

Если же величина рассогласования не выходит за заданные зоны нечувст вительности, перемещения анодного массива не производят.

После очередной загрузки глинозема описанные операции повторяются на следующем интервале времени Т„. При этом положение анода сохраняется не- 15 изменным, пока до очередной загрузки не останется промежуток времени, не больший, чем заданный.

П р и M е р. Электролизеры типа

СБ-8 с верхним токоподводом на силу 20 тока.I = 160 кА запитывается глиноземом с помощью„напольно-рельсовых ма-. шин с периодом Т З.ч. Электролизная серия оснащена АСУ ТП на базе

УВК CM-2M. Каждую секунду АСУ ТП осуществляет автоматическое измерение мгновенных значений U u I. Каждые 15 с измеренные значения усредняются и определяется значение R no формуле (4) .

Пусть, за один период загрузки (например, от 16 ч 30 мин до 19 ч

30 мин, фиг. 2) R изменяется от

14,4 мкОм в начале интервала Т до

14,05 мкОм в конце интервала, Минимальное значение сопротивления на этом интервале составляет Rц„ц =

13,58 мкОм. В конце интервапа T (приблизительно в 19 ч 20 мин) АСУ ТП сравнивает, R ц, с заданным значением

R> = 13,3 мкОм (фиг. 3) . Пусть

R „„-Р = 0,28 мкОм, что превосходит допустимое отклонение g R = 0,1 мкОм.

Это свидетельствует о недопустимом увеличении МПР, поэтому АСУ ТП автоматически опускает анод на

25 Применение способа обеспсчивает более точную стабилизацию межполюсного расстояния на заданном уровне, предотвращает зажатие электролизеров, повышает выход ло току на. 0,23р 0,4Ж и уменьшает удельный расход электроэнергии и трудозатраты при электролизе алюминия.

Способ автоматического регулирования алюминиевого электролизера, включающий измерение напряжения на элекгролизере, тока электролиза, рас40 чет текущих значений сопРотивления электролизера, поддержание регулируемого параметра в заданных пределах перемещением анода, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью

45 повышения производительности, Фиксируют моменты загрузки глинозема в электролизер, перед каждой очередной загрузкой глинозема определяют минимальное из текущих значений сопротив50 ления, рассчитанных с момента предыдущей загрузки, и принимают его в качестве регулируемого параметра, сравнивают это минимальное за истекший интервал времени значение сопРотивления с заданным значением и, если модуль разности между ними превышает заданный допуск, перемещают анод в положение, необходимое для поддержания регулируемого параметра (R @ин R)ó где К вЂ” настроечный коэффициент, зависящий от состава электролита и конструктивных параметров электролизера °

Использование в качестве регулируемого параметра минимального значения сопротивления Р „ „ за интервал Ч 1(н времени между последовательными моментами загрузки глинозема при постоянстве положения анода внутри каждога такого интервала позволяет исключить влияние концентрации глинозема на сопротивление электролизера и благодаря этому значительно точнее стабилизировать MIIP, предотвращая в частности, зажатие электролизеров.

Использованием К „,„в качестье регулир уемог о параметра предлагаемый с и особ отличается от всех известных способов автоматического регулирования алюминиевых электролизеров.

Фиксация моментов загрузки глинозема в электролизер позволяет определить интервалы времени, за которые вычисляются значения R „,ö. Сравнение

R „„цд с заданным значением R, и перемещение анода для ликвидации рассогласования производятся только перед очередной загрузкой глинозема, когда уже определено значение R,,„ за последний истекающий интервал времени межцу загрузками, Формула изобретения,1548270

Значение.C, Е

Электро лизер

Примечание после перед загруз- загрузки кой

Анодныи эффект

Анодный эффект

11 в з . нных пределах, и сохраняют это положение неизменным в течение оче30 3,4 1в2

30 4,0

30 33 18

30 4,4 2,7 .37 3,5 0,8

37 35 10

37 4,5 2,9 редного интервала времени между загрузками глинозема.

1548270

Составитель А. Абросимов

Техред Д.Сердюкова

Редактор И. Дербак

Koppeznop Ñ. Шекмар

Заказ 116 Тираж 54! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", .г. Ужгород, ул. Гагарина, 101