Научная статья на тему 'Пути совершенствования автоматического управления частотой подачи порций глинозёма'

Пути совершенствования автоматического управления частотой подачи порций глинозёма Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
297
53
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ / ГЛИНОЗЕМ / АЛЮМИНИЕВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ / ЧАСТОТА ПОДАЧИ / AUTOMATIC CONTROL / ALUMINA / ALUMINUM INDUSTRY / FREQUENCY

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Ершов Владимир Александрович, Богданов Юрий Викторович

В данной работе рассмотрены теоретические и практические основы АПГ. Описаны некоторые аспекты по автоматической подстройке периода подачи глинозёма в расплав и досрочного прекращения питания в режиме «частый». Определены характерные особенности при работе на «правой ветви» кривой «напряжение концентрация» и установлено, что принцип «растёт градиент увеличивай питание глинозёмом» неверен. Выявлено, что перенасыщение определяется, если после окончания режима «частый» или в течение работы в режиме «частый 2» приведённое напряжение выросло по сравнению с напряжением перед усиленным питанием и градиент превышает заданные границы. Рассмотрены причины возникновения регулировки периода подачи глинозема. Определены признаки, свидетельствующие о необходимости автоматической коррекции периода подачи глинозема. Установлено, что отклонение автоматической уставки АПГ от базовой величины может служить для косвенной оценки изменения доз АПГ, поступления глинозёма помимо АПГ и переформирования формы рабочего пространства. Анализ представленных алгоритмов показал, что позволяют исключить (или значительно уменьшить) ручные, часто необоснованные, вмешательства в работу АПГ. Проведенные испытания показали, что алгоритм автоматической коррекции периода АПГ позволяет значительно уменьшить часто интуитивное и неправомерное вмешательство специалистов в работу АПГ и снижает достаточно жёсткие требования к стабильности разовых порций (доз) глинозёма.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Ершов Владимир Александрович, Богданов Юрий Викторович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

WAYS TO IMPROVE THE AUTOMATIC CONTROL OF THE FREQUENCY ALUMINA PORTIONS GIVING

The paper considers theoretical and practical bases of PFS/ Some aspects of alumina filing period automatic tuning and preschedule termination in the “frequent” mode are described. Working on the “right branch” of the strain concentration curve characteristic features are determined and it is defined the + the “gradient grows increase alumina filing” principle is false.

Текст научной работы на тему «Пути совершенствования автоматического управления частотой подачи порций глинозёма»

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках базовой части госзадания.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Michalos А. С, Orlando А. А Note оп Student Quality of Life // Social Indicators Research. 2006. № 79. Р. 51-59.

2. Zullig K.J, Huebner E.S, Pun S.M Demographic Correlates of Domain - Based life Satisfaction Reports of College Students // J.Happiness stud. 2009. №10. P. 229-238.

3. Diakovich M. Social and psychological aspects of health relative quality of life of students [Электронный ресурс] : электрон. науч. Журн. // Abstracts: equity, education and Health - the 4th European conference on Health Promoting schools, Aarhus University, 2013. Copenhagen P. 66-67. URL: http://schools4health.dk/conference (Дата обращения 14.06.2015).

4. Бородкин Ф.М., Айвазян А.А. Социальные индикаторы. М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2006. 607 с.

5. Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М. : Радио и связь. 1993, 278 с.

6. Саати Т., Керис К. Аналитическое планирование. Организация систем. М. : Радио и связь, 1991. 244 с.

7. Уварова В.И., Шуметов В.Г. Использование метода анализа иерархий // СОЦИС. 2001. № 3. С. 104-109.

8. Каган Е.С. Модель комплексной оценки социального капитала предпринимателей региона // Вектор науки ТГУ. 2012. № 4 (22). С. 55-58.

9. Качество жизни, связанное со здоровьем: оценка и управление / под общ. ред. Рукавишникова В.С. Иркутск : Изд-во НЦ РВХ, 2012. 168 с.

10. Финогенко И.А., Финогенко В.И, Дьякович М.П. Метод вложенных линейных сверток для оценки качества здоровья населения // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2008. № 2 (18). С. 154-160.

11. Дьякович М.П., Казакова П.В. Организация исследования по комплексной оценке качества жизни лиц с профессиональной патологией/МР утв. НС №45 РАМН и Минздравсоцразвития РФ по медико-экологическим проблемам здоровья работающих. Иркутск : НЦРВХ СО РАМН, 2013. 56 с.

УДК 669.71:502.3 Ершов Владимир Александрович,

к. т. н., доцент кафедры АПП, Иркутский национальный исследовательский технический университет,

тел. 89025122701, e-mail: v.ershov @mail.ru Богданов Юрий Викторович,

начальник отдела природоохранных технологий ООО «РУСАЛИТЦ», тел. 8-9631-822-25-52, e-mail: [email protected]

ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ ПОДАЧИ ПОРЦИЙ ГЛИНОЗЁМА

V. A. Ershov, U. V. Bogdanov

WAYS TO IMPROVE THE AUTOMATIC CONTROL OF THE FREQUENCY

ALUMINA PORTIONS GIVING

Аннотация. В данной работе рассмотрены теоретические и практические основы АПГ. Описаны некоторые аспекты по автоматической подстройке периода подачи глинозёма в расплав и досрочного прекращения питания в режиме «частый». Определены характерные особенности при работе на «правой ветви» кривой «напряжение - концентрация» и установлено, что принцип «растёт градиент - увеличивай питание глинозёмом» неверен. Выявлено, что перенасыщение определяется, если после окончания режима «частый» или в течение работы в режиме «частый 2» приведённое напряжение выросло по сравнению с напряжением перед усиленным питанием и градиент превышает заданные границы. Рассмотрены причины возникновения регулировки периода подачи глинозема. Определены признаки, свидетельствующие о необходимости автоматической коррекции периода подачи глинозема. Установлено, что отклонение автоматической уставки АПГ от базовой величины может служить для косвенной оценки изменения доз АПГ, поступления глинозёма помимо АПГ и переформирования формы рабочего пространства. Анализ представленных алгоритмов показал, что позволяют исключить (или значительно уменьшить) ручные, часто необоснованные, вмешательства в работу АПГ. Проведенные испытания показали, что алгоритм автоматической коррекции периода АПГ позволяет значительно уменьшить часто интуитивное и неправомерное вмешательство специалистов в работу АПГ и снижает достаточно жёсткие требования к стабильности разовых порций (доз) глинозёма.

Ключевые слова: автоматическое управление, глинозем, алюминиевая промышленность, частота подачи.

Abstract. The paper considers theoretical and practical bases of PFS/ Some aspects of alumina filing period automatic tuning and preschedule termination in the "frequent" mode are described. Working on the "right branch" of the strain - concentration curve characteristic features are determined and it is defined the + the "gradient grows - increase alumina filing" principle is false.

Keywords: automatic control, alumina, aluminum industry, frequency.

Компьютеризированные системы управления технологическими и производственными процессами электролитического получения алюминия были внедрены на заводах РФ, около 20 лет назад. Технические характеристики тех систем оказались

явно недостаточными для удовлетворения постоянно возрастающих требований по получению оперативной и достоверной информации о параметрах процесса электролиза. К примеру, старые системы автоматизированного управления техно-

логическими процессами (АСУТП) типа «Алюминий» получали информацию с периодичностью от 10 до 30 минут, что не позволяло реализовывать сложные алгоритмы управления, рассчитанные на быстрые изменения технологических параметров электролизёра, таких как изменение магнитогазо гидрадинамической (МГД) стабильности или концентрации глинозёма в расплаве [1-3]. С увеличением возможностей вычислительной техники и с созданием программируемых логических контроллеров появилась возможность не только с высокой точностью измерять параметры процесса электролиза (дискретность менее 1 сек), но и использовать более сложный математический аппарат: различные методы усреднения, фильтрации, прогнозирования для их обработки.

Основной функцией любой автоматизированной системы управления электролизёром является контроль параметров, которые меняются в течение короткого промежутка времени, оказание поддержки при кратковременных изменениях технологического режима и выполнение превентивных действий в случае значительных отклонений от нормы. В идеале полный алгоритм управления будет нацелен на компенсацию кратковременных отклонений таких параметров, как рабочая температура расплава, концентрация глинозема в электролите, сопротивление электролизёра (МПР), с встроенной поддержкой медленных изменений рабочих параметров, включая уровень металла и электролита, состав и объем криолит-глиноземного расплава, иметь систему для прогнозирования и предупреждения технологических нарушений. Наиболее важными факторами, вызывающими нарушения технологии, являются степень накопления осадка на подине электролизёра, анодные эффекты (АЭ) и их частота, установленные существенно не по уровню аноды и накопление угольной пены в электролите [4, 5].

Если два последних фактора зависят от человека и качества анода, то образование осадка и частота АЭ зависят от работоспособности системы автоматической подачи глинозема (АПГ) в расплав и используемого алгоритма управления концентрацией в электролите. Не надо забывать про нестабильные физико-химические свойства и низкое качество используемого сырья - разных типов глинозёма, ручные вмешательства в работу АПГ, регламентные операции (замена анодов, обработка сторон и торцов, устранение провалов в корке электролита и др.), приводящие к сбоям и ошибкам АПГ при использовании простых алгоритмов управления.

Современные измерительные средства АСУТП на основе программируемых логических

контроллеров и компьютеров позволяют не только с высокой точностью измерять параметры процесса, но и использовать более сложный математический аппарат: различные методы усреднения, фильтрации, прогнозирования для их обработки.

Поскольку алгоритм автоматического управления подачей глинозёма в криолит-глиноземный расплав работает в составе сложного комплекса задач регулирования электролизёра, прежде чем представлять новые способы управления, рассмотрим теоретические основы АПГ.

В современных АСУТП алгоритмы, на которых строится управление системами автоматического питания глиноземом электролизных ванн, по-прежнему используют в своей основе общеизвестную зависимость напряжения от концентрации глинозема (рис. 1) [6].

Рис. 1. Зависимость напряжения от концентрации глинозема

На рис. 1 также представлены характерные диапазоны концентрации глинозема: при концентрации глинозёма ниже 1,5-2 % возрастает риск возникновения АЭ, в диапазоне концентраций от 2 до 4 % находится рабочая область, которую должен поддерживать алгоритм АПГ, при концентрации выше 5-6 % возможно образование осадков на подине электролизёра, при поточной обработке электролизера диапазон составляет 1-5 %.

Работа в правой части кривой, в районе 45 % глинозема неприемлема, т. к. исключается возможность эффективного управления скоростью подачи глинозема. Если в диапазоне 2-4 % амплитуда управляющего сигнала составляет около 60 мВ, то при 4-5 % управляющий сигнал минимален - несколько милливольт. При расширении диапазона до 6 % изменяется знак сигнала, т. е. система по функции управления скоростью подачи глинозема становится неуправляемой, неспособной реагировать на изменение концентрации глинозема [7]. Такой режим реализуется, если одно-

временно с подачей глинозема через точечные питатели производится и обработка продольных сторон по потоку. Совмещение поточных обработок и АПГ осуществляется обычно в связи с расхождением бортового гарниссажа и повышением частоты анодных эффектов.

Производная напряжения в левой части графика (рис. 1) в районе 1,5-2,5 % сильнее всего зависит от концентрации, что очень удобно для алгоритма управления по концентрации, так как в ответ на незначительное увеличение/уменьшение концентрации следует резкое падение измеряемого напряжения электролизёра. АСУТП может четко отследить это изменение напряжения и принять соответствующее компенсирующее воздействие.

Необходимо помнить, что величина напряжения не может служить прямой характеристикой концентрации глинозема в электролите, поэтому для автоматического управления используют относительный показатель концентрации глинозема - производную фильтрованного напряжения по времени, которая отражает скорость изменения напряжения и используется в алгоритме управления концентрацией глинозёма в криолит-глинозёмном расплаве, т. к. связь градиента с электропроводностью электролита позволяет получить косвенную информацию о концентрации глинозёма в расплаве [8-11].

Классический алгоритм управления концентрацией глинозёма в расплаве имеет три режима подачи глинозема (базовый, частый, редкий). Это вызвано тем, что если глинозём подавать в электролит «по таймеру» (теоретическая потребность в глиноземе с заданным интервалом), к примеру, один раз в минуту и не вспоминать о градиенте, то АСУТП окажется совершенно неинформативной. Система не сможет определить, чем вызван рост

напряжения (низкой концентрацией глинозёма в электролите или накоплением глинозёмистых осадков на подине электролизёра), и будет автоматически занижать МПР, что приведёт к возникновению АЭ и последующей МГД-нестабильности электролизёра (рис. 2).

На рис. 2 видно, как после регламентной операции «замена анодов» АПГ работала с постоянным (базовым) периодом. При этом глинозёма оказалось недостаточно, и при росте напряжения происходило автоматическое занижение МПР, что привело к возникновению АЭ и последующей МГД-нестабильности. В связи с этим базовый режим применяется для плавного перехода от режима частой подачи глинозема к недостаточной (редкий режим) и при проведении технологических операций (замена анода, выливка металла и т. д.). В этом режиме при необходимости производится регулирование МПР в границах заданного напряжения с последующим переходом к режиму редкой подачи глинозема [12].

Необходимая концентрация глинозема в электролите поддерживается путем чередования усиленной («частый» режим) и уменьшенной («редкий» режим) подачи глинозема в электролит.

Настройка периодичности подачи глинозёма при различных режимах АПГ осуществляется при помощи коэффициентов, которые выбираются относительно режима питания по таймеру, принятого за 100 %. Для режима «частый» коэффициент больше 100 %, а для режима «редкий», соответственно, меньше 100 %.

Цикл классического алгоритма начинается с «редкого» режима, когда приведенное напряжение на электролизере находится в зоне нечувствительности от целевого напряжения [13]. При достижении определенного значения прироста напряжения АПГ переводится в «частый» режим,

Рис. 2. Работа АПГ «по таймеру»

который работает фиксированный период времени, по завершении которого наступает «базовый» режим (подача глинозема по таймеру).

В более совершенных алгоритмах добавлено еще три режима (рис. 3), которые помогают поддерживать минимальную концентрацию глинозема в электролите в узких пределах при низкой частоте анодных эффектов и минимальном регулировании МПР.

На рис. 3 показаны режимы работы и их процентное отличие периода АПГ от базового режима (100 %), а также ожидаемое поведение напряжения электролизёра в зависимости от поступления глинозёма в электролит.

Режим быстрого насыщения (БН) имеет отклонение от базового периода срабатывания АПГ 200 %, его цель - предотвратить наступление анодного эффекта за счёт максимально быстрой подачи фиксированной дозы глинозёма. Без этого режима АЭ возникают в начале режима «частый», при этом часто происходит зажатие МПР перед анодным эффектом, вызванное низкой концентрацией глинозёма [14, 15].

Режим «редкий 2» имеет отклонение от базового периода срабатывания АПГ 40 %, его цель - сократить время работы электролизёра с избытком глинозёма в электролите, который может привести к накоплению глинозёмистых осадков на подине электролизера и расстройству технологического режима. Если во время работы режима «редкий 2» градиент становится положительным, то алгоритм снова переходит в стадию «редкий».

Режим «частый 2» имеет отклонение от ба-

зового периода срабатывания АПГ 140 %, его цель - уменьшить частоту питания, чтобы определиться, не перенасыщен ли расплав глиноземом, т. к. напряжение и его градиент не сразу реагируют на поступление избыточной порции глинозёма в режиме работы «частый» [16].

Представленный алгоритм АПГ способен длительное время работать без вмешательства человека и удерживать концентрацию глинозема в электролите в заданных границах, но как показывает производственный опыт, для этого необходимо:

- обеспечить высокие требования к технологической дисциплине, исправность оборудования систем централизованной раздачи глинозема (ЦРГ), АПГ и АСУТП, иначе частота АЭ увеличивается до 0,3-0,5 в сутки;

- поддерживать стабильность доз подаваемого в электролит глинозёма и держать уровень расплава в заданных пределах;

- исключить вероятность попадания неконтролируемой порции глинозёма помимо системы АПГ, например при замене анодов, при засыпке провалов в корке электролита, ухудшении растворимости глинозёма, при сбоях механизмов АПГ и др., иначе происходит перенасыщение электролита глиноземом и образование глиноземистых коржей на подине электролизера.

Производственный опыт показывает, что перенасыщение электролита глинозёмом может продолжаться по 10-30 часов, пока концентрация не придёт в норму за счет длительных периодов голодания. Такая работа похожа на поточную

% питания относительно базового

напряжение

300% и 250% -200% -150% -100% 50% 0%

т 4.05 4.04 -- 4.03 -- 4.02 4.01 4

+ 3.99 3.98 3.97 + 3.96 3.95

БН Н1 Н2 Б Г1 Г2 Г1 БН Н1 Н2 Б Г1 Г2

Рис. 3. Пример современного алгоритма управления АПГ

обработку электролизёров: 1 час кормим электролизёр, потом 2-5 часов выголаживаем (рис. 4).

Анализ графика на рис. 4 показывает, что работа на «правой ветви» кривой «напряжение -концентрация» обладает характерными особенностями:

- градиент очень высокий, его изменение максимально и может составлять от -800 мкВ/мин до 1500 мкВ/мин;

- напряжение далеко отклоняется от заданной уставки и программа регулирования МПР начинает снижать анодный массив в режиме насыщения, чтобы потом снова поднять его в режиме голодания.

На основании этого применяемый принцип «растёт градиент - увеличивай питание глинозёмом» неверен, т. к. режим избыточного питания не может закончиться по снижении градиента, он длится максимально разрешённое время, усугубляя перенасыщение электролита глиноземом. Конечно, потом алгоритм пытается поправить ситуацию за счёт увеличения времени голодания, но новое длительное насыщение опять обеспечивает перепитку [17]. Отсюда следует вывод: при определении перепитывания необходимо максимально сократить время насыщения и автоматически скорректировать в сторону увеличения период АПГ (сделать питание реже).

В связи с этим был разработан алгоритм досрочного прекращения питания в режиме насыщения, который позволяет прекратить перенасыщения электролита глиноземом не только за счёт увеличения времени работы в режиме голодания (регулирование по градиенту). Перенасыщение определяется, если после окончания ре-

жима «частый» или в течение работы в режиме «частый 2» приведённое напряжение выросло по сравнению с напряжением перед усиленным питанием и градиент превышает заданные границы.

Могут последовать возражения, что возможна ошибка в определении перепитывания, поскольку напряжение после насыщения может расти потому, что ванне не хватает глинозёма и приближается АЭ. Но, во-первых, параметры режима «частый» подобраны так, чтобы гарантированно насытить электролит глинозёмом. Во-вторых, если глинозёма действительно не хватает, значит, он не поступает в достаточном количестве (опустели бункера, поломка механизмов АПГ, проблемы со сжатым воздухом, пробойник не продавливает криолит-глниоземную корку и т. д.) [18]. Если глинозём не подаётся в электролит, то ни один, даже самый сложный, алгоритм АПГ не справится с питанием электролизёра.

За время работы алгоритма были проанализированы причины более 170 АЭ, и только 3-4 АЭ из них можно в какой-то степени связать с досрочным прекращением насыщения.

Поддержание необходимой концентрации глинозема в электролите и сокращение времени работы с перенасыщенным электролитом способствуют изменению скорости работы питателя (период АПГ).

Необходимость регулировки периода подачи глинозема возникает по нескольким причинам:

• изменение скорости растворения глинозема в электролите, например при изменении физико-химических свойств глинозёма, температуры электролита или других параметров процесса электролиза;

• снижение концентрации глинозёма при кратковременных плановых и аварийных отключеньях АСУТП или АПГ;

• значительные изменения тока серии и другие причины;

• при регламентных операциях (выливка металла, замена анодов, перетяжка анодной рамы и т. п.), т. к. напряжение электролизёра меняется в основном не по закону изменения концентрации;

• в расчете уставки АПГ участвуют несколько условных (изменяющихся) величин (сила тока, выход по току, разовая порция (доза) глинозёма, коэффициент, учитывающий долю глинозёма, поступающую через систему АПГ).

Существовавший ранее алгоритм в целом адекватно реагировал на изменение концентрации глинозёма в электролите, но имел ряд недостатков:

• Требуется значительное время (около 45 часов, причем чем больше это время, тем достовернее) для расчета среднего периода АПГ. Средний период АПГ сравнивался с базовой уставкой, и при существенном отличии производилась автоматическая коррекция периода на заданные в НСИ проценты. Большое время придавало инерционность алгоритму автоподстройки, он не всегда успевал оперативно реагировать на ситуацию.

• Применение среднего периода АПГ некорректно для автоподстройки. Так, при отработанных настройках режимов АПГ средний период предполагает подстройку преимущественно в голодный режим. Поэтому приходится ограничивать количество автоподстроек «в одном направлении» до трёх, иначе алгоритм подстраивал работу вплоть до начала АЭ.

• Медленно реагировал на приближение АЭ, что приводило к неконтролируемым АЭ при изменении свойств глинозёма и снижении разовых порций глинозёма, отдаваемых дозаторами.

Из-за указанных недостатков в алгоритме автоматической подстройки периода подачи глинозема изменение периода АПГ осуществлялось следующим образом: ежедневно, иногда даже 2 раза в день, измерялась тарированным ковшиком разовая доза глинозёма, отдаваемого в электролит всеми дозаторами за 1 полный цикл питания. Все изменения фиксировались, затем по результатам измерений рассчитывался новый базовый период АПГ. Этот период сравнивался с предыдущим значением, затем со средним за смену периодом АПГ (по сменным данным АСУТП «Тролль 5»). При существенном отличии экспертная группа специалистов анализировала графики работы электролизёра, причём мнения экспертов не всегда

совпадали. Далее вырабатывалось совместное решение, и в программу вводилась новая уставка -базовый период АПГ [19]. Естественно, частота питания корректировалась после каждой механической подстройки механизмов АПГ, при изменении времени подачи управляющей команды на дозаторы глинозёма и т. д.

Все эти трудоёмкие операции, требующие большого опыта персонала, большая роскошь в масштабах электролизной серии, где количество электролизёров в десятки раз больше, чем на участке «Электролиз 300». Поэтому разработка нового алгоритма автоматической подстройки периода АПГ направлена на автоматизацию процесса по оптимизации работы АПГ.

В процессе разработки алгоритма определены признаки, свидетельствующие о необходимости автоматической коррекции:

- анодный эффект. Свидетельствует о том, что электролизёр недополучает глинозём. До введения этого признака наблюдались повторные АЭ в течение суток;

- время работы АПГ в режиме голодания. Длинный голод (свыше 40-60 минут) означает, что электролизёр получил или получает избыточное питание, поэтому необходимо сделать питание реже (увеличить период АПГ), чтобы при следующем цикле насыщения перепитка была снижена. При коротком голоде (меньше 20 мин) требуется участить питание для предотвращения АЭ (рис. 5).

Разработанный алгоритм автоматической коррекции периода АПГ осуществляется следующим образом:

• для предотвращения чрезмерной отстройки в режим с низкой концентрацией автоматическая уставка равняется значению базового периода;

• если время нахождения АПГ в редком питании меньше параметра, то автоуставка АПГ уменьшается. Работает для предупреждения АЭ и голодного режима;

• если приведённое напряжение уменьшилось за время насыщения 1 -й стадии больше чем на заданное значение, то автоуставка АПГ уменьшается. Используется для плавного выхода из голодного режима;

• для сокращения времени перепитки время нахождения АПГ в редком питании сравнивается с заданным значением. Если автоподстройка больше параметра, то автоуставка АПГ увеличивается;

• если приведённое напряжение увеличилось за время насыщения 1 -й стадии больше чем на заданное значение, то автоуставка АПГ увеличивается. Используется для плавного сокращения времени перепитки.

За 8 месяцев работы нового алгоритма управления уставкой АПГ количество анодных эффектов снижено на 37 % (на 102 АЭ), частота составила 0,125 АЭ в сутки против 0,198 АЭ в сутки за предыдущие месяцы.

Проведенные испытания показали, что алгоритм автоматической коррекции периода АПГ позволяет значительно уменьшить часто интуитивное и неправомерное вмешательство специалистов в работу АПГ и снижает достаточно жёсткие требования к стабильности разовых порций (доз) глинозёма.

Установлено, что увеличение периода наблюдается также после работы «по таймеру», например при перетяжке анодной рамы, занижении тока серии, ликвидации МГД-нестабильности, после засыпки провалов в корке электролита и т. п.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Отклонение автоматической уставки АПГ от базовой величины может служить для косвенной оценки изменения доз АПГ, поступления глинозёма помимо АПГ и переформирования рабочего пространства. При значительном отклонении, например свыше 40 %, необходимо предупреждать обслуживающий персонал: «Проверьте АПГ!», поскольку, как показывает опыт работы алгоритма автоподстройки периода АПГ, такой сигнал может с большой вероятностью означать снижение поступления глинозёма в электролит в связи с изменением доз АПГ, опустошением бункеров АПГ, образованием куч глинозёма под пробойниками, поломками систем ЦРГ и АПГ.

Заключение

Автоматическое управление периодом подачи глинозёма (уставкой АПГ) является не менее важной частью задачи оптимизации работы электролизёра в целом, чем, например, автоматизированный подбор температуры процесса и перегрева электролита. Автоматизация расчета ключевых целей (уставок) алгоритмов АСУТП, таких как период АПГ, период подачи фтористых солей и заданное напряжение, на основе достоверных замеров и известных закономерностей представляется наиболее естественным путём повышения производительности и стабильности работы электролизёра, тем более что уровень современных вычислительных средств АСУТП позволяет это реализовать.

Использование параметров нормативно -справочной информации по автоподстройке даёт возможность гибко управлять режимом АПГ по поддержанию требуемой концентрации в электролите. Автоматическое изменение частоты подачи глинозёма, с одной стороны, существенно сокращает время, когда концентрация глинозёма в электролите избыточна, что препятствует накоплению осадков на подине, с другой стороны - увеличивает питание электролизёра при приближении анодного эффекта.

Величина автоподстройки уставки АПГ может служить для косвенной оценки изменения доз глинозёма, поступления сырья помимо АПГ и текущей потребности электролизёра в АЬОз. Значительное отличие автоматического периода АПГ от

базовой, расчётной величины предупреждает

о наличии проблем с питанием электролизёра.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Управление концентрацией глинозема в электролите при производстве алюминия / В.А. Ершов и др. // Металлург. № 11. 2011. С. 96-101.

2. Промышленные испытания опытных электролизеров с обожженными анодами при повышении силы тока с 300 до 330 КА / Ю.В. Богданов и др. // Цветные металлы. 2009. № 2. С. 47-50.

3. Исследование и разработка комплексной технологии утилизации твердых фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства : дис. ... канд. техн. наук : 05.16.02 / Кондратьев В.В. Иркутск, 2007. 164 с.

4. Исследования и разработка рецептуры наномоди-фицированного чугуна для ниппелей анодов алюминиевых электролизеров / В.В. Кондратьев и др. // Металлург. 2012. № 1. С. 69-71.

5. Утилизация фторсодержащих отходов алюминиевых заводов путем внедрения технологии получения низкомодульного регенерационного криолита / С.А. Соболев и др. // Экология и промышленность России. 2009. № 5. С. 38-42.

6. Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В. Экологическая и экономическая эффективность переработки растворов газоочистки и фторуглеродсодержащих отходов производства алюминия // Экология и промышленность России. 2011. № 8. С. 28-31.

7. Сысоев И.А., Ершов В.А., Богданов Ю.В., Кондратьев В.В. Исследование влияния технологических факторов на температурные характеристики электролитов при производстве алюминия // Вестник ИрГТУ. 2010. № 2. С. 193-198.

8. Кондратьев В.В., Шахрай С.Г. Исследования и разработка предложений по оптимизации аэродинамических параметров систем газоудаления от электролизеров Кандалакшского и Богословского алюминиевых заводов // Вестник ИрГТУ. 2011. № 6. С. 9198.

9. Афанасьев А.Д., Иванов Н.А., Ржечицкий А.Э., Кондратьев В.В. Наночастицы углерода в отходах производства алюминия и их модифицирующие свойства // Вестник ИрГТУ. 2009. № 4. С. 13-17.

10. Кондратьев В.В., Иванов Н.А., Ржечицкий Э.П., Сысоев И.А. Перспективы применения нанотехнологий и наноматериалов в горно-металлургической промышленности // Вестник Иркут. гос. техн. ун-та. 2010. № 1. С. 168-174.

11. Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В., Шахрай С.Г. Сульфат натрия при производстве алюминия: проблемы и перспективы // Вестник ИрГТУ. 2011. № 8. С. 148-154.

12. Способ переработки твердых фторуглеродсодержа-щих отходов электролитического производства алюминия : пат. 2429198 / Афанасьев А.Д., Ржечиц-кий А.Э., Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В., Пань-ков С.Д., Иванов Н.А.

13. Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В., Тенигин А.Ю. Технологические решения по охране окружающей среды при производстве алюминия. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2013. 159 с.

14. Шахрай С.Г., Кондратьев В.В., Белянин А.В. Энерго- и ресурсосбережение в производстве алюминия. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2014. 146 с.

15. Теория и практика процессов флотационного обогащения наноразмерных сред / В.В. Кондратьев и др. Иркутск : Изд-во ИрГТУ. 2015. 160 с.

16. Кондратьев В.В., Николаев В.Н. Технологические решения по энергосбережению и снижению капиталоемкости систем газоудаления и газоочистки металлургических производств // Металлург. 2014. № 5. С. 96.

17. Ершов В.А., Кондратьев В.В., Сысоев И.А., Мехнин

A.О. Извлечение наночастиц углерода из фторированного глинозема при производстве алюминия // Металлург. 2012. № 12. С. 74-78.

18. Новые технологические решения по переработке отходов кремниевого и алюминиевого производств /

B.В. Кондратьев и др. // Металлург. 2013. № 5. С. 92-95.

19. Технологические решения по энергосбережению и снижению капиталоемкости систем газоудаления и газоочистки алюминиевых производств / В.В. Кондратьев и др. // Металлург. 2013. № 9. С. 27-30.

20. Кондратьев В.В., Афанасьев А.Д., Богданов Ю.В. Изучение термической регенерации фтора из угольной пены (отхода алюминиевого производства) // Цветные металлы. 2011. № 7. С. 36-38.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.