铝电解槽作为铝电解行业中最重要的生产设备,其运行状况的好坏直接影响着电解铝厂的生产效率和经济效益,但由于生产技术的限制,铝电解槽容易出现漏槽的情况,不仅给企业带来巨大的经济损失,还可能引发火灾、爆炸等严重事故,甚至会造成人员伤亡。目前铝电解行业在铝电解过程中还不能进行在线检测和控制电解槽的故障,只能在事故发生后进行停槽和修复,针对此类技术问题,本文提出了在线检测铝电解槽的运行状况,并通过现代技术进行电解槽的事故监测与控制。铝电解槽主要由阳极炭块、阴极炭块、槽壳、侧部炭块、槽膛、保温砖、防渗料和硅酸钙板等结构组成,达到正常生产阶段的一个重要标志是槽膛内壁上牢固地生长着一层电解质结壳,俗称槽膛,能够有效保护侧部内衬材料不被铝液和电解质所侵蚀,防止电解槽发生漏槽。槽帮作为槽膛最薄部分,其厚度的变化能够有效判断铝电解槽侧部是否发生漏槽,因此为了保障电解槽的正常生产,可对电解槽建立起槽帮的动态监测系统,实施在线监测铝电解槽发生的故障,当槽帮厚度到达临界值时进行预警,及时采取措施,消除铝电解槽的故障。本文就槽帮动态监测系统的构建进行了以下几个方面的研究,并得出相关研究结论:(1)本文针对铝电解车间强磁场、高氟化氢、多粉尘、高温等工作环境,分析研究了多种温度传感器检测数据的特性,最后采用光纤光栅传感器对槽壳表面的温度进行数据采集。该温度传感器属于波长调制型传感器,不受电解车间特有环境的干扰,能够准确采集到槽壳温度的数据,具有很高的可靠性。(2)本文采用ANSYS对铝电解槽进行建模仿真,详细分析了铝电解槽内温度场分布,结合铝电解生产工艺和电解槽内部结构,确定槽壳表面温度测量点的位置以及数量,该方法不仅能准确获知槽壳温度的变化情况,还能大大降低企业的资本输出。(3)本文在分析有线数据传输和无线数据传输的特性后,对槽壳温度数据传输采用现代物联网技术——ZigBee技术,该技术数据传输量大、响应速度快、可靠性高、抗电磁干扰能力强、防氟化氢腐蚀,有效避免了有线传输所面临的维护不便、电磁干扰、线路腐蚀等问题,提高了数据传输系统的准确性和可靠性。(4)本文以温度作为主要变量,改变过热度参数,研究槽帮厚度与对应位置槽壳温度的变化,找出二者之间的对应关系,再根据检测到的槽壳温度数据,实时映射出铝电解槽内的槽帮厚度,根据槽帮厚度与铝电解槽及漏槽的对应关系,从而判断出铝电解槽处于正常还是非正常工作状态。(5)本文在遵义铝业股份有限公司400KA系列铝电解车间进行实验方案的可行性论证,通过采用A型棒和便携式红外测温仪对铝电解槽进行槽帮厚度及对应位置槽壳温度的数据采集,比较实验和模拟仿真得到的两组数据,验证其结果的一致性,从而证明本文采用方案的正确性和可行性。