[實用新型]鋁電解生產氧化鋁濃度在線監測系統

有效

• 申請號: 201520355121.8
• 申請日: 2015-05-28
• 公開（公告）號: CN204714918U
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發明（設計）人: 黃若愚;曹斌;楊朝紅;王紫千
• 申請（專利權）人: 貴陽鋁鎂設計研究院有限公司
• 主分類號: C25C3/20
• 分類號: C25C3/20
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉楠;李余江

技術領域

本實用新型涉及鋁電解檢測技術領域，尤其涉及一種鋁電解生產氧化鋁濃度在線監測系統。

背景技術

在鋁電解生產中，氧化鋁濃度的改變都會直接影響到鋁電解的生產運行。當氧化鋁的濃度過高時，會造成槽底沉淀、降低電流效率、增加陽極和陰極壓降、可能危及鋁液層的穩定；而當氧化鋁濃度過低的時候，又容易發生陽極效應，使槽電壓急劇升高，破壞槽子的能量平衡。所以準確測量槽中氧化鋁濃度，將濃度控制在目標范圍內，對提高鋁電解電流效率，降低電解槽能耗有著非常重要的意義。

由于鋁電解生產是復雜的物理化學反應過程，電解液有很強的腐蝕性，并處在高溫，強磁場動態狀況下，使得實時地測量氧化鋁濃度非常的困難。現有的技術是定期對生產槽中的電解質進行采樣，然后使用X-熒光化驗，測試計算電解質中O元素的總含量的方法來測量氧化鋁濃度。這種方法檢測速度慢、誤差較大且勞動強度較大，很難及時反應氧化鋁濃度的變化，導致電解生產控制水平低。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種電解生產氧化鋁濃度在線監測系統，以解決現有技術人工費力，而且測量周期較長，很難及時反應氧化鋁濃度的變化，測量精度不高，導致電解生產控制水平低等問題。

本實用新型提出了這樣一種鋁電解生產氧化鋁濃度在線監測方法，它是將帶有夾具的陽極電流測量裝置逐一安裝在鋁電解槽的各陽極導桿上，這些測量裝置同時采集各陽極導桿電流數據，并在電解槽煙道端通道安裝陰極-陽極電壓數據采集裝置采集陰極-陽極電壓數據；以有線或無線傳輸的方式將采集到的數據傳輸至數據處理與分析中心；數據處理與分析中心通過使用ELM算法建立氧化鋁濃度與陽極導桿電流、陰極-陽極電壓電壓之間的數學模型，對實時采集到的電壓、電流數據進行處理與分析，最后得出實時的鋁電解生產氧化鋁濃度數據。

需要注意的是，陽極電流測量裝置與陰極-陽極電壓數據采集裝置的采樣頻率一致，且通過有線或無線傳輸方式同步傳輸至數據處理與分析中心。

基于上述方法，本實用新型的一種鋁電解生產氧化鋁濃度在線監測系統是這樣的：它包括陽極電流測量裝置、陰極-陽極電壓數據采集裝置和數據處理與分析中心；陽極電流測量裝置通過自帶夾具安裝在電解槽各陽極導桿上；所述陰極-陽極電壓數據采集裝置與數據處理與分析中心安放在電解槽煙道端通道。

具體的，陽極電流測量裝置設置有陰極-陽極電壓測量的正極接口；用兩端帶有航空插頭的高溫屏蔽線一連接陽極電流測量裝置和陰極-陽極電壓數據采集裝置；該高溫屏蔽線一的一端接入各陽極電流測量裝置的該正極接口，另一端接多通道陰極-陽極電壓數據采集裝置對應的各正極接口。

用一端帶航空插頭，另一端接有接線端子的高溫屏蔽線二連接陰極-陽極電壓數據采集裝置和各陰極鋼棒，該高溫屏蔽線二的航空插頭端插入多通道陰極-陽極電壓數據采集裝置各負極接口，接有接線端子一端接入事先安裝在各陰極鋼棒爆炸焊塊鋁端的接線柱上。

高溫屏蔽線一和高溫屏蔽線二兩兩配對，并且配對的兩種高溫屏蔽線接入的陽極導桿與陰極鋼棒相互對應。

另外，陽極電流測量裝置還包括溫度補償模塊。溫度補償模塊主要是根據實際采集到的溫度，對陽極導桿電阻率進行修定。陰極-陽極電壓數據采集裝置還包括數據采集卡和前端保護模塊。數據采集卡主要對陰極-陽極電壓原始數據進行采集，采用低速采集方式，采用軟件定時，可連續采集；前端保護模塊主要是當槽電壓超過設定值時，對數據采集裝置起過壓保護作用，將數據采集裝置與電解槽斷開。

本實用新型有益效果：

利用本實用新型一種鋁電解生產氧化鋁濃度在線監測系統，在線實時獲取陽極導桿電流數據和陰極-陽極電壓數據，通過數據處理與分析中心建立的數學模型，自動計算出鋁電解生產過程中的氧化鋁濃度參數供工作人員監控使用；本實用新型一種鋁電解生產氧化鋁濃度在線監測系統結構簡單可靠；本實用新型為鋁電解槽的優化管控提供了強大的數據支持；本實用新型解決了現有技術人工費力，而且測量周期較長，很難及時反應鋁電解生產氧化鋁濃度的變化，測量精度不高，導致電解生產控制水平低等問題。

附圖說明

圖1為本實用新型監測系統結構示意圖；

圖2為本實用新型監測方法原理示意圖。

附圖標記說明：1-陽極導桿，2-陽極電流測量裝置，3-陰極-陽極電壓數據采集裝置，4-數據處理與分析中心，5-夾具，6-高溫屏蔽線一，7-高溫屏蔽線二，8-陰極鋼棒爆炸焊塊。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。