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

1、新型節(jié)能技術是鋁電解領域的熱點研究課題和我國節(jié)約能源的重要途徑，非穩(wěn)態(tài)、非均一模型是實現(xiàn)鋁電解節(jié)能技術的理論基礎，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)，進而實現(xiàn)關鍵極節(jié)能技術是本論文研究的主要內容。論文運用小波包變換技術、自適應神經(jīng)模糊推理技術、數(shù)值仿真技術、軟測量技術、多神經(jīng)網(wǎng)絡技術、模糊C均值聚類技術、多數(shù)據(jù)庫技術、可視化技術與面向對象的集成化技術，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、方法進行了深入地研究，主要包括：鋁電解槽電壓波動信息元分析模型、動態(tài)槽況診斷系統(tǒng)、鋁液波動模型、實時非均一極距軟測量模型、極距和鋁液波動在線監(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)及應用等內容。在此基礎上，論文提出了關鍵極節(jié)能新技術，對與之相配套的新工藝進行了研究。 論文針對鋁電解槽槽電壓波動信號的動態(tài)特性，提出了基于小波包和自適應神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)的電壓波動信息元分析模型。得到五種槽況的電壓信號的特

3、征波譜，通過對電壓信號的小波包變換提取了信號的能量特征向量，并以此作為自適應神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)的樣本。在此基礎上，對動態(tài)槽況實時診斷系統(tǒng)的系統(tǒng)結構及特點、系統(tǒng)功能模塊及其應用實例進行了深入的研究和探討。 鋁液波動是鋁電解槽不穩(wěn)定的主要因素，論文通過對鋁液波動的數(shù)值模擬和試驗研究，提出了基于模糊C均值聚類和多神經(jīng)網(wǎng)絡的鋁電解槽實時非均一極距軟測量模型。通過對鋁液波動不穩(wěn)定性機理的論述，提出了一個基于“l(fā)evel Set”的鋁液界面跟

4、蹤技術，給出了系統(tǒng)的控制方程，仿真結果表明，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)值模擬結果，并對大量的樣本進行了模糊C均值聚類分析，利用多神經(jīng)網(wǎng)絡建立了鋁電解槽實時非均一極距軟測量模型。在此基礎上，對極距和鋁液波動的在線監(jiān)測系統(tǒng)的軟硬件組成及系統(tǒng)的應用進行了深入地研究，并提出了鋁液波動的三種原因。 論文以鋁電解槽非穩(wěn)態(tài)、非均

5、一模型為基礎，開發(fā)了一個將電壓波動信息元分析模型、實時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)，提出了面向對象技術的知識表示方法和知識庫模型，提出了基于目標驅動的模型庫集成技術，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)的運行結果進行了實測與總結，診斷結果與實際結果相符，成功地實現(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