大型鋁電解槽非穩(wěn)態(tài)非均一模型及關(guān)鍵極節(jié)能技術(shù)研究.pdf

1、新型節(jié)能技術(shù)是鋁電解領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題和我國節(jié)約能源的重要途徑，非穩(wěn)態(tài)、非均一模型是實(shí)現(xiàn)鋁電解節(jié)能技術(shù)的理論基礎(chǔ)，將鋁電解槽非穩(wěn)態(tài)、非均一模型集成起來形成操作優(yōu)化集成式智能型決策支持系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵極節(jié)能技術(shù)是本論文研究的主要內(nèi)容。論文運(yùn)用小波包變換技術(shù)、自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理技術(shù)、數(shù)值仿真技術(shù)、軟測量技術(shù)、多神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、模糊C均值聚類技術(shù)、多數(shù)據(jù)庫技術(shù)、可視化技術(shù)與面向?qū)ο蟮募苫夹g(shù)，對鋁電解槽非穩(wěn)態(tài)非均一模型及其在線顯示系統(tǒng)開發(fā)的

2、理論、方法進(jìn)行了深入地研究，主要包括：鋁電解槽電壓波動(dòng)信息元分析模型、動(dòng)態(tài)槽況診斷系統(tǒng)、鋁液波動(dòng)模型、實(shí)時(shí)非均一極距軟測量模型、極距和鋁液波動(dòng)在線監(jiān)測系統(tǒng)、多數(shù)據(jù)庫集成系統(tǒng)、操作優(yōu)化集成式智能型決策支持系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用等內(nèi)容。在此基礎(chǔ)上，論文提出了關(guān)鍵極節(jié)能新技術(shù)，對與之相配套的新工藝進(jìn)行了研究。 論文針對鋁電解槽槽電壓波動(dòng)信號(hào)的動(dòng)態(tài)特性，提出了基于小波包和自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)的電壓波動(dòng)信息元分析模型。得到五種槽況的電壓信號(hào)的特

3、征波譜，通過對電壓信號(hào)的小波包變換提取了信號(hào)的能量特征向量，并以此作為自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)的樣本。在此基礎(chǔ)上，對動(dòng)態(tài)槽況實(shí)時(shí)診斷系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)、系統(tǒng)功能模塊及其應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行了深入的研究和探討。 鋁液波動(dòng)是鋁電解槽不穩(wěn)定的主要因素，論文通過對鋁液波動(dòng)的數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究，提出了基于模糊C均值聚類和多神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的鋁電解槽實(shí)時(shí)非均一極距軟測量模型。通過對鋁液波動(dòng)不穩(wěn)定性機(jī)理的論述，提出了一個(gè)基于“l(fā)evel Set”的鋁液界面跟

4、蹤技術(shù)，給出了系統(tǒng)的控制方程，仿真結(jié)果表明，320KA系列鋁電解槽具有很好的磁流體穩(wěn)定性；論文探討了軟測量模型中輔助變量的確定，分析了陽極導(dǎo)桿溫度變化、陽極電阻變化、陽極底掌電流分布的數(shù)值模擬結(jié)果，并對大量的樣本進(jìn)行了模糊C均值聚類分析，利用多神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了鋁電解槽實(shí)時(shí)非均一極距軟測量模型。在此基礎(chǔ)上，對極距和鋁液波動(dòng)的在線監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件組成及系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行了深入地研究，并提出了鋁液波動(dòng)的三種原因。 論文以鋁電解槽非穩(wěn)態(tài)、非均

5、一模型為基礎(chǔ)，開發(fā)了一個(gè)將電壓波動(dòng)信息元分析模型、實(shí)時(shí)非均一極距軟測量模型、操作優(yōu)化決策支持模型等集成在一起的鋁電解槽操作優(yōu)化集成式智能性決策支持系統(tǒng)，提出了面向?qū)ο蠹夹g(shù)的知識(shí)表示方法和知識(shí)庫模型，提出了基于目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的模型庫集成技術(shù)，并以中國鋁業(yè)廣西分公司320KA系列004＃槽為試用對象，對系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行了實(shí)測與總結(jié)，診斷結(jié)果與實(shí)際結(jié)果相符，成功地實(shí)現(xiàn)了提高槽子電流效率、降低能耗的目的。論文以鋁電解槽非穩(wěn)態(tài)非均一模型及集成式智能型