Назад

Белолипецкий В.М.   Пискажова Т.В.  

Математическое моделирование процесса электролитического получения алюминия для решения задач управления технологией

Докладчик: Белолипецкий В.М.

     Эксплуатация современных мощных электролизеров, модификация существующего производства и внедрение новых технологий предполагает улучшение качества управления процессом получения алюминия. Процесс не является полностью автоматизированным. Этому препятствует затрудненность или невозможность измерений большинства параметров работы алюминиевого электролизера, а также недостаточное понимание протекающих в аппарате физико-химических процессов. Поэтому перспективным направлением является разработка новых алгоритмов управления, построенных на понимании и моделировании этого сложного технологического процесса. Это дает возможность автоматизировать отдельные контуры управления и оказывать поддержку технологу при принятии решений.
      Традиционно в алгоритмах управления электролизом использовались статистические зависимости между параметрами. Коэффициенты таких зависимостей требуют постоянной настройки, так как зависят не только от конструкции, но и от срока службы электролизера, теплового состояния аппарата. Поэтому алгоритмы управления, построенные на статистических зависимостях между переменными, не получили широкого распространения на производстве.
      Для качественного и оптимального управления технологией необходимо использование комплексной динамической математической модели процесса электролиза, адекватно описывающей тепло- и массообмен в электролизере, изменения электробаланса, гидродинамику расплавов.
      В докладе представлена тепловая модель электролизера, являющаяся ядром комплексной модели процесса элктролитического получения алюминия. Для описания динамики средних температур металла, электролита, слоев футеровки и анода используются нульмерные (точечные) модели. Потоки тепла через границы исследуемых областей определяются по одномерным приближениям с учетом фазовых переходов. Получена формула для определения изменения толщины настыли. Рассмотрены вопросы идентификация тепловой динамической модели электролизера и моделирование некоторые технологических событий.
      Предложена математическая модель нагрева и растворения глинозема при поступлении его через систему автоматической подачи (АПГ) с учетом свойств сырья. Представлена имитация смены глинозема и влияние этого события на работу системы АПГ и параметры электролиза.
      На основе построенной тепловой модели электролизера разработано алгоритмическое и программное обеспечение для управления химическим составом электролита, которое внедрено и успешно используется на заводах алюминиевой компании РУСАЛ. Этот новый метод управления позволил улучшить качество управления и экономить сырье.

Файл с полным текстом: Белолипецкий.pdf


К списку докладов