铝电解槽的安全预警方法及安全预警系统与流程

本申请涉及电解铝技术领域，尤其涉及铝电解槽的安全预警方法及安全预警系统。

背景技术：

电解铝的生产过程是在电解槽内通过将氧化铝熔解在920℃～960℃熔融态电解质中，通过强大的直流电将炭阳极与氧化铝在两极上进行电解还原反应生成原铝液和co2气体的过程。由于电解铝工艺中的大电流、强磁场、高温、高腐蚀的电化学生产过程，电解槽安全一直是铝电解生产过程中需要关注的重点问题，尤其是电解槽漏槽问题属于非常重大的安全事故，缩短槽寿命并增加企业成本，甚至引发系列停电、系列停槽、着火、员工伤亡等企业大的生命财产损失。所以保证电解槽安全生产运行是电解企业的生产过程中最重要的工作。

为了防止电解槽的漏炉风险，企业现采取的措施就是安排测量人员对电解槽的槽底板温度、侧壁温度和钢棒温度定期进行单点测量，测温方式包括人工测温或开发智能测温装置实现自动测温。但目前在诊断铝电解槽是否存在漏炉风险时，仅从实测温度是否高于报警温度进行单方面的判断，此时漏炉风险以已经很高，无法在漏炉风险产生与发展的早期阶段提供及时的安全预警，导致设备维护滞后不能及时避免漏炉的发生，不利于铝电解槽的安全生产的同时也影响了铝电解工艺的正常生产节奏。

技术实现要素：

本发明提供了铝电解槽的安全预警方法及安全预警系统，以解决或者部分解决现有的铝电解槽缺乏完善的风险预警机制，不能及时的对电解槽存在的漏炉风险进行分析并提供早期预警的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种铝电解槽的安全预警方法，包括：

一种铝电解槽的安全预警方法，包括：

在铝电解槽上确定至少一类测温区域，在每类测温区域上分别确定两个以上的区位标识，并根据区位标识分别确定对应的标识区域；其中，测温区域包括炉底区域、侧壁区域、钢棒区域；

根据预设频率，分别对每类测温区域进行红外热成像拍照，获得包括对应标识区域的测温区域温度分布数据；

判断每类测温区域中的温度最高值是否超过对应测温区域的温度高限阈值；若温度最高值超过对应标识区域的温度高限阈值，从测温区域的全部位置点中确定所有温度超过对应测温区域的温度高限阈值的超温点，记录超温点的位置、所属标识区域、温度值并统计超温点的超温面积，输出安全报警信息；

判断每个标识区域在当前时刻的温度与当前时刻之前的预设时间段以内的温度相比，是否处于上升趋势且上升趋势的值是否超过上升阈值；若上升趋势的值超过上升阈值时，输出对应标识区域的安全预警信息；

判断每一阴极的两根钢棒之间的温度偏差是否超过钢棒温差阈值，若两根钢棒之间的温度偏差超过钢棒温差阈值，输出对应标识区域的安全预警信息；

判断每个标识区域与相邻标识区域之间的温度偏差是否超过标识区域温差阈值；若标识区域与相邻标识区域之间的温度偏差超过标识区域温差阈值，输出对应标识区域的安全提醒信息。

可选的，在每类测温区域上分别确定两个以上的区位标识，并根据区位标识分别确定对应的标识区域，具体包括：

对于炉底区域，在铝电解槽的y方向上，在槽底板阴极炭块的a面外部按1/4、a面内部按1/4、b面外部按1/4、b面内部按1/4为步长确定炉底区位标识；在铝电解槽的x方向上以阴极炭块为间隔，根据阴极组数编号，基于炉底区位标识确定炉底标识区域；

对于侧壁区域的侧壁a面和侧壁b面，在x方向上根据阴极组数编号、z方向上根据炭块区和熔体区确定侧壁区位标识和侧壁标识区域；其中，熔体区包括铝液区和电解质区。

对于钢棒区域，根据阴极组数和阴极钢棒编号，确定钢棒区位标识和钢棒标识区域。

进一步的，分别对每类测温区域进行红外热成像拍照，获得包括对应标识区域的测温区域温度分布数据，具体包括：

分别对每类测温区域拍摄1～n张红外温度图像，n为阴极组数；

分别将每类测温区域的全部红外温度图像进行汇总和去重，获得包括对应标识区域的每类测温区域的温度分布数据。

如上述的技术方案，根据电解槽的槽型、槽况、电流级别、电流参数和时间段，确定每类测温区域中的温度高限阈值和预设频率；其中，预设频率为巡检频率。

如上述的技术方案，温度高限阈值是与测温区域对应的点温度高限阈值；

从测温区域的全部位置点中确定所有温度超过对应测温区域的温度高限阈值的超温点，具体包括：

判断测温区域中各个位置点的温度是否超过位置点所属测温区域的点温度高限阈值；若是将位置点确认为超温点。

如上述的技术方案，温度高限阈值为温度高限阈值曲线，温度高限阈值曲线包括测温区域中各个标识区域的点温度高限阈值；

从测温区域的全部位置点中确定所有温度超过对应测温区域的温度高限阈值的超温点，具体包括：

判断测温区域中各个位置点的温度是否超过位置点所属标识区域的点温度高限阈值；若是将位置点确认为超温点。

可选的，点温度高限阈值或温度高限阈值曲线根据铝电解槽所在地的季节气温，按照冬、夏、春秋三个标准进行划分。

如上述的技术方案，判断每个标识区域在当前时刻的温度与当前时刻之前的预设时间段以内的温度相比，是否处于上升趋势且上升趋势的值是否超过上升阈值，具体包括：

确定每个标识区域的上升阈值；

判断每个标识区域在当前时刻的最高温度与当前时刻之前、预设时间段以内的最高温度相比，是否处于上升趋势，且上升趋势的值是否超过上升阈值；

若存在上升趋势的值超过上升阈值的标识区域，输出对应标识区域的安全预警信息。

如上述的技术方案，判断每个标识区域在当前时刻的温度与当前时刻之前的预设时间段以内的温度相比，是否处于上升趋势且上升趋势的值是否超过上升阈值，具体包括：

确定每个标识区域中各个位置点的点上升阈值；

判断每个标识区域中的各个位置点在当前时刻的温度与当前时刻之前、预设时间段以内的温度相比，是否处于上升趋势，且上升趋势的值是否超过对应位置点的点上升阈值；

若存在上升趋势的值超过对应的点上升阈值的位置点，输出位置点对应的标识区域的安全预警信息。

如上述的技术方案，温度高限阈值为温度高限阈值曲线，温度高限阈值曲线包括测温区域中各个标识区域的点温度高限阈值；

判断每个标识区域与相邻标识区域之间的温度偏差是否超过标识区域温差阈值，具体包括：

判断标识区域中各个位置点与相邻标识区域中各个位置点之间的温度偏差最大值是否超过标识区域温差阈值；其中，标识区域温差阈值是根据温度高限阈值曲线确定的标识区域与相邻标识区域之间的温差梯度。

如上述的技术方案，安全预警方法还包括：

当输出安全报警信息时，将铝电解槽的巡检频率从预设频率提高至每班一次至每两小时一次；

当输出安全预警信息或安全提醒信息时，将铝电解槽的巡检频率从预设频率提高至每天一次；

当出现铁硅含量升高时，将铝电解槽的巡检频率从预设频率提高至每天一次。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种安全预警方法，通过对铝电解槽的炉底区域、侧壁区域、钢棒区域中的至少一类测温区域进行区位标识，划分标识区域；接着通过红外热成像获得测温区域的温度分布数据；然后设计了四种预警机制：对于标识区域温度超限的情况，进行级别最高的漏炉风险报警，以提示漏炉风险已经出现需要马上处理；对于某标识区域的温度上升趋势超过上升阈值时的情况，进行第二级别的潜在漏炉风险预警，以及时排查可能演变为漏炉风险的潜在区域；同样的，根据阴极钢棒之间的温度偏差判断，也是为了尽早排查钢棒的潜在漏炉风险；对于相邻标识区域对比出现温度偏差异常的标识区域的情况，进行第三级别的安全提醒，通过尽早发现温度异常区域以防范漏炉风险于未然。通过针对上述四种温度异常状况对应进行报警、预警、提醒的三级预警机制的结合，建立了一套更加完善、细化的铝电解槽漏炉风险报警和早期风险预警方案，提前向生产人员提供铝电解槽槽周温度和漏炉预警，可根据报警、预警、提醒信息在漏炉风险出现或孕育漏炉风险的早期阶段及时介入诊断，有效的预防了漏炉事故的发生，确保了电解槽安全稳定生产。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的铝电解槽的安全预警方法的流程示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的确定铝电解槽炉底区的区位标识的示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的确定铝电解槽侧壁区的区位标识的示意图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本发明中用到的各种设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

为了同时实现铝电解槽漏炉的诊断和漏炉风险的早期预警分析，保障铝电解槽的安全运行，在一个可选的实施例中，如图1所示，提供了一种铝电解槽的安全预警方法，其整体思路如下：

s1：在铝电解槽上确定至少一类测温区域，在每类测温区域上分别确定两个以上的区位标识，并根据区位标识分别确定对应的标识区域；其中，测温区域包括炉底区域、侧壁区域、钢棒区域；

具体的，区位标识是对铝电解槽的测温区域进行区位划分的参照点。一种可选的区位标识确定方案如下：

对于炉底区域，在铝电解槽的y方向上，在槽底板阴极炭块的a面外部按1/4、a面内部按1/4、b面外部按1/4、b面内部按1/4为步长确定炉底区位标识；在铝电解槽的x方向上以阴极炭块为间隔，根据阴极组数编号，基于炉底区位标识确定炉底标识区域；

对于侧壁区域的侧壁a面和侧壁b面，在x方向上根据阴极组数编号、z方向上根据炭块区和熔体区确定侧壁区位标识和侧壁标识区域；其中，熔体区包括铝液区和电解质区。

对于钢棒区域，根据阴极组数和阴极钢棒编号，确定钢棒区位标识和钢棒标识区域。

s2：根据预设频率，分别对每类测温区域进行红外热成像拍照，获得包括对应标识区域的测温区域温度分布数据；

具体的，在红外热成像拍照时，可根据需要采用巡检机器人进行自动拍照或采用装在探臂上的红外摄像探头人工拍照，对于不同的测温区域可以根据拍照精度、可覆盖范围、测量空间限制以及电解槽大小确定拍照参数和拍照数量。预设频率是指温度采集频率，或正常巡检的频率，可根据实际需要确定巡检频率，如每周一次或每周两次，然后在定期的温度巡检时进行采集，也可根据需要其它时间段进行采集。

可选的，分别对每类测温区域进行红外热成像拍照，获得包括对应标识区域的测温区域温度分布数据，具体包括：

分别对每类测温区域拍摄1～n张红外温度图像，n为阴极组数；分别将每类测温区域的全部红外温度图像进行汇总和去重，获得包括对应标识区域的每类测温区域的温度分布数据。

在汇总红外温度图像时，对于每个测温区域，可根据区位标识对多张照片中的温度数据进行合并、去重，生成每个区域的红外照片并剔除被遮挡的部分位置(如钢梁对炉底的遮挡处)，然后得到炉底一张，侧壁分a、b面和烟道端、出铝端四张，钢棒分a、b面两张温度汇总图像，每张温度汇总图像记录着不同区位的各处温度分布信息。

通过将各测温区域的温度信息汇总后，可生成包含炉底、侧壁、钢棒的全电解槽温度分布数据。在获得了每个测温区域的温度分布数据后，即可进行如下的判断步骤：

s3：判断每类测温区域中的温度最高值是否超过对应测温区域的温度高限阈值；若温度最高值超过对应标识区域的温度高限阈值，从测温区域的全部位置点中确定所有温度超过对应测温区域的温度高限阈值的超温点，记录超温点的位置、所属标识区域、温度值并统计超温点的超温面积，输出安全报警信息；

具体的，首先根据温度分布数据，判断每类测温区域中的温度最高点/值是否超过温度高限阈值，若温度最高值超过了温度高限阈值，则开始检查其余全部位置点是否超过温度高限阈值；若温度最高值并没有超过温度高限阈值，则说明整体温度正常，不必再判断其它位置点的温度是否超限。

可选的，根据电解槽的槽型、槽况、电流级别、电流参数和时间段，确定每类测温区域中的温度高限阈值和预设频率；其中，预设频率为巡检频率。因此在此对温度高限阈值和预设频率(巡检频率)不进行具体限定，根据实际电解槽的工况确定。根据工艺需要，温度高限阈值可以是根据炉底、侧壁、钢棒每一类测温区域设定的一类测温区域对应的一个点温度高限阈值；也可以是每一类测温区域中与每个标识区域相关的温度高限阈值曲线，各自对应的判断方法如下：

可选的，温度高限阈值是与测温区域对应的点温度高限阈值；

从测温区域的全部位置点中确定所有温度超过对应测温区域的温度高限阈值的超温点，具体包括：

判断测温区域中各个位置点的温度是否超过位置点所属测温区域的点温度高限阈值；若是将位置点确认为超温点。

当温度高限阈值是一类测温区域中的温度高限阈值曲线时，可选的，温度高限阈值为温度高限阈值曲线，温度高限阈值曲线包括测温区域中各个标识区域的点温度高限阈值；

从测温区域的全部位置点中确定所有温度超过对应测温区域的温度高限阈值的超温点，具体包括：

判断测温区域中各个位置点的温度是否超过位置点所属标识区域的点温度高限阈值；若是将位置点确认为超温点。

即，当确定最高温度的位置点是超温位置点时，则将所有位置点的温度均进行对比；在对比时需要判断各个位置点所属的标识区域，然后从温度高限阈值曲线中确定出与标识区域对应的点温度高限阈值；记录出现超温点的标识区域信息以及超温位置点信息、超温位置点具体温度和超温点所占面积，基于上述信息进行安全报警提示。当出现超过温度高限阈值的超温位置点时，说明此时铝电解槽漏炉的风险较高或漏炉风险已经出现，应当发出安全警报信息。

可选的，点温度高限阈值或温度高限阈值曲线根据铝电解槽所在地的季节气温，按照冬、夏、春秋三个标准进行划分。可选的，冬季温度高限阈值标准、春秋季温度高限阈值标准、夏季温度高限阈值标准之间的差值依次提高5℃～20℃。在考虑了当地季节气温的变化动态调整温度高限阈值，能够提高铝电解槽漏炉安全报警的准确性。

与超温判断同步进行的还有温度趋势判断，即：

s4：判断每个标识区域在当前时刻的温度与当前时刻之前的预设时间段以内的温度相比，是否处于上升趋势且上升趋势的值是否超过上升阈值；若上升趋势的值超过上升阈值时，输出对应标识区域的安全预警信息；

在s4中判断的是标识区域的温度上升趋势，温度上升趋势超标对应的漏炉风险弱于温度值超过高限值，因此输出安全预警信息，提醒作业人员此时出现了潜在漏炉风险。

可选的，上升阈值的取值范围为5～10℃，例如，某一标识区域的温度与前三天采集的温度数据相比，存在上升趋势且上升温度超过5～10℃，则进行安全预警。

上升阈值既可以是一个标识区域对应一个最高值，也可以是不同标识区域设有对应的上升阈值：

当上升阈值是一个标识区域对应一个最高值时，可选的，判断每个标识区域在当前时刻的温度与当前时刻之前的预设时间段以内的温度相比，是否处于上升趋势且上升趋势的值是否超过上升阈值，具体包括：

确定每个标识区域的上升阈值；

判断每个标识区域在当前时刻的最高温度与当前时刻之前、预设时间段以内的最高温度相比，是否处于上升趋势，且上升趋势的值是否超过上升阈值；

若存在上升趋势的值超过上升阈值的标识区域，输出对应标识区域的安全预警信息。

在本方案中，用最高温度点代表一个标识区域的温度状态，然后判断标识区域在当前时刻以前的预设时间段以内，多次温度采样得到最高温度是否处于上升趋势且是否超过了上升阈值，若超过了则发出安全预警。

本方案是使用当前时刻采集的每个标识区域中的最高温度数据与之前几次采集的最高温度数据对比确定是否存在上升趋势，即向前追溯温度变化趋势是否是上升趋势，上升趋势表明当前标识区域中的温度正在逐步上升。实践表明，在每一次采集到新的温度数据后，均将其与之前数次采集的历史温度数据进行对比以计算变化趋势的方案，与其它温度趋势计算方案相比，能够更加准确地预测可能发生漏炉的潜在位置区域，从而在漏炉之前能够更早介入进行处理。

更为精确的一种方案是：判断每个标识区域在当前时刻的温度与当前时刻之前的预设时间段以内的温度相比，是否处于上升趋势且上升趋势的值是否超过上升阈值，具体包括：

确定每个标识区域中各个位置点的点上升阈值；

判断每个标识区域中的各个位置点在当前时刻的温度与当前时刻之前、预设时间段以内的温度相比，是否处于上升趋势，且上升趋势的值是否超过对应位置点的点上升阈值；

若存在上升趋势的值超过对应的点上升阈值的位置点，输出位置点对应的标识区域的安全预警信息。

即，每个位置点设置一个点上升阈值，并对所有位置点均进行温度上升趋势的判断，安全预警信息中细化到具体的位置点。此方法计算量较大，但判断结果可以细化至位置点，更为精确。

与s3、s4同步进行的还有每一阴极的两个钢棒之间的温度对比判断，即：

s5：判断每一阴极的两根钢棒之间的温度偏差是否超过钢棒温差阈值，若两根钢棒之间的温度偏差超过钢棒温差阈值，输出对应标识区域的安全预警信息；

钢棒温差判断是为了确定阴极钢棒处是否存在潜在漏炉风险，当两根钢棒之间的温度偏差较大时，发出表征钢棒区域温差异常的安全预警信息。

与s3～s5同步进行的还有相邻的标识区域的温度对比判断，即：

s6：判断每个标识区域与相邻标识区域之间的温度偏差是否超过标识区域温差阈值；若标识区域与相邻标识区域之间的温度偏差超过标识区域温差阈值，输出对应标识区域的安全提醒信息。

具体的，s6是将每一类测温区域中的每一个标识区域的温度与相邻标识区域的温度进行对比分析，判断某个标识区域温度是否存在明显差异，若有进行安全提醒。可选的，偏差阈值根据铝电解槽的具体工况确定，例如可以是超过相邻标识区域10～20℃以上。

一种相邻标识区域温差阈值判断的方法是：温度高限阈值为温度高限阈值曲线，温度高限阈值曲线包括测温区域中各个标识区域的点温度高限阈值；

判断每个标识区域与相邻标识区域之间的温度偏差是否超过标识区域温差阈值，具体包括：

判断标识区域中各个位置点与相邻标识区域中各个位置点之间的温度偏差最大值是否超过标识区域温差阈值；其中，标识区域温差阈值是根据温度高限阈值曲线确定的标识区域与相邻标识区域之间的温差梯度。

即，本方法中的温差梯度是根据温度高限阈值曲线确定的标识区域之间的点温度高限阈值之间的差值，判断的逻辑是相邻标识区域的位置点之间的最大温度偏差是否超过了对应标识区域之间的温差梯度，若超过则说明对应的标识区域存在可能的漏炉风险，应当进行安全提醒。

之所以通过对比找出温差异常的标识区域，是因为实践发现即使该标识区域的所有位置的温度在温度高限阈值以内，且在之前几次温度采集时也没有发现存在上升阈值，但其却存在温度明显超过周围区域的情况；若某位置的温度与相邻区域相比出现了明显差异，则说明该标识区域正处于铝电解槽结构损伤的早期阶段。生产跟踪表明，若某位置温度明显高于相邻位置，且不进行处理，则在未来一段时间里该位置有可能演变为漏炉风险区域，因此对明显超过相邻温度的标识区域，或者两个标识区域之间的温差超过了温度高限阈值曲线中确定的标识区域之间的温差梯度的情况进行安全提醒，能够良好的防范漏炉于未然。

根据上述的判断结果，可根据不同类型的电解槽设定不同的巡检频率，但当出现温度异常时需要根据安全报警类型的不同进行差异化的调整，可选的，安全预警方法还包括：

当输出安全报警信息时，将铝电解槽的巡检频率从预设频率提高至每班一次至每两小时一次；

当输出安全预警信息或安全提醒信息时，将铝电解槽的巡检频率从预设频率提高至每天一次；

当出现铁硅含量升高时，将铝电解槽的巡检频率从预设频率提高至每天一次。

例如，温度正常的铝电解槽的巡检频率可以是每周一次，即温度数据采集的预设频率为每周一次；当出现安全报警信息时，巡检频率从每周一次提高至每班一次至每两小时一次；若出现安全预警，则巡检频率从每周一次提高至每天一次。

本实施例提供了一种安全预警方法，通过对铝电解槽的炉底区域、侧壁区域、钢棒区域中的至少一类测温区域进行区位标识，划分标识区域；接着通过红外热成像获得测温区域的温度分布数据；然后设计了针对如下几种情况进行相应预警的机制：

对于标识区域温度超限的情况，进行级别最高的漏炉风险报警，以提示漏炉风险已经出现需要马上处理；其中，标识区域温度超限包含两种状况：位置点温度是否超过所述测温区域的点温度高限阈值；或者位置点温度是否超过与标识区域相关的温度高限阈值曲线；

对于某标识区域的温度上升趋势超过上升阈值时的情况，进行第二级别的潜在漏炉风险预警，以及时排查可能演变为漏炉风险的潜在区域；同样的，根据阴极钢棒之间的温度偏差判断，也是为了尽早排查钢棒的潜在漏炉风险；

对于相邻标识区域对比出现温度偏差异常的标识区域的情况，进行第三级别的安全提醒，通过尽早发现温度异常区域以防范漏炉风险于未然。

通过针对上述五种温度异常状况对应进行报警、预警、提醒的三级预警机制的结合，建立了一套更加完善、细化的铝电解槽漏炉风险报警和早期风险预警方案，提前向生产人员提供铝电解槽槽周温度和漏炉预警，可根据报警、预警、提醒信息在漏炉风险出现或孕育漏炉风险的早期阶段及时介入诊断，有效的预防了漏炉事故的发生，确保了电解槽安全稳定生产。

接下来结合具体的实施数据，对上述方案进行详细的说明：

实施例1：

(1)电解槽的炉底、侧壁及钢棒位置进行区位标识(如图2～图3所示)

对于槽底板，在电解槽的y方向根据阴极炭块分为炭块a面外部(1/4)、a面内部(1/4)、b面外部(1/4)、b面内部(1/4)，在电解槽的x方向以阴极炭块为间隔分区，按阴极组数编号，对于阴极钢棒按阴极组数及钢棒编号进行区位标识；

对于侧壁ab面在x方向按钢棒号、z方向首先分炭块区和熔体区，熔体区再分铝液区和电解质

对于钢棒区，按a1-1、a1-2、a2-1、a2-2、...an-1，bn-2，b1-1、b1-2、b2-1、b2-2、...bn-1，bn-2进行区位标识，n＝电解槽阴极组数，a指电解槽进电侧，b指电解槽出电侧，侧壁以a1阴、a1铝、a1熔...an阴、an铝、an熔；b1阴、b1铝、b1熔...bn阴、bn铝、bn熔标识侧壁的阴极区、铝液区、电解质区，炉底板以a1内、a1外、b1内、b1外...an内、an外、bn内、bn外。

(2)红外热成像拍照和汇总

采用巡检小车分别对电解槽的炉底、侧壁、钢棒进行红外热成像拍照，对于三类测温区域可以根据拍照精度、可覆盖范围、测量空间限制以及电解槽大小，每个测温区拍1到n张红外照片，n等于阴极数量；

将电解槽炉底、侧壁、钢棒部位温度信息分别汇总，生成包括炉底、侧壁、钢棒的电解槽下部的全槽温度分布信息。将炉底、侧壁、钢棒三类测温区域的红外照片分别根据区位标识合并去重生成每个区域的红外照片并剔除被遮挡的部分位置，如钢梁对炉底的遮挡处，炉底一张，侧壁分a、b面和烟道端、出铝端四张，钢棒分a、b面两张，每张照片包记录着不同区位的各处温度信息。

(3)铝电解槽温度高限报警

筛选出炉底板温度、侧壁温度、钢棒温度三类测温区域中每一类区域温度中的最高点，判断是否超过电解槽本测温区的温度报警高限阈值，如炉底板温度超过150℃，钢棒温度超过300℃，侧壁熔体区温度超过350℃，若超过则对该区位所有温度点与对应的测温区域的点温度高限阈值进行比对并记录所在区位及超温点位置、温度和面积，进行安全报警提示，温度报警高限阈值根据本企业的电解槽的炉帮厚度及企业需要掌握的精度来设定，炉底板温度阈值根据当地气温设为冬、夏、春秋三种标准，如一般地区冬、春秋、夏季的标准分别相差10℃-20℃，冬季最低，夏季最高。

(4)铝电解槽温度上升趋势预警

将三类测温区中每一标识区域的温度与前3天采集的温度进行对比分析，判断是否有上升趋势并超过阈值，如上升温度超过5-10℃，若有进行安全预警，

(5)铝电解槽相邻标识区域温度异常提醒

将三类测温区中每一标识区域的温度与相邻标识区域温度进行对比分析判断是否该区位温度存在明显差异，若有(如超过10～20℃以上)进行安全提醒，

(6)确定巡检频率

根据电解槽状态和参数，不同类型的电解槽设定不同的巡检频率，正常槽每周一次，当出现铁硅含量连续5天升高或铁含量连续两次大于0.14％或发现温度点异常预警等特征之后，每天巡检一次，出现温度报警之后，每班巡检一次至每2小时巡检一次等，每次巡检时按照(1)～(5)的步骤的过程对电解槽进行红外成像机温度分析，对温度异常提前进行提醒、预警、报警，预防电解槽漏炉，有助于实现铝电解槽的安全生产。

实施例2：

(1)电解槽的炉底、侧壁及钢棒位置进行区位标识

对电解槽的炉底、侧壁及钢棒位置进行区位标识，对于槽底板，在电解槽的y方向根据阴极炭块分为炭块a面外部(1/4)、a面内部(1/4)、b面外部(1/4)、b面内部(1/4)，在电解槽的x方向以阴极炭块为间隔分区，按阴极组数编号，对于阴极钢棒按阴极组数及钢棒编号区位标识，对于侧壁ab面在x方向按钢棒号、z方向首先分炭块区和熔体区，熔体区再分铝液区和电解质。钢棒区按a1-1、a1-2、a2-1、a2-2、...an-1，an-2，b1-1、b1-2、b2-1、b2-2、...bn-1，bn-2进行区位标识，n＝电解槽阴极组数，a指电解槽进电侧，b指电解槽出电侧，侧壁以a1阴、a1铝、a1熔...an阴、an铝、an熔,b1阴、b1铝、b1熔...bn阴、bn铝、bn熔标识侧壁的阴极区、铝液区、电解质区，炉底板以a1内、a1外、b1内、b1外...an内、an外、bn内、bn外

(2)红外热成像拍照和汇总

采用拍摄杆的方式分别对电解槽的炉底、侧壁、钢棒进行红外热成像拍照，对于三类测温区可以根据拍照精度、可覆盖范围、测量空间限制以及电解槽大小，每个测温区拍1到n张红外照片，n等于阴极数量。将电解槽炉底、侧壁、钢棒部位温度信息分别汇总，生成包括炉底、侧壁、钢棒的电解槽下部的全槽温度分布信息。将炉底、侧壁、钢棒三类测温区的红外照片分别根据区位标识合并去重生成每个区域的红外照片并剔除被遮挡的部分位置，如钢梁对炉底的遮挡处，炉底一张，侧壁分a、b面和烟道端、出铝端四张，钢棒分a、b面两张，每张照片包记录着不同区位的各处温度信息。

(3)铝电解槽温度高限报警

筛选出炉底板温度、侧壁温度、钢棒温度三类测温区中每一类区域温度中的最高点，判断是否超过电解槽本测温区的温度报警高限阈值，如炉底板温度超过100℃，钢棒温度超过250℃，侧壁熔体区温度超过300℃，若超过则对该区位所有温度点与温度高限阈值进行比对并记录所在区位及超温点位置、温度和面积，进行安全报警提示，本实施例中的温度高限阈值是根据不同位置：炉底、侧壁、钢棒每一类测温区域中与不同标识区域位置相关的最高温报警限值曲线，如从中心至端部温差10℃，若超过则对该区位所有温度点进行比对并记录所在区位及超温点位置、温度和面积，进行报警提示。温度报警高限阈值和阈值曲线根据本企业的电解槽的炉帮厚度及企业需要掌握的精度来设定，炉底板温度阈值根据当地气温设为冬、夏、春秋三种标准，如一般地区冬、春秋、夏季的标准差值5℃-10℃。

(4)铝电解槽温度上升趋势预警

将三类测温区中每一标识区域的温度与前5天温度进行对比分析判断是否有上升趋势并超过阈值，若5天连续上升或总体趋势上升超过3-5℃，进行安全预警。

(5)阴极钢棒之间的温度差异预警

测得铝电解槽底部的阴极两钢棒之间的温度差值超过3-10℃，进行阴极钢棒的安全预警。

(6)铝电解槽相邻标识区域温度异常提醒

将三类测温区中每一标识区域的温度与相邻区位温度进行对比分析判断是否存在超过3-5℃的明显差异，若有进行安全提醒。

(7)确定巡检频率

根据电解槽状态和参数，不同类型的电解槽设定不同的巡检频率，正常槽每周一次，当出现铁硅含量连续5天升高或连续两周铁含量大于0.12％或发现温度点异常预警等特征之后，每天巡检一次，出现温度报警之后，每班巡检一次至每2小时巡检一次等，每次按照(1)～(5)的步骤的过程对电解槽进行红外成像机温度分析，对温度异常提前进行提醒、预警、报警，预防电解槽漏炉，有助于实现铝电解槽的安全生产。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明提供了一种安全预警方法，通过对铝电解槽的炉底区域、侧壁区域、钢棒区域中的至少一类测温区域进行区位标识，划分标识区域；接着通过红外热成像获得测温区域的温度分布数据；然后设计了四种预警机制：对于标识区域温度超限的情况，进行级别最高的漏炉风险报警，以提示漏炉风险已经出现需要马上处理；对于某标识区域的温度上升趋势超过上升阈值时的情况，进行第二级别的潜在漏炉风险预警，以及时排查可能演变为漏炉风险的潜在区域；同样的，根据阴极钢棒之间的温度偏差判断，也是为了尽早排查钢棒的潜在漏炉风险；对于相邻标识区域对比出现温度偏差异常的标识区域的情况，进行第三级别的安全提醒，通过尽早发现温度异常区域以防范漏炉风险于未然。通过针对上述四种温度异常状况对应进行报警、预警、提醒的三级预警机制的结合，建立了一套完善的铝电解槽漏炉风险报警和早期风险预警方案，提前向生产人员提供铝电解槽槽周温度和漏炉预警，可根据报警、预警、提醒信息在漏炉风险出现或孕育漏炉风险的早期阶段及时介入诊断，有效的预防了漏炉事故的发生，确保了电解槽安全稳定生产。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。