铝电解槽电热场计算精度与网格密度的关系

以某300 kA铝电解槽为实验对象,利用有限元商业软件ANSYS12.0建立其1/4槽电热模型,研究电热场计算精度与网格密度的关系.首先,通过在同一模型但不同网格划分策略下的计算结果和计算时间的实验比较,初步确定整体网格划分方案,再在模型局部区域进行网格疏密的探索研究.研究结果表明:对于铝电解槽电热场仿真精度而言,电流密度越大的区域受网格密度影响越大,应采用较细的网格;而电势梯度和温度梯度并非网格密度的决定性因素;最终确定所用算例模型的网格划分方案为:x和y方向单元尺寸均为30mm,z方向阳极钢爪与阳极炭块接触部分取40 mm,z方向其余部分取70 mm,此时,计算精度高且计算效率最高.     

320kA预焙铝电解槽电磁场分布计算与优化

利用ANSYS电磁场有限元法,建立了320 kA预焙铝电解槽三维电磁场有限元模型,计算了铝电解槽内的电场分布及磁场分布,计算结果与实测结果相吻合,验证了该模型的正确性.在此基础上提出了一种新型电解槽结构,并应用参数化设计语言(APDL)建立该结构的电磁场计算模型,以磁场为目标对该结构进行了整体优化.最终优化后电磁场分布表明:该结构铝电解槽能减小铝液层水平电流,磁场分布对称性好,有利于改善槽内铝液的流动状态,具备较大的节能潜力.     

基于分布式感知的铝电解智能识别系统及应用

传统铝电解过程人工干预较多,决策的随意性和不可靠性直接影响着电解槽的运行稳定性,进而对技术经济指标产生重大影响。为推进铝电解生产实现智能制造转型升级,采用新型分布式检测装置实现电解槽状态参数实时获取,并在此基础上结合两级智能识别方法,实现生产过程的精细化控制。研究结果表明：在实际投运过程中,上述技术使国内某铝电解厂350 kA系列阳极效应系数降低到0.006次/(槽·d),平均电流效率提高1.3%,每生产1 tAl节电338 kW·h,取得了显著的增效节能减排效果,可为铝电解槽数字孪生体的构建提供参考。