基于數據驅動和預測原理的電解槽優(yōu)化控制系統設計.pdf

1、鋁電解是一個高能耗的行業(yè)，隨著世界能源供應的日益緊張和人們環(huán)保意識的不斷增強，國家政策的硬性規(guī)定，低污染、高效能和高度智能控制成為電解鋁行業(yè)工藝技術發(fā)展的主要方向。
　　 針對目前電解槽如何節(jié)能降耗的不同實現思路，本文以中鋁貴州分公司160KA電解槽監(jiān)控系統收集的歷史數據和實時數據為研究對象，提出一套電解槽在線優(yōu)化控制策略。首先以電解槽的實時數據庫為基礎，采用數據驅動算法，從大量的無序的、高噪聲的電解槽運行數據中發(fā)掘出能夠反映電

2、解槽狀態(tài)的關系，結合工藝專家知識研究電解槽狀態(tài)體系及各狀態(tài)的診斷依據，并以此狀態(tài)體系為基礎，推理出不同狀態(tài)下電解槽控制的優(yōu)化策略。通過電解槽工藝系統的優(yōu)化實現節(jié)能降耗和延長電解槽壽命之目的。對于氧化鋁濃度的判定采取了有別于以往的只根據電解槽表觀電阻來推斷濃度的范圍。提出了電解槽狀態(tài)和出鋁量作為影響氧化鋁濃度的因素并結合槽電阻斜率利用基于正交變換的經典線性預測方法推斷下一時刻氧化鋁濃度。通過對電解槽狀態(tài)的準確判斷和濃度的范圍預測在原有槽控

3、機控制策略上加入模糊推理機，從而更好的控制加料間隔(NB)和電解槽設定電壓降低陽極效應發(fā)生次數，使電解過程維持在能量平衡和物料平衡之間，達到節(jié)能降耗的目的。
　　 該優(yōu)化控制系統于2008年9月開始在中鋁貴州分公司電解鋁廠進行試驗，經過三個月的運行和工藝專家的分析，取得較好的效果。對電解槽槽況、工況判斷的準確性高于90％；對氧化鋁濃度判斷的準確性達到了95％以上；使電解槽中氧化鋁濃度的相關性大大提高、陽極地動作次數大大降低，實現