[发明专利]一种铜电解过程分阶段能效分析方法与优化方法

权利要求书

1.一种铜电解过程分阶段能效分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)、控制系统自动识别电解槽在一个阳极周期中的各工作阶段，依次包括第一阴极周期P1、第一出铜期S1、第二阴极周期P2和第二出铜期S2，并记录相应各工作阶段的时长t_j；

2)、自动计量各工作阶段电解液温度均值净液流量均值电流强度均值直流电耗E_j、净液消耗量C_j、蒸汽消耗量V_j；

3)、在完成上述数据采集和处理任务后，按下式计算各工作阶段的综合能耗：

Q_j＝E_j·η_e+C_j·η_F+V_j·η_V，

其中，η_e为电能的折标煤系数，η_F、η_V分别为净液和蒸汽的折标煤系数，Q_j为各工作阶段的综合能耗；

4)、分别称量第一阴极周期P1和第二阴极周期P2的阴极铜产量，分别记为W1、W2；

5)、将上述称量得到的阴极铜产量W1和W2输入计算机，控制系统自动计算第一阴极周期P1的单位产品综合能耗q_p1、第二阴极周期P2的单位产品综合能耗q_p2以及整个阳极周期的单位产品综合能耗q_w，计算公式如下：

其中，j为各工作阶段的标识，可取P1、S1、P2和S2；

所述步骤1)中各工作阶段的识别方法为利用电压表实时监测电解槽电压e，以0.5～1分钟的周期Δt采集槽电压值并利用下式计算第i个采样时刻电解槽电压e的变化速率e′(i)；

根据电解槽电压e与槽电压变化速率e′(i)的监测值判断下一时刻点电解槽应处的工作阶段：

(i)当前工作阶段为S2或S1时，若连续两个采样点满足条件：

4.5V≤e≤7.5Ve′≤0.01V/min，

则将当前时刻点工作阶段相应切换为P1或P2，否则，保持当前工作阶段不变；

(ii)当前工作阶段为P1或P2时，若连续两个采样点不满足上述条件(i)，则将当前时刻点工作阶段相应切换为S1或S2，否则，保持当前工作阶段不变。

2.根据权利要求1所述的能效分析方法，其特征在于，所述步骤5)以后还包括如下步骤：

6)、将阳极周期对应的控制量和t_j、阴极铜产量W1和W2、以及能效指标E_j、C_j、V_j、Q_j、q_j以数据行的形式存入数据库中；

7)、当历史数据积累到一定规模后，抽取历史数据运用支持向量机的方法分别建立两个阴极周期控制量和t_j与单位产品综合能耗q_j的关系模型。

3.根据权利要求1所述的能效分析方法，其特征在于，所述步骤2)中各变量的计量方法为：

(i)利用温度传感器、流量计、电流表分别实时监测电解液温度T、净液流量c、电流强度I，分别采集和存储三个变量的监测值，并在各工作阶段终止时刻分别计算三个变量的均值

(ii)各工作阶段直流电耗E，在安装电度表的情况下，可以通过分别采集各工作阶段起止时刻电度表的累计电量，并计算其差值获取；在未安装电度表的情况下，根据电解槽电压e和电流强度I的采样值按下式计算：

E＝Δt∑e(i)·I(i)。