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铝电解多功能机组性能分析研究及优化

应用

摘要：铝电解多功能机组是大型预焙阳极铝电解生产的关键设备,承担着电

解槽打壳、捞渣、更换阳极、下料、抬母线、出铝、计量等作业任务，由于电解

作业是在高温、多粉尘、多腐蚀性气体、强磁场等极为恶劣的环境下进行，电解

铝企业一直以来努力拓展、改进多功能机组的的性能，提高多功能机组的高可靠

性、高运转率，最大限度地满足电解生产的需要，减轻操作工人劳动强度，提高

生产效率。本文介绍了我公司500KA电解多功能机组在性能拓展和性能改进两方

面，结合实际进行分析研究后的优化应用，通过性能优化，极大的提高了多功能

机组的效率。

关键词：铝电解多功能机组，拓展，改进，性能，分析研究，优化应用

1.

现状

1.1我公司500KA电解系列是沈阳铝镁设计研究院推出的新一代大型预焙阳

极电解槽型，是当时国内系列电流最大的铝电解生产系列，是第一个量产系列，

在很多方面都是全新的尝试。虽然多功能机组能完成电解槽打壳、捞渣、更换阳

极、下料、抬母线、出铝、计量等作业任务，但还存在阳极测高采用人工划线来

确认换级高度，人为操作因素过大；出铝仍然采用人工出铝，误差较大；驾驶室

触摸屏在设计之初仅对接近开关等开关量进行了检测，对于PLC系统故障及接触

器粘连都故障都没有做到有效的监控；没有装设智能绝缘在线监测系统等问题，

严重制约了电解系列的科学管理、高效平稳生产。

1.2多功能机组是电解生产的关键设备,多功能机组的正常平稳运行，直接

影响电解生产质量和效率。为了提高多功能机组的检修维护质量，提高运转率，

自2014年开始，我公司建立了多功能机组故障数据库，借助故障统计大数据分

析，其中主要存在以下问题：CPU程序频繁丢失，故障次数多；通讯故障高，且

故障不易查找处理，停机时间长；强磁场干扰造成PLC电源频繁烧毁、I/0模块

烧毁。由于功空压机控制采用传统的继电器控制，控制线路复杂，元器件多，造

成电气控制故障多，排查处理难度大。拖令系统滑车、清理铲升降易脱落。

1.

性能分析研究及优化应用：

1.

拓展优化

随着阳极测高、精准出铝等技术的日益成熟，为了提高多功能机组性能，更

好的满足生产需求，近几年来，组织工程技术人员，对多功能机组性能拓展方面

进行专项分析研究，并逐步进行以下几方面拓展优化。

1.

众所周知，多功能机组在更换阳极时新极在槽内安装的高度是否符合工艺要

求直接关系到电解槽的正常生产。我公司500KA系列投产之初采用人工划线来确

认换级高度，人为操作因素过大，一旦标位不准，过高或过低都会使阳极电流分

布不均匀，造成电解槽针振摆动，最终导致病槽，为了提高换极作业精度，降低

人为因素带来的生产波动，结合实际安装自动阳极测高装置。

在阳极测高换极作业流程中，系统应在电解铝车间多功能天车的配合下，测

量及定位机构测量并记录阳极的实时位置，自动计算新极装入位置值，同时系统

控制阳极扭拔夹具自动下降到该位置，核心控制单元由控制软件发出相应的操作

指令并显示阳极实时位置，利用自动化设备的高精准性，来避免人为误差的出现。

技术指标

适于阳极数量：双极；

测高传感方式：无接触激光束反射开关；

阳极测高精度：±3mm；最大测量行程：2900mm；

数据传输方式：有线/无线。

系统组成

整个系统由CPU、无接触激光束反射传感器（简称测头）、触摸屏、DP模块、

电动滑台、伺服控制系统、温控系统、编码器、中文大屏幕显示(选配)、遥控器

（选配）。

阳极测高系统与机组换极机构联控，阳极测高系统控制单元机箱输出4路开

关量干节点到小车PLC，控制天车2个扭拔的慢行、慢停限位；能够对行车阳极

升降机构控制单元发出停止下降信号，阳极停止下降信号输入到多功能机组配电

室PLC输入模块，PLC输出信号控制阳极停止下降。

阳极测高系统控制单元机箱另输出1路开关量信号到小车PLC，控制天车供

气，用于柜体降温。

阳极测高装置安装后，大大提高换极效率，提高精准率。划线误差不超过

2MM，保证了每一块阳极保持在同一水平面上，使阳极电流分布均匀，槽况平稳。

1.

500KA电解出铝系统原设计使用人工出铝。为能较大程度消除人工出铝带来

的出铝误差，同时为电解工艺管理人员提供了实时出铝