CN107620093A - 一种铝电解槽在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝电解槽在线监测装置，包括设于铝电解槽的槽壳侧壁上散热孔处的第一热电偶以及设于铝电解槽的阴极钢棒上的测量架，第一热电偶通过第一集成线路与控制模块相连；测量架上设有第二热电偶、第三热电偶、第一测量脚和第二测量脚，第二热电偶与槽壳底部钢板接触，第三热电偶、第一测量脚和第二测量脚均与阴极钢棒接触，第二热电偶、第三热电偶、第一测量脚和第二测量脚通过第二集成线路与控制模块相连。本发明所提供的铝电解槽在线监测装置，第二热电偶实时测量槽壳底部钢板的温度；第三热电偶实时测量阴极钢棒的温度；第一测量脚和第二测量脚实时测量阴极钢棒的压降。通过控制模块对异常点及时报警，从而最大限度消除隐患。
Description
技术领域
本发明属于铝电解槽在线检测技术领域，具体涉及一种铝电解槽在线监测装置。
背景技术
铝电解槽的槽壳(包括散热孔钢板和槽底钢板)温度和阴极钢棒温度异常时，预示该台铝电解设备出现破损等问题，严重时可能发生漏炉(铝水或电解质液体从电解槽内往外漏出，由于是高温液体，存在爆炸等风险)，并造成停槽或整个系列停产的严重事故。其阴极电流分布是评判电解槽生产是否稳定的一个重要指标之一，但对这几项指标的监管测量到目前为止，仍然处在人工巡视检查和测量阶段，由于一台铝电解槽的测量点和监控点较多，人工完成一是劳动强度大，二是监测不到位的现象时有发生，给生产带来严重隐患。行业中工程技术人员进行了相关的研究，提出了一些解决方案，但其控制方案复杂，效果不佳，至今未推广应用。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提供一种铝电解槽在线监测装置，实现在线自动检测处理，降低劳动强度，对关键参数进行连续有效监控，避免出现隐患处理不及时等问题，从而最大限度的消除安全隐患，达到安全生产的目的。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种铝电解槽在线监测装置，包括设于铝电解槽的槽壳侧壁上散热孔处的第一热电偶以及设于铝电解槽的阴极钢棒上的测量架，第一热电偶通过第一集成线路与控制模块相连；测量架上设有第二热电偶、第三热电偶、第一测量脚和第二测量脚，第二热电偶与槽壳底部钢板接触，第三热电偶、第一测量脚和第二测量脚均与阴极钢棒接触，第二热电偶、第三热电偶、第一测量脚和第二测量脚通过第二集成线路与控制模块相连。
第二热电偶用于测量槽壳底部钢板的温度；第三热电偶用于测量阴极钢棒的温度；第一测量脚和第二测量脚用于测量阴极钢棒的压降。
优选地，所述控制模块包括顺次连接的采集单元、处理单元和报警单元，采集单元用于采集第一测量脚、第二测量脚、第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶的数据，处理单元根据采集单元采集的数据得到是否异常的结果，如果异常则通过报警单元发出警报。
优选地，所述测量架通过固定线安装在阴极钢棒上，固定线具有伸缩性，使得测量架始终牢固的绑在阴极钢棒上。
优选地，所述每个测量架上的第一测量脚和第二测量脚的距离均相同，测得阴极钢棒的等距压降。
优选地，所述测量架和第二集成线路在接触点处相连，测量架为中空结构，第二热电偶和第三热电偶的导线穿过测量架内部与接触点连通，避免第二热电偶和第三热电偶的导线暴露在外部。
优选地，所述第三热电偶、第一测量脚和第二测量脚均与阴极钢棒的下端接触。
优选地，所述第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶均采用磁性热电偶，可以很好的吸附在槽壳和阴极钢棒上。
本发明的有益效果是：
本发明所提供的一种铝电解槽在线监测装置，在每个散热孔处设置一个测量点，在这些测量点设置第一热电偶；在槽壳底部钢板设置若干个测量点，在这些测量点设置第二热电偶；在每个阴极钢棒上设置一个测量点，在这些测量点设置第三热电偶，然后第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶均通过集成线路连接到控制模块，对异常点及时报警，从而最大限度消除隐患。对于阴极电流分布，将两个等距离的第一测量脚和第二测量脚固定在阴极钢棒上，测得其等距压降，然后通过集成线路连接到控制模块，从而得出阴极钢棒的电流分布情况，并对异常点及时报警，实现在线自动对关键参数检测分析处理。
附图说明
图1是本发明铝电解槽在线监测装置的结构示意图。
附图标记说明：1、槽壳；2、阴极钢棒；3、散热孔；4、第一热电偶；5、第一集成线路；6、测量架；7、第二热电偶；8、第三热电偶；9、第一测量脚；10、第二测量脚；11、第二集成线路；12、固定线；13、接触点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：
首先对铝电解槽的结构做简单介绍，铝电解槽下部外侧设有槽壳1和阴极钢棒2，槽壳1包括底部钢板和四周的侧壁，侧壁上设有散热孔3，阴极钢棒2设于槽壳1内。
如图1所示，本实施例提供的一种铝电解槽在线监测装置，包括第一热电偶4、测量架6、第一集成线路5、第二集成线路11和控制模块，槽壳1侧壁上每个散热孔3处均设置一个第一热电偶4，阴极钢棒2上均设置一个测量架6，每个测量架6上设有第二热电偶7、第三热电偶8、第一测量脚9和第二测量脚10，测量架6上第二热电偶7与槽壳1底部钢板接触，用于测量槽壳1底部钢板的温度；第三热电偶8与阴极钢棒2接触，用于测量阴极钢棒2的温度；第一测量脚9和第二测量脚10均与阴极钢棒2接触，用于测量阴极钢棒2的压降。
所有的第一热电偶4通过第一集成线路5与控制模块相连；所有的第二热电偶7、第三热电偶8、第一测量脚9和第二测量脚10通过第二集成线路11与控制模块相连。第一集成线路5和第二集成线路11也可合并为一个集成线路然后与控制模块连接。
第二热电偶7的位置根据实际应用的情况来选取，可以均匀设于槽壳1底部钢板。第一集成线路5和第二集成线路11的走向根据槽壳1的具体结构选点固定。
第三热电偶8、第一测量脚9和第二测量脚10均与阴极钢棒2的下端接触。每个测量架6上的第一测量脚9和第二测量脚10的距离均相同，使得测量架上第一测量脚和第二测量脚测得的是等距压降。
第一热电偶4、第二热电偶7和第三热电偶8均采用磁性热电偶，可以很好的吸附在槽壳1和阴极钢棒2上。也可采用特殊热电偶固定在测量处。
为了提高测量的精准性，应该使测量架6的位置尽量固定不动，避免测量架6松动，但由于铝电解槽内运行和关停时存在一定温差，因此由于测量架6和阴极钢棒2热胀冷缩现象的发生，使得测量架6发生松动。为了克服这一问题，测量架6通过具有一定伸缩性的固定线12绑在阴极钢棒2上，使得测量架6始终牢固的绑在阴极钢棒2上。
测量架6和第二集成线路11在接触点13处相连，测量架6为中空结构，第二热电偶7和第三热电偶8的导线穿过测量架6内部与接触点13连通，避免第二热电偶7和第三热电偶8的导线暴露在外部，发生损坏或者短路的情况。
控制模块包括顺次连接的采集单元、处理单元和报警单元，采集单元分别与第一集成线路5和第二集成线路11相连，用于采集第一测量脚9、第二测量脚10、第一热电偶4、第二热电偶7和第三热电偶8的数据。处理单元根据采集单元采集的数据得到是否异常的结果，如果异常则通过报警单元发出警报。
上述铝电解槽在线监测装置的工作原理和过程为：
采集单元将采集到的第一测量脚9、第二测量脚10、第一热电偶4、第二热电偶7和第三热电偶8的数据传输至处理单元，处理单元将采集单元采集到的每个第一热电偶4的温度与预设温度T1比较，只要有一个第一热电偶4的温度大于T1，则通过报警单元发出警报；处理单元将采集单元采集到的每个第二热电偶7的温度与预设温度T2比较，只要有一个第二热电偶7的温度大于T2，则通过报警单元发出警报；处理单元将采集单元采集到每个第三热电偶8的温度与预设温度T3比较，只要有一个第三热电偶8的温度大于T3，则通过报警单元发出警报。
处理单元根据采集单元采集到每个测量架6上的第一测量脚9和第二测量脚10的压降得到一组各测量架6的压降值，然后算出平均压降值，平均压降值等于总的压降值的总和除以测量架6的数量，然后将各测量架6的压降值与平均压降值对比，只要有一个测量架6的压降值高于平均压降值的D％，则通过报警单元发出警报(D值的大小根据实际应用的需求设置)。
本发明所提供的一种铝电解槽在线监测装置，在每个散热孔处设置一个测量点，在这些测量点设置第一热电偶；在槽壳底部钢板设置若干个测量点，在这些测量点设置第二热电偶；在每个阴极钢棒上设置一个测量点，在这些测量点设置第三热电偶，然后第一热电偶、第二热电偶和第三热电偶均通过集成线路连接到控制模块，对异常点及时报警，从而最大限度消除隐患。
对于阴极电流分布，将两个等距离的第一测量脚和第二测量脚固定在阴极钢棒上，测得其等距压降，然后通过集成线路连接到控制模块，从而得出阴极钢棒的电流分布情况，并对异常点及时报警，实现在线自动对关键参数检测分析处理。
为了给管理人员准确的报警点，可以事先对每个测量点进行编号，当处理单元发出警报的同时，可以同时确定出异常点的位置，传给管理人员形成处理方案。或者直接设置一个与处理单元相连的显示单元进行异常点的显示。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种铝电解槽在线监测装置，其特征在于：包括设于铝电解槽的槽壳(1)侧壁上散热孔(3)处的第一热电偶(4)以及设于铝电解槽的阴极钢棒(2)上的测量架(6)，第一热电偶(4)通过第一集成线路(5)与控制模块相连；测量架(6)上设有第二热电偶(7)、第三热电偶(8)、第一测量脚(9)和第二测量脚(10)，第二热电偶(7)与槽壳(1)底部钢板接触，第三热电偶(8)、第一测量脚(9)和第二测量脚(10)均与阴极钢棒(2)接触，第二热电偶(7)、第三热电偶(8)、第一测量脚(9)和第二测量脚(10)通过第二集成线路(11)与控制模块相连。
2.根据权利要求1所述的铝电解槽在线监测装置，其特征在于：所述控制模块包括顺次连接的采集单元、处理单元和报警单元，采集单元用于采集第一测量脚(9)、第二测量脚(10)、第一热电偶(4)、第二热电偶(7)和第三热电偶(8)的数据，处理单元根据采集单元采集的数据得到是否异常的结果，如果异常则通过报警单元发出警报。
3.根据权利要求1或2所述的铝电解槽在线监测装置，其特征在于：所述测量架(6)通过固定线(12)安装在阴极钢棒(2)上，固定线(12)具有伸缩性。
4.根据权利要求1或2所述的铝电解槽在线监测装置，其特征在于：所述每个测量架(6)上的第一测量脚(9)和第二测量脚(10)的距离均相同。
5.根据权利要求1或2所述的铝电解槽在线监测装置，其特征在于：所述测量架(6)和第二集成线路(11)在接触点(13)处相连，测量架(6)为中空结构，第二热电偶(7)和第三热电偶(8)的导线穿过测量架(6)内部与接触点(13)连通。
6.根据权利要求1或2所述的铝电解槽在线监测装置，其特征在于：所述第三热电偶(8)、第一测量脚(9)和第二测量脚(10)均与阴极钢棒(2)的下端接触。
7.根据权利要求1或2所述的铝电解槽在线监测装置，其特征在于：所述第一热电偶(4)、第二热电偶(7)和第三热电偶(8)均采用磁性热电偶。
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