本发明涉及一种利用阳极导杆等距压降预测阳 极效应的方法， 尤 其涉及利用电解槽阳极导杆等距压降数据对预 焙阳极铝电解槽即将发 生阳极效应的个别阳极进行预测。

背景技术

电解槽传统的阳极效应预报方法是根据电解槽 整体的电压信号进 行分析处理， 根据整体槽电压的信号大小来预测电解槽阳极 效应的情 况。 但在实际生产中， 阳极效应的发生首先往往于个别阳极上， 近年 来随着电解槽尺寸不断变大， 传统阳极效应预测方法的缺点不断暴露 出来。 原有通过整体槽电压来预测阳极效应的方法只 能判定整槽即将 发生阳极效应， 无法确定即将发生阳极效应的具体区域， 抑制阳极效 应的发生所采用的方法也只能是全部下料口同 时进行大下料， 该下料 方式会改变氧化铝在电解质中的浓度， 使其在空间分布上不均匀， 增 加氧化铝消耗量。 这种不考虑具体阳极差异的传统阳极效应预报 方法 已经不能适应对新型电解槽进行精细化操作的 要求， 也不符合现在社 会对降低铝电解过程能源消耗的目标。 新的能精确定位的阳极效应预 报方法对进一步提高铝电解槽的技术经济指标 十分重要。

发明内容

为了解决上述技术问题本发明提供一种利用阳 极导杆等距压降预 测阳极效应的方法， 目的是能精确定位对即将发生阳极效应的个别 阳 极， 定位即将发生阳极效应的区域， 以满足对电解槽进行精细化操作 的要求。 法， 包括下述步骤： 在预焙阳极电解槽^各阳极导杆上安装阳极导� � 等距压降信号传感器， 阳极导杆等距压降信号传感器将采集到的阳极 导杆等距压降信号输送到前端数据分析器； 前端数据分析器对阳极导 杆等距压降数据进行分析处理， 预报出即将发生阳极效应的阳极， 将 预测结果送至电解槽槽控机中。 括： 对阳极导杆等距压降数据的预处理， 对处理后的阳极导杆等距压 降数据进行低通滤波， 将得到的低通滤波数据分别进行高频针震处理 、 斜率处理和累计斜率处理， 高频针震处理、 斜率处理和累计斜率处理 后的

杆， 截取时间长度为 ί的阳极导杆等距压降原始数据进行数据预处� ��； 处理方法采用如下平滑公式进行， 实现将信号中的异常针振去除， 公 式如 ：

y _M =― (2^,- ₂ - 8 —， + 12 . + 27 ₊₁ + 2y ₁₊₂ ) y, ₊ 2 = - 6 + 4y _M + 69y _i+2 )

其中 是^的光滑值， ^为原始数据采集值， 数据的开始两点和最 后两点分别只用上述公式组中的第一， 第二和第四， 第五两式进行计 算。

所述的对处理后的阳极导杆等距压降数据进行 低通滤波是指采用 巴特沃斯双线性滤波， 滤波频率上限默认值为 l/600Hz。

所述的将得到的低通滤波数据分别进行高频针 震处理是指将时间 长度 t均分为 5 等份， 按下式计算每个周期 内的阳极导杵等距压降针 震强度， 公式如下： shake^ ^^—^— ^FW— T^— ;

然后按下式对各时 间 周 期上 的针震强度进行平滑处 理； Shake' (k) = 0.75 * Shake(k - 1) + 0.25 * Shake(k) ' 其中 k = { 1，2,3，4，5}； 则 在当前预测周期,内的针震强度为 _max0%ayte ' _w )； 其中^ ^， ^„为在每个 均分时间段内原始阳极导杆的等距压降的最大 值与最小值， F为在每 个均分时间段内经过低通滤波的阳极导杆等距 压降。 距压降斜率为预测周期 t时间段内经过低通滤波后的阳极导杆等距压 降的平均变化速率； 同样将时间长度 t均分为 5 等份， 则周期 t内阳极 各阳极导杆等距压降的斜率计算公式为：

Slope(t) = (VF(k— 1)一 VF{k— 3) + 2(VF(k)― VF{k - 4)))/ 5。

所述的将得到的低通滤波数据分别进行累计斜 率处理是指通过下 述公式进行计算：

Lslope(t) = (7 / 8) * Lslope(t— 1) + 2 * Slope{t) 13

Lslope(0) = Slope(0) °

所述的高频针震处理、 斜率处理和累计斜率处理后的数据再经过 阳极效应判别处理是指对斜率， 累计斜率与高频针震设置阈值， 如果 阳极导杆等距压降累积斜率连续若干周期持续 下降、 阳极导杆等距压 降本周期斜率大幅下降或阳极导杆等距压降高 频针振大幅增加， 则判 定即将发生阳极效应。

本发明的优点效果： 本发明能对电解槽的各单个阳极的阳极效应 情况有针对性的预测， 对出现异常的阳极能进行有效的监控， 实现电 解槽的精细化操作， 有利于稳定电解槽运行， 达到节能降耗， 提高电 流效率的效果。

昇体实施方式

本发明利用阳极导杆等距压降预测阳极效应的 方法， 包括下述步 骤： 在预焙阳极电解槽的各阳极导杆上安装阳极导 杆等距压降信号传 感器，：阳极导杆等距压降信号传感器将采集 到的阳极导杆等距压降信 号输送到前端数据分析器； 前端数据分析器对阳极导杆等距压降数据 进行分析处理， 预报出即将发生阳极效应的阳极， 将预测结果送至电 解槽槽，机中 ^ , ^ 、 阳极导杆等距压降数据的预处理， 对处理后的阳极导杆等距压降数据 进行低通滤波， 将得到的低通滤波数据分别进行高频针震处理 、 斜率 处理和累计斜率处理， 高频针震处理、 斜率处理和累计斜率处理后的 数据再经过阳极效应判别处理。

对阳极导杆等距压降数据的预处理是对电解槽 每个阳极导杆， 截 取时间长度为 t的阳极导杆等距压降原始数据进行数据预处� �； 处理方 法采用如下平滑公式进行， 实现将信号中的异常针振去除， 公式如下： y,-i =— (69^_ ₂ +4 — ₁ _6 +4y _M - y, ₊₂ ) — ¹ = ^( ² ；'— ^{2 + 27} ^ ^{+ 12} ^ — ⁸ ₊₁ +2 ₊₂ )

y, = (-3^ +12^, +17 , +\2y _M -3y _i+2 y _1+l 12 . +2Ty _M +2 ₊₂ ) y, ₊ 2 - 6 + +, + 69y _i+2 ) 其中 是 的光滑值， 为原始数据采集值， 数据的开始两点和最 后两点分别只用上述公式组中的第一， 第二和第四， 第五两式进行计 对处理后的阳极导杆等距压降数据进行低通滤 波是指采用巴特沃 斯双线性滤波， 滤波频率上限默认值为 l/600Hz。

将得到的低通滤波数据分别进行高频针震处理 是指将时间长度 t 均分为 5等份，按下式计算每个周期 t内的阳极导杆等距压降针震强度， 公式如下： _{shake w} = ― _Vmm -\VF _{k) - VF{k -1)|；

然后按下式对各时 间 周 期上的针震强度进行平滑处 理； Shake' (k) = 0.75 * Shake{k - 1) + 0.25 * Shake(k) ' 其中 k = {1,2,3,4,5}； 则在当前预测周期 t内的针震强度为 _max0%ateW ); 其中^ _min 为在每 个均分时间段内原始阳极导杆的等距压降的最 大值与最小值， 为在 每个均分时间段内经过低通滤波的阳极导杆等 距压降。

将得到的低通滤波数据分别进行斜率处理是指 阳极导杆等距压降 斜率为预测周期 t时间段内经过低通滤波后的阳极导杆等距压� �的平 均变化速率； 同样将时间长度 /均分为 5 等份， 则周期,内阳极各阳极 导杵等距压降的斜率计算公式为：

Slope(t) = (VF(k - 1) _ VF(k - 3) + 2(VF(k) - VF(k - 4)))/ 5

所述的将得到的低通滤波数据分别进行累计斜 率处理是指通过下 述公式进行计算：

Lslope(t) = (7 / 8) * Lslope(t - 1) + 2 * Slope(i) 13

Lslope(0) = Slope(0)

所述的高频针震处理、 斜率处理和累计斜率处理后的数据再经过 阳极效应判别处理是指对斜率， 累计斜率与高频针震设置阈值， 如果 阳极导杆等距压降累积斜率连续若干周期持续 下降、 阳极导杆等距压 降本^期斜率大幅下降或阳极导杆等距压降高� �针振大幅增加， 则判 定即将发生阳极效应。