一、 产品简介

       在国际金属电解领域，首创人工智能电解槽极板短路预警及检测方法，该方法采用人工智能技术替代现有人工监测，有效地杜绝阴阳极短路故障的发生，不仅节约大量电能，还能根除阳极板被烧毁的故障，并能节约大量人工，提高产品质量和生产效率，保障工人健康。

二、 产品功能

1、自动化程度高、定位准确

       在世界工业金属电解领域，首创预防电解极板短路开路的自动化工作模式，首先通过监测电压变化找到故障所在电解槽，再通过人工智能算法控制智能断流设备，通过智能开关的工作状况与电解槽极间电压之间的关系，排查将要短路的电解极板，进而精确定位电解槽中即将短路极板的位置，并自动断开此故障极板。

2、实时报警

       当电解短路预警监测系统发现电解极板即将短路时，将实时通过图像、视频、光、电等信号等方式进行报警，系统自动将故障极板所在电解槽编号和槽中具体位置发给现场相关工人和管理人员，通知工人尽快处理。

3、保护工人身体健康

       通过采用人工智能技术替代人工后，工人不必长时间在强酸气体的环境下排查短路电解极板，可在污染较轻的环境下等待报警通知，当报警发生时，只需要到现场更换故障极板即可，该系统优化了工人的工作模式，保障了工人的身体健康。

4、高效节能

       因系统采取预防极板短路的工作模式，完全杜绝了金属电解工艺中极板短路开路的故障，可节约大量电能。

5、提高生产效率和产品质量

       因极板短路后，整个电解槽的大部分电流将流向短路极板，影响电解槽中其它极板的正常工作，从而降低产量和产品质量，采用本技术后，智能开关会自动切断短路电解极板与其它极板的连接，在工人没有及时更换短路电解极板时，也不会影响同电解槽其他电解极板正常工作，将提高生产效益和产品质量。

三、 产品研制环境和应用背景

1、国际现有排除极板短路技术的不足：

1）、目前，电解厂最常见的排除阴阳极板短路的方式是通过工人手摸眼看，感知极板温度变化和电解液是否出现沸腾等，并结合工作经验来判断是否有短路或开路状况，然后逐一排除，这种检测除障方式速度慢、准确率低，而且工人需定时作业，劳动强度大，加之电解液的腐蚀性、毒害性对工人造成人体伤害，存在很大的健康隐患。

2）、通过仪器或安装电子系统测量极板温度来判断阴阳极板是否存在短路，由于极板短路是逐步形成，首先结瘤很小，短路电流不大，随着结瘤增大而电流随之上升，最终极板温度升高到可将铜板烧穿，因此，该方法有一定滞后性，且只能发现短路故障所在电解槽(每个电解槽有60对阴阳极板)，找到短路极板后该极板可能已经被烧穿，无法保护短路极板。

3） 、我国有部分厂商采用机器人来检测极板是否短路，因检测方式仍为模拟人工模式，且机器人成本高，一个电解车间配备机器人的数量有限，因此，该方式不能从根本上杜绝极板短路，实施效果不佳。

2、有色现状：

       众所周知，我国是世界有色金属冶炼大国，而有色金属冶炼属于高污染、高排放行业，据中国有色金属工业协会副会长贾明星在今年元月29日举办的新闻发布会上介绍，2020年我国十种有色金属产量首次突破6000万吨，达到6168万吨，而双碳承诺将直接推动我国有色金属冶炼企业实现低碳、节能和清洁化。

       目前，有色金属生产多采用湿法冶炼，该生产工艺中焙烧电解耗能耗电量很大，其中又以电解生产工艺的耗电占比最大，根据株洲冶炼集团锌电解厂生产资料显示，锌电解生产需要消耗电能3008度/吨，其耗电量占锌生产总用电量的70~80%，而电解时阴极和阳极短路造成的不必要的能源损耗达5%~10%。

       电解时产生阴极和阳极短路的原因是，电解可能因极板导电棒未放置好，或金属在析出过程中，某个凸起位置电解金属析出速度较快，阴极板上会长出粒子（即结瘤），结瘤过长，与阳极板接触，从而引起了阴阳极板短路，电解极板短路将会使极板间的电流急剧增加，并影响该极板所在电解槽其他电解极板的电解电流减小，导致电解效率降低、能耗增大，产量下降，成本增加，同时也会影响冶炼金属的纯度和质量，当然，如果出现开路问题，电解极板不能正常进行，也将影响生产。因此，怎么检测到阴阳极板短路开路，并及时排除，降低能耗和确保正常生产，成为金属冶炼企业急需攻克的技术难题，如能实现监测控制智能化，避免短路故障发生，将为我国采用电解生产工艺的厂商，每年节约几百亿度电能。

3、产品节能

       本成套技术属于国家极其重视的电子信息行业，通过采用人工智能技术促进金属、稀土和半金属冶炼生产过程节能减排、提高生产效益。

       全球各国政府都在出台政策应对气候变暖，以促进碳达峰和碳中和，电解极板短路预警监测系统可杜绝极板短路现象的发生，属于国际首创，若在全球范围使用，以锌为例，根据2019年全球精炼锌的产量可以计算，耗电为4789.4亿度电，而该项目能够节省5%~10%的电量损耗，则能节省239.47亿度~478.94亿度电，将受到世界各国政府和相关企业的青睐。

       我国对金属、稀土、半金属冶炼过程中的节能减排也高度重视，近年推出很多强制规定，如锌冶炼企业，含浸出渣火法处理的电锌锌锭工艺综合能耗须低于920千克标准煤/吨，阴极板面积为1.6m2及以下的电锌直流电耗应低于3000千瓦时/吨，阴极板面积为1.6m2以上的电锌直流电耗应低于3080千瓦时/吨。含锌二次资源企业，火法富集工序综合能耗须低于1200千克标准煤/吨金属锌，湿法锌冶炼工序电锌锌锭工艺综合能耗须低于900千克标准煤/吨等等。随着双碳目标期限的逼近，国家相关规定将越来越严格，不达标的生产企业将面临停产的风险。而金属电解短路预警监测系统能帮助企业达标，且提高企业的经济效益和社会效益，将成为相关企业的必选项目。

本项目不仅有很好的经济效益，为国家增加税收，改善就业，还能降低能源浪费、减少环境污染，促进我国经济可持续发展，为尽早实现碳达峰、碳中和作出重大贡献。