Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при автоматическом регулировании алюминиевых электролизеров. Известен способ автоматического регулирования алюми1шевых электролизеров посредством изменения положения анода, включающий двут контурное регулирование, поддерживающее первым контуром положение анода, при котором сопротивление регулируемого участка, включая межполюсный зазор, остается в заданных пределах, а заданное значение сопротивления для первого контура по выбранному критерию оптимизации процесса электролиза при помощи второго контура путем щагового поиска 1 и 2 Недостатком известного способа являются относительно низкие технико-экономические показатели. Цель изобретения - поддержание максимума производительности электролизера и повы1цение его технико-экономических показателей. Поставленная цель достигается тем, что вычисляют изменение величины сопротивления электролизера путем суммирования приращений сопротивления при поднимании и опускании анода во время работы первого контура с прибавлением к полученной сумме текзтдего отклонегшя значения сопротивления от значения сопротивления, соответствующего максимуму производительности, определяемой активным методом, со знаком минус или плюс при сопротивлении меньшем или большем оптимального значения и при превышении изменением величины сопротивления электролизера значения, соответствующего изменению производительности, равной ее погрешности, включают второй контур регулироваьшя, причем величину сопротивления электролизера устанавливают соответствующей граьшчному значению температуры, достигаемому во время поиска максимума производительйости. Способ осуществляется следующим образом. Регастрирун) уменьшение производительности (выход по току) при возникновении утечек тока, связанных с замыканием анода на катодный металл. При этом поисковая система управления увеличивает значение оптимального сопротивления и назначает его таким, что ко; роткие замыкания исчезают, гак как при шаго вых поднятиях производительность электролизера у-величивается до тех пор, пока весь ток не пойдет только через электролит, т.е. на разложении глинозема. Это позволяет избежать расстройства технологического режима электролизера, связанного с короткими замыканиями, и повысить кратковременно (от нескольких часов до нескольких суток) выход по току на 10-20%, а в среднем на несколько процентов. При этом улучшается качество алюминия-сырца за счет уменьшения явлений местного перегрева металла, карбидообразования алюминия. Учитывают изменение скорости отклоне1шя технологического состояния электролизера от оптимального по скорости изменения сопротивления электролизера. При работе контура стабилизации сопротивления, т.е. при перемещении анода с целью приведения величины сопротивлеьшя электро;газера к оптимальному значению изменение сопротивления запоминается. Оно су мируется с текущим последующим отклонение сопротивления. Определяется велишна общего изменения сопротивления, и чем раньше величина изменения сопротивления. получе шая таким об разом, достигает некоторого заданного значения, тем быстрее включается в работу второй контур нахожд, (проверки) оптимального значения сопрртивлеьшя. Это позволяет, с одно стороны, не производить ;шшних поисков, а с другой - начать поиск раньше, когда состояние электролизера резко- нарушается. Уменьшение же числа поисков при сохранении экстремальности параметра и более быстрое отслеживание системой изменений состояния электро лизера позволяет значительно повысить выход по току (производительность). Кроме того, непосредственно утотывается изменение- температуры процесса электролиза, т.е. перед включением в работу второго контура управления производят измерение -температуры и прогнозирование ее в соответствии с перемещениями анода. Прогнозируемое значение температуры используют, с одной стороны, для вычисления значения производительности, соответствующей новому установившемуся техБОЛогаческому режиму при новом межполюсном расстоянии или сопротивлении электролизера, а с другой стороны - для ограничения управления по меж полюсному расстоянию (сопротивление) при выводе значе1шй прогнозируемой температуры за допустимые пределы. В случае выхода значений температуры на ограничетшя величину сопротивления, являющуюся заданием первому контуру регулирования, устанавливают в соответствии с граничной температурой. Прогнозирование температуры позволяет уменьшить время поиска наилучшего значения сЬпротивления с нескольких десятков до 4-6 ч, что позволяет оперативно реагировать на изменения технологического режима, например на возникновение явления замь1каний анода катодным алюминием, и таким образом увеличить производительность электролизера, улучшить качество алюминия-сырца. Введение же ограничения по температуре позволяет сохранить высокую технико-экономическую эффективность процесса путем повышения марки алюминия-сырца, пусть даже при несколько уменьшенной производительности, и предотвратить выход режима электрюлизера из технологически нормального. Пример. Автоматическое регулирование работой электролизера с верхним токоподводом серии С-8БМ осуществляют следующим образом. Измеряют ток серии, падение напряжения на электролизере и, задавая значение потенциала разложешгя Е 1,6В, по известной формуле R ВЫЧИСЛЯЮТ текующее значение сопротивления электролизера, которое затем сравнивают с оптимальным его значение-м, полученным в результате шагового поиска ранее. Регистрируют величину отклонения сопротивления со знаком - (+) если вычисленное сопротивление меньше (больше) оптимального значения. В случае отклонения вычисленного сопротивления от оптимального на велишну, превыниющую 0, по абсолютному значению, включают исполнительный механизм перемещения анода контура стабилизации, который приводит измеренное сопротавление к заданному (оптимальному) значению. При зтом фиксируют (запоминают) величину изменения сопротивления, эквивалентную перемещению анода, со знаком - (+), если анод поднимают (опускают), которую в дальнейшем прибавляют к текухцему значению отклонения сопротивления электролизера от оптимального. При новом срабатьгоании контура стабилизации (при превыще1 ии отклонением абсолютной величины, равной 0,4-10 Ом) к прежнему запомненному значению изменения сопротивления прибавляют с учетом знака изменение сопротивления, соответствующее новому результату работы контура стабилизации. Полученную cyMMapHjTo величину изменения сопротивления также запоминают и к ней снова прибавляют в дальнейшем текущее отклонение сопротивления электролизера от оптимального. При достижешш получаемой таким образом абсолютной ве.личины изменения сопротивления, равной или больше 0,840 Ом, измеряют производительность электролизера активным методом. Затем хромель-алюминиевой термопарой , измеряют температуру электролиза, которую . регистрируют вторичным прибором типа КСП. Таким образом, устаьив;гавают, что данным значениям температуры и сопротивления соответствует данная производительность электролизера. Включают в работу второй контур регулирования, т.е. перемещают анод вверх, изменяя сопротивление на величину 0,4 10 Ом и снов измеряют производительность. По графикам зависимости температуры от целичины сопротивления и производительности от температуры определяют величину изменения производительност как следствие изменения температуры при пере мепдении анода. Вычисляют значение производительности путем суммирования вновь измеренной производительности и величины ее изменения, определенной по графикам. Сравнивают вычисленную производительность с производительностью, измеренной до перемещения анода. Если вычисленная производительность сущес венно больще сравниваемой, то снова поднимаю анод на прежнюю величину, измеряют производительность, вычисляют ее значение аналогично тому, как это было сделано при первом щаге и сравнивают вычисленное значение с вычисленной производительностью, соответствующей первому шагу поиска. Шаговый поиск прекращают, если производительность, вычисленная после очередного щага будет меньше ее величины, полученной при пре дьщущем щаге поиска. В этом слзчае устанавливают задание на сопротивление контуру стабилизации равным сопротивлению, полученному при предыдущем шаге. Если же после первого шага поиска (после поднятия анода) оптимальных значений производительности и сопротивления производительность электролизера не увели чивается, а уменьшается, то анод опускают вни на величину, равную двум интервалам изменения сопротивления при стабилизащ и, т.е. на величину 0, Ом, опять определяют величину прираще1шя производительности и т.д., и поиск прекращают на тех же основаниях. Если во время шагового поиска температур становится равной граничным значениям 945° С и 985° С. то первому контуру регулирования устанавливают задание в виде сопротивления, отвечающего да1щой граничной температуре. Заданные пределы отклонения сопротивления (0,410 Ом, при превышении которого срабатывает контур стабилизации, и 0, при превышении которого включают в работу второй контур шагового поиска, устанавливают исходя из величины погрешности метода измерения критерия оптимальности (в нашем случа производительности). Чем больше погрешность измерения тем на большую величину следует поднимать (опускать) анод при шаговом поитке (следовательно, тем больше.будет и изменение сопротивления в межполюсном зазоре), чтобы почувствовать изменение величины критерия оптимальности, и тем больше долхша быть величина задаваемого изменения сопротивления. На чертеже приведена кривая, характеризующая режим экстремального поиска. Предположим, что в момент поиска максимального значения производительности, соответствующей данному технологическому состоянию электролизера, измеренная производительности составляет 34 кг/ч, а межполюсное сопротивление 15,15-10 Ом (точка Р,). Осуществляют первый шаг поиска - например, поднимают анод, увеличивая сопротивление на величину ARi 0, Ом. Допустим, сопротивление становится 15,5610 Ом, а вновь измеренная производительность - 37 кг/ч (точка Pj). Производительность после поднятия анода увеличивается на APi 3 кг/ч. Снова поднимают анод и измеряют межполюсное сопротивление и производительность (точка РЗ) и т.д. Если же после очередного поднятия анода измеренная про(Р 40,5 кг/ч, ,04изводительность Р 10 Ом) становится меньше, чем Р/7-у (Рр 16,), то поиск 41,5 кг/ч, прекращают и в качестве оптимальных (для данного технологического состояния электролизера) значений Р и R принимают их величины, зафиксированные во время предыду7цего шага поиска, т.е. значения и Р, которые в дальнейшем стабилизируют. Предлагаемый способ автоматического регулирования алюминиемых электролизеров позволяет сократить время поиска экстремума критерия оптимальности от 2-4 сут до 6-8 ч и улучшить техник о-экономические показатели процесса - увеличить выход по току не менее, чем на 1%. Форму л а изобретения Способ автоматического регулирования алюм}шиевых электролизеров путем изменения положения анода, включающий двухконтурное регулирование, поддерживающее первым контуром положе1ше анода, при котором сопротивление регулируемого участка, включая межполюсный зазор, остается в заданных пределах, а задашюе значение сопротивления для первого контура определяют по выбранному критерию оптимизации процесса электролиза при помощи второго контура путем шагового поноса, о тличающийся тем, что, с целью поддержания максимума производительности электролизера и повышения его технико-экономических показателей, вычисляют изменение величины
сопрюгивления электролизера путем суммирования приращений сопротивления при поднимании и опускании анода во время работы первого контура с прибавлением к полученной сумме текущего отклонения значения сопротивлега1я от значения сопротивления, соответствующего максимуму производительности, определяемой активным методом, со знаком плюс или минус при сопротивления меньшем или больщем оптимального значения, и при превышении изменением величины сопротивления электролизера значения, соответствующего изменению производительности, равной ее погреишости, включаю второй контур регулирования, причем величину сопротивления электролизера устанавливают соответствующей граничному значению температуры, достигаемому во время поиска максимальной производительности.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР № 554317, кл. С 25 D 21/12, 21.12.76.
2.Авторское свидетельство СССР № 173420, кл. С 22 D 3/12, 28.12.63.
t
