Введение
1. Опыт эксплуатации электролизеров с ОА и современные подходы к изучению их энергетических состояний 8
1.1. Современное состояние технологии получения алюминия на электролизерах с обожженными анодами 8
1.2 Моделирование энергетического состояния действующих и проектируемых электролизеров 12
1.2.1 Значение исследований энергетического состояния электролизеров 12
1.2.2 Развитие численного моделирования энергетического состояния электролизера 14
1.3 Изучение структуры температур (рабочей, ликвидуса и перегрева) электролита 17
1.3.1 Значение структуры температур при расчете теплового потока от расплава к боковой поверхности кожуха электролизера 17
1.3.2 Обзор промышленного применения приборов для измерения температуры ликвидуса 19
1.3.3 Обзор распространенных уравнений эмпирического определения температуры ликвидус 20
1.4. Обзор способов, применяемых для управления энергетическим режимом электролизера 22
1.4.1. Способы управления энергетическим режимом электролизера 22
1.4.2 Концепция управления программы управления энергетическим режимом «9-ВОХ» 24
1.5 Направление исследований 27
2. Исследование энергетических характеристик электролизера ОА-300 методом численного моделирования 28
2.1 Методика построения численной модели электролизера с ОА 28
2.1.1 Постановка задачи 28
2.1.2. Методика построения численных моделей 31
2.1.3 Построение и параметризация трехмерной математической модели для расчета тепловых и электрических полей электролизера ОА-300 33
2.2 Методика расчета тепловых и электрических полей трехмерной модели электролизера ОА-300 37
2.2.1 Методика расчета электробаланса модели электролизера 37
2.2.2 Методика расчета энергобаланса модели электролизера 40
2.3 Результаты расчетов энергетического состояния электролизера ОА-300 при различной силе тока 44
2.3.1 Результаты расчетов энергетического состояния электролизеров ОА-300 при силе тока 300 и 330кА44
2.3.2 Результаты расчетов энергетического состояния электролизеров ОА на силу тока ЗЗОкА 50
2.4 Результаты расчетов энергетического состояния электролизера ОА-300 при силе тока 350кА 55
2.4.1 Результаты расчетов энергетического состояния электролизеров ОА на силу тока 350кА 55
2.5. Выводы по разделу 2 63
3. Исследование зависимости структуры температур электролизеров ОА-300 от влияния технологических факторов 65
3.1. Разработка методики проведения исследований по изучению структуры температур 65
3.1.1 Методика проведения исследований 65
3.1.2 Описание использованного оборудования для проведения исследований структуры температур 69
3.2. Исследование степени влияния на структуру температур алгоритма управления работой АПГ... 72
3.3. Исследование влияния изменения рабочего напряжения электролизера на структуру температур электролита 75
3.4. Изучение степени влияния анодного эффекта на тепловой режим электролизера 81
3.5 Изучение степени влияния операции «перестановка анодов» на тепловой режим электролизера 82
3.6 Изучение степени влияния операции «выливка металла» на тепловой режим электролизера 84
3.5 Выводы по разделу 3 85
4. Разработка метода управления и оптимизации энергетического режима электролизера ОА-300 87
4.1 Разработка эмпирической формулы расчета температуры ликвидуса 87
4.1.1 Анализ химического состава электролита опытных электролизеров 87
4.1.2 Проверка адекватности определения температуры ликвидуса за период испытаний на ОА-300 91
4.2 Разработка программы управления энергетическим режимом электролизера ОА-300 95
4.3 Влияние программы управления на форму рабочего пространства (ФРП) электролизера 99
4.4 Влияние программы управления на технико-экономические показатели электролизеров ОА-300 102
4.5 Выводы по разделу 4 104
Выводы 106
Список литературы 108
Приложение 1 120
Приложение2 121
