SU891808A1 - Способ автоматического контрол технологического состо ни алюминиевого электролизера - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ АЛИМИНИЕВОГО ЭЛЕКТРОЛИЗЕРА

I

Изобретение относитс  к цветной металлургии, в частности к электролитическому производству алюмини , и может быть использовано при автоматизированном управлении технологическими процессами электролиза.

Известен способ контрол  технологического состо ни  алюминиевого электролизера , включающий измерение амплитуды колебаний его рабочего напр жени  tl ;

Недостаток известного способа контрол  технологического состо ни  алюминиевого электролизера сострит в относительно низкой точности контрол  и недостаточной оперативности.

Цель изобретени  - повышение точности и оперативности автоматического обнаружени  электролизеров с нарушенным технологическим режимом.

Поставленна  цель достигаетс  способом автоматического контрол  технологического состо ни  алюминиевого электролизера, включающем изме ,рение амплитуды колебаний его рабо- чего напр жени , дополнительно измер ют амплитуду тока серии и на переменной составл ющей омического сопротивлени  электролизера в диапазоне частот 0,3-3 Гц определ ют среднкио амплитуду колебаний падени  напр жени , которую сравнивают с ее граничными значени ми, при этом, если средн   амплитуда меньше заданной в диапазоне 4-30 мВ нижней границы или больше заданной в диапазоне 15-50 мВ верхней границы, сигнализируют о наличии у электролизера технологического нарушени .

Сущность изобретени  заключаетс  в том , что вместо переменной составл кйцей рабочего напр жени  электролизера равной:

))Ut)Or(4) YO

и

контролируетс  величина

ран--R на 

U.)-iWR (2} текущий момент времени, (,) переменна  составл юща  тока серии, посто нна  составл юща  тока серии, переменна  составл юща  омического сопротивлени  электролизера, посто нна  составл юща  омического сопротивлени  электролизера. Эта величина представл ет собой падение напр жени  на переменной составл к цей омического сопротивлений электролизера. В качестве показател  технологического , состо ни  электролизера примен етс  средн   за период 0-200 с амплитуда колебаний этой величины в диапазоне частот. 0,3-3 Гц котора  определ етс  по формуле -средние за период 10- где О , 200 с значени  амплит ды колебаний переменн составл ющих рабочего напр жени  электролиз ра и тока серии в диа пазоне частот 0,3-3 Г -задание регул тору на стабилизацию омическо сопротивлени  электро лизера, Применение этого показател  позвол  ет исключить погрешность, возникающу при несв занных с технологическим со то нием электролизера колебани ми то ка серии. При колебани х тока серии, особенн значительных при наличии на электролизерах серии анодных эффектов, амплитуда переменной составл ющей рабо чего напр жени  электролизера увеличиваетс  на 50-200%, в основном за счет падени  напр жени , создаваемог переменной составл ющей тока серии на посто нной составл к цей омическог сопротивлени  электролизера ( 2 }. Использование в качестве посто нной составл ющей омического сопротивлени  электролизера задани  регул тору на стабилизацию омического сопротивлени  позвол ет, с одной сто роны, реализовать способ прость ми техническими средствами, а с другой исключить вли ние на результаты контрол  колебаний, возникающих при колебани х тока серии, из-за неравенства фактической величины электрохимической составл ющей, ее компенсационному значению, прин тому в. примен емой формуле вычислени  омического сопротивлени  электролизера. Определение средней амплитуды колебаний падени  напр жени  на переменной составл ющей омического сопротивлени  по ранее определенным средним амплитудам колебаний переменных составл ющих тока серии и рабочего напр жени  позвол ет исключить погрешность, возникающую вследствие наличи  переменного сдвига фаз мевду током серии-и рабочим напр жением электролизера. Наличие сдвига фаз приводит к тому, что даже одновременно измерение значени  переменных составл ющих тока серии и рабочего напр жени  электролизера относитс  к различным мо- . ментам в электрическом режиме электролизера , что нарушает св зь между примен емым показателем и колебани ми омического сопротивлени  электролизера , характеризующими технологическое состо ние электролизера. Погрешность из-за возможных колебаний величины электрохимической составл ющей и падени  напр жени , создаваемого переменной составл ющей тока серии (второе слагаемое в формуле ) «  вл етс  величинами на пор док меньшиш упом нутых выше . Их вли ние на достоверность контрол  учитываетс  при выборе границ диапазона значений примен емого показател  при нормальном технологическом состо нии электролизера. Промьшшенные испытани  предлагаемого способа показали , что когда на нескольких электролизерах серии одновременно существуют анодные эффекты колебани  тока серии не внос т заметных изменений не только амплитуды, но и формы колебаний примен емого показател . Предложенный способ контрол  технологического состо ни  электролизеров проверен на различных типах электролизеров. При этом установлено , что дл  всех типов электролизеров существует устойчивый диапазон значений примен емого показатели, соответствующий нормальным технологическим режимам их работы. Численные его значени , выход щие за верхнюю или нижнюю границу такого диапазона однозначно соответств тот нарушени м технологических режимов. Независимо от типов электролизеров (верхний токопровод, боковой токопровод и т.д.) нижн   граница диапазона , характеризующа  нормальный технологический режим, находитс  в промежутках 4-30 мВ, а верхн   - в промежутке 15-50 мВ.

Дл  реапизации предлагаемого способа автоматического контрол  технологического состо ни  алюминиевого электролизера необходимо выполнить следукмцую последовательность действий:

1 . Измерить переменные соста- Бл ющие в диапазоне частот 0,3-3 Гц рабочего напр жени  электролизера )и тока серии V.,(k) в момент времени -fedi)

ilK)-kui-«-toi

К - пор дковый номер изгде мерени  с начала цикла усреднени ,

/it - Ш1тервал дискретности изменени ,

Ьо момент времени начала цикла усреднени .

2.Подсчитать количество данных. измерени  с момента времени

Ni,{K)-N,U-l)+f; N.i(.K)-N,- (K-l)-.

3.Сравнить промежуток времени (t|t --to) с заданньм периодом усреднени  TC

ilK).

4.Если неравенство (3 выполн етс , то перейти к выполнению п.. I дл ()-го измерени .

5.Если неравенство (37 йе выполн етс , то рассчитать средние амплитуды колебаний и Э по формулам

А t . ,

-1

и.р

Мц(К) NH

Ни1к)

гГ«И№/ -

K(K)ulK)-s 1ДкН;

- т

МНк) 4 - ЧЮк,, N,4K)

гNUK) т

N-lK)lU)-t. 1ЧК)1 L kri J-.

6. Рассчитать среднюю амплитуду колебаний падени  напр жени  на переманной составл ющей омического сопротивлени  электролизера U

-R

9. .

7. Сравнить значение величины (j с заданными верхней и нижней Ц

ГИ1Й границами

O.,ax ,

8.Если вьшолн етс  хот  бы одно из неравенств (4), (5} - сформулировать и выдать на устройство отображени  сигнал На электролизере (номер электролизера) нарушение технологии и перейти к выполнению п. 1 дл  1( 1 измерени  в следующем периоде усреднени .

9.Если ни одно из неравенств (4), ,(5) не вьшолн етс , то перейти к вьшолнению п. 1 дл  измерени 

в следующем периоде усреднени .

Период усреднени  TO равен 12с, задание регул тору на стабилизацию омического сопротивлени  R равно Ом. Верхн   граница диапазона и.|у,(.установлена равной 20 мВ,

нижн   граница Oy,,4Vi

Пример 1. Средн   a шлитyда колебаний тока серии получена равной 5« 10 А, средн   амплитуда колебаний рабочего напр жени  получена равной 92 мВ. Вычисл ем примен емый показатель

3 -6

мВ - 5 МО

А ; 16-JO

Сравниваем полученное значение с Заданными границами

4 мВ 12 мВ.

40

На дайном электролизере типа С8В нет нарушени  технологии и сигнал не выдаетс .

П р и м е р 2. Средн   амплитхца колебаний 5 получена равной 2с10 А, а (Ц, 35 мВ.

Вычисл ем примен емьсй показатель

мВ-2 - . 16 1 о мВ.

Сравниваем полученное значение с заданными границами

3 мВ 4 мВ

Claims (1)

1. На данном электролизере обнаружено нарушение технологии. Формируем и вьща1еь1 сигнал На электролизере нарушение технологии.Непрерывна  опытна  эксплуатаци  сПособа, проведенна  в течение 1 нес. 7 позволила обнаружить около 70% всех технологических нарушений в работе электролизеров, имевших место в пери од контрол , причем за 2-5 сут до обнаружени  обслуживающим персоналом корпусов, примен вшим обычные способы визуального и инструментального контрол . Использование результатов контрол  способствовало своевременному устранению технологических нарушений на более ранней стадии их развити , сокращение общего количества и т жести нарушений и привело по предварительным оценкам к повы шению производительности злектролизе ров на 0,5%, снижению удельного расхода электроэнергии на 0,7% и повыше нию производительности труда техноло гического персонала на 27,. Формула изобретени  Способ автоматического контрол  технологического состо ни  алюминиевого электролизера, включающий измерение амплитуды колебаний его рабочего напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и оперативности автоматического обнаружени  электролизеров с нарушенным технологическим режимом , дополнительно измер ют амплитуду колебаний тока серии и на переменной составл ющей омического сопротивлени  электролизера в диапазоне частот 0,3-3 Гц определ ют среднюю амплитуду колебаний падени  напр жени , которую сравнивают с ее граничными значени ми, при этом, если средн   амплитуда- колебаний меньше заданной в диапазоне 4-30 мВ нижней границы или больше заданной в диапазоне 15-50 мВ верхней границы, сигнализируют о наличии у электролизера технологического нарушени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 387030, кл. С 25 С 3/20, 1970.