CN102351223A - 一种拜耳法氧化铝溶出出口Rp值的自动控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种拜耳法氧化铝溶出出口Rp值的自动控制方法，涉及一种拜耳法氧化铝生产溶出过程的控制方法。其特征在于采用以寻找最佳溶出出口Rp值为目标的智能优化设定技术，根据溶出出口Rp目标值、溶出出口的实验室Rp值、溶出入口料浆的氧化铝浓度、磨矿出口固含、补充母液浓度及温度和矿石成分值由计算机智能设定溶出系统入口料浆密度值。本发明的方法，采用软测量技术对溶出入口的料浆密度进行连续测量、采用智能优化设定技术对溶出入口的料浆密度自动设定、采用串级控制系统实现溶出出口Rp值的自动控制，确保了氧化铝生产指标的稳定。
Description
技术领域
一种拜耳法氧化铝溶出出口Rp值的自动控制方法，涉及一种拜耳法氧化铝生产溶出过程的的控制方法。
背景技术
溶出系统是拜耳法氧化铝生产过程的核心环节，Rp值是拜耳法氧化铝生产的关键技术参数，其意义是溶出浆液中氧化铝与苛性碱的重量比。溶出出口的Rp值不仅直接关系着溶出系统的自身的稳定运行和技术指标，而且影响着整个拜耳法氧化铝生产的产量和产品的质量。
目前，溶出出口的Rp值控制方法是，利用测量设备（系统）测出实际的Rp值，然后与预定的Rp值进行比较，根据一定的控制规则对溶出入口的物料量进行调节，最终实现Rp值的自动控制。
这种思路和方法身没有问题，但是由于拜耳法氧化铝生产的特性——流程长而且复杂、流程中的介质的高温、强碱属性、管道和设备易结疤（结垢）易堵塞、难清理等，使得Rp值的直接测量难于实现， Rp值的控制模型也很难建立，导致 Rp值的自动控制大多停留在纸上，仅有个别的氧化铝生产厂有Rp值的自动检测和自动控制的实际应用，主要问题是：
1、无直接自动测量Rp值的设备，采用间接的自动检测方法导致测量系统复杂，投运困难，运行消耗高，并且测量结果不可靠，需要经常与实验室的结果进行比对、修正；
2、由于溶出过程复杂，导致所建立的Rp值数学模型具有不确定性，或者说根本无法建立准确的机理模型，从而限制了严格依赖于对象数学模型的解析方法的应用；由于溶出过程很长，导致Rp值的控制严重滞后；
3、Rp值的自动检测和自动控制系统维护和运行的成本高。
发明内容
本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提出一种能对溶出入口的料浆密度进行连续测量，实现溶出出口Rp值的自动控制，确保氧化铝生产指标稳定的拜耳法氧化铝溶出出口Rp值的自动控制方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种拜耳法氧化铝溶出出口Rp值的自动控制方法，其特征在于采用以寻找最佳溶出出口Rp值为目标的智能优化设定技术，根据溶出出口Rp目标值、溶出出口的实验室Rp值、溶出入口料浆的氧化铝浓度、磨矿出口固含、补充母液浓度及温度和矿石成分值由计算机智能设定溶出系统入口料浆密度值。
本发明的一种拜耳法氧化铝溶出出口Rp值的自动控制方法，其特征在于根据的设定的溶出系统入口料浆密度值，采用由溶出系统入口料浆密度作为串级控制系统的控制变量、溶出系统入口补充母液流量作为串级控制系统的辅助控制变量所构成的串级控制系统调节溶出系统入口的母液流量，实现溶出出口Rp值的自动控制。
本发明的一种拜耳法氧化铝溶出出口Rp值的自动控制方法，采用软测量技术测量溶出系统入口料浆密度；与已有的技术相比主要优点有：
1、采用以寻找最佳溶出出口Rp值为目标的智能优化设定技术，实现溶出系统入口浆液的密度调节回路的优化设定；采用Rp值的实验室结果，成本低，可靠性高；根据矿石成分、母液浓度的变化情况，对Rp值实施了超前控制，抑制了控制滞后的问题；
2、采用测量饲料槽的物位和槽压计算密度，比直接采用同位素密度计投资少，测量结果可靠，不需要经常与实验室的结果进行比对、修正；
3、Rp值自动控制系统运行和维护的成本低。
附图说明
图1为本发明方法的溶出过程回路设定值智能优化控制系统原理图
图2为基于综合生产指标的Rp值智能优化控制系统结构。
具体实施方式
一种拜耳法氧化铝溶出出口Rp值的自动控制方法，采用以寻找最佳溶出出口Rp值为目标的智能优化设定技术，根据溶出出口Rp目标值、溶出出口的实验室Rp值、溶出入口料浆的氧化铝浓度、磨矿出口固含、补充母液浓度及温度和矿石成分值由计算机智能设定溶出系统入口料浆密度值；根据的设定的溶出系统入口料浆密度值，采用由溶出系统入口料浆密度作为串级控制系统的控制变量、溶出系统入口补充母液流量作为串级控制系统的辅助控制变量所构成的串级控制系统调节溶出系统入口的母液流量，实现溶出出口Rp值的自动控制。
本发明的方法是通过下面的软硬件实现的，硬件包括检测仪表、工业控制计算机、执行机构，检测仪表和执行机构主要包括饲料槽的物位计、饲料槽的压力计、补充母液流量计、溶出系统入口料浆流量计、补充母液流量调节阀等；软件包括智能优化设定软件、基础控制软件（PID控制算法）、料浆密度计算软件等，同时输入矿石的成分（A/S（铝/硅）、氧化铝含量）、磨矿出口固含、溶出入口料浆的氧化铝浓度、补充母液浓度及温度、溶出出口Rp目标值、溶出出口的实验室Rp值等。
（一）采用软测量技术测量溶出系统入口料浆密度：
1、根据静力学原理，利用饲料槽的物位及压力，测出饲料槽出口的浆液密度；
2、根据母液浓度及温度，通过查表或特定公式算出母液密度；
3、根据上述的浆液密度、母液密度，结合母液流量、溶出系统入口料浆流量，算出溶出系统入口料浆密度，并作为下面“（三）”所述的串级控制系统的溶出系统入口料浆密度反馈值，参与控制。
（二）智能优化设定软件由Rp值设定模块、密度优化设定模块、前馈补偿模块、反馈补偿模块组成：
1、Rp值设定模块根据拜耳法氧化铝生产的产量和产品的质量等综合生产指标要求，利用Rp——溶出系统产量——溶出效率的特定关系，寻找最佳的Rp设定值。
2、密度优化设定模块，根据矿石的成分（A/S、氧化铝含量）、磨矿出口固含、溶出入口料浆的氧化铝浓度、补充母液浓度及温度、溶出出口Rp目标值、溶出出口的实验室Rp值等值，并利用这些值与溶出系统入口料浆密度的特定关系，由计算机智能设定溶出系统入口料浆密度值。
3、反馈补偿模块，将最佳的Rp设定值与溶出出口实验室Rp值的差，结合优化的操作经验作用于下面“（三）”所述的串级控制系统的补充母液流量设定值，使得Rp设定值与Rp实际（实验室）值的差更直接地作用于补充母液流量调节，以实现控制系统的快速调节。
4、前馈补偿模块，根据矿石的成分（主要是A/S、氧化铝含量）和母液浓度的变化，计算出需要的补充母液流量，作用于下面“（三）”所述的串级控制系统的补充母液流量设定值，对Rp值实施前馈调节，在一定程度上抑制了控制滞后的问题。
（三）采用串级控制系统实现溶出出口Rp值的自动控制。
根据设定的溶出系统入口料浆密度值，采用由溶出系统入口料浆密度作为串级控制系统的主要控制变量、溶出系统入口的补充母液流量作为串级控制系统的辅助控制变量所构成的串级控制系统调节溶出系统入口的补充母液流量，实现溶出出口Rp值的自动控制。
Claims (2)
1.一种拜耳法氧化铝溶出出口Rp值的自动控制方法，其特征在于采用以寻找最佳溶出出口Rp值为目标的智能优化设定技术，根据溶出出口Rp目标值、溶出出口的实验室Rp值、溶出入口料浆的氧化铝浓度、磨矿出口固含、补充母液浓度及温度和矿石成分值由计算机智能设定溶出系统入口料浆密度值。
2.根据权利要求1所述的一种拜耳法氧化铝溶出出口Rp值的自动控制方法，其特征在于根据的设定的溶出系统入口料浆密度值，采用由溶出系统入口料浆密度作为串级控制系统的控制变量、溶出系统入口补充母液流量作为串级控制系统的辅助控制变量所构成的串级控制系统调节溶出系统入口的母液流量，实现溶出出口Rp值的自动控制。
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