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高效能、大容量是现代铝电解工业的特点和发展趋势,随之而来的是铝电解所面临的形势日趋严峻的能耗问题,降低极距是降低铝电解槽能耗的关键,因此极距受到越来越多企业的重视。极距的均一性不仅关系着电解槽能耗的大小,还关乎着槽子的稳定性。研究极距的分布状况进而实现极距的均一性,对于铝电解槽节能降耗是个很好的着手点。本文以160kA系列预焙铝电解槽为对象,研究得到以下几方面的结论:
(1)提出了一种基于无线传输的解决方案,克服了传统的有线测量方式成本高、布线量大、电磁干扰严重的缺陷。本文以Delphi7.0软件为平台,开发了基于无线传输的铝电解槽极距分布监测与优化系统。并采集了正常槽、热槽、冷槽、阴极破损槽四种槽况的极距信号。
(2)对不同槽况下的极距信号进行频谱分析,分析了极距信号波动不同的原因。采用AR模型的Yule-Walker方法对其进行频谱分析,发现其主频率各不相同,并得到不同槽况下相互独立的极距信号主频率范围。正常槽、热槽、冷槽、阴极破损槽的主频率范围分别为:0.002~0.012Hz、0.012~0.023Hz、0.023~0.047Hz、0.047~0.067Hz。
(3)利用小波包分解在信号特征提取上的优势,以极距信号的能量作为特征参数,将不同频段上的能量值组成特征向量。首先对极距信号进行小波消噪处理,保留了极距信号中的有用信息,剔除了噪声。依据频谱的结果,对除噪后的极距信号进行小波包5层分解,提取不同槽况下极距的能量特征向量,有效区分了不同的槽况。
(4)将极距信号能量特征向量作为网络输入向量,建立了基于极距信号的BP网络槽况诊断模型。运用Ansys软件对铝液层水平电流分布进行仿真,找出了极距合理分布的范围。结合现场极距分布监测情况,针对不同槽况下分布不合理的关键极提出了相应的优化解决方案。