瓦楞纸机生产过程能耗优化及其控制系统的研究

摘要

考虑到国际能源短缺和环境恶化问题日益严重，瓦楞纸的生产作为高耗能产业所带来的能源和环境问题逐步受到人们的重视。单纯淘汰落后的瓦楞纸机并不是解决问题的最佳方案，对现有的瓦楞纸机进行优化改造才更为切实有效。纸机的生产过程本质上是一个脱水的过程。其中成形部、压榨部和干燥部是纸机的主要脱水单元，能耗占整个生产过程能耗的绝大部分。因此这三部分的能源消耗情况一直是国内外研究的热点，系统的分析并优化瓦楞纸机生产过程中的能耗，对提高瓦楞纸生产企业能效、降低成本有着重要意义。
　　本研究主要内容包括：⑴根据水环式真空泵的节能优化控制方案，设计出一套控制装置。该装置包括整体硬件设计和整体软件设计，同时增加上位机，便于控制系统的实现。通过实验实测数据和数据分析结果，证明当水环真空泵工作在一定的进水流量时，在保证真空度稳定的同时可以实现电能和水能的最大化节约，并提高水环式真空泵的工作效能。⑵分析影响压榨部脱水量的可控因素，并利用含水量检测装置检测第一道出压榨纸页的水分含量。通过检测结果的处理，将线压力和压榨速度与出压榨干度之间的关系绘制成折线图，并进行拟合得出关系式。最后将三者之间的关系绘制成曲面图，从曲面图中得出线压力和压榨速度的最优取值范围从而实现优化，对压榨部运行具有一定指导意义。⑶采用非线性规划法（Nonlinear programming，NLP），优化瓦楞纸机干燥部的总蒸汽和空气消耗量。根据干燥和热回收部分的质量和能量平衡关系，从指定模块中获得优化模型的等式约束和不等式约束。并设定优化模型的目标函数，利用MAT LAB软件对模型进行求解。使用该模型可以优化工艺参数，以达到提高能量效率和热回收性能的目的。

目录

1绪论

1.1课题研究目的及意义

1.2国内外研究现状

1.3本论文主要研究内容及章节安排

2瓦楞纸机工艺流程和设计原理

2.1瓦楞纸机工艺流程

2.2水环式真空泵基本原理

2.3压榨过程理论基础

2.4干燥过程基本理论

2.5本章小结

3瓦楞纸机真空过程优化设计

3.1节能控制总体方案

3.2硬件系统设计

3.3软件系统设计

3.4数值结果分析

3.5本章小结

4瓦楞纸机压榨过程干度优化

4.1影响脱水因素分析

4.2纸页水分检测

4.3检测结果分析

4.4各因素综合控制

4.5本章小结

5瓦楞纸机干燥过程参数优化

5.1各元素平衡

5.2优化方法和求解步骤

5.3建立优化模型

5.4测量参数和求解NLP模型

5.5优化结果分析

5.6本章小结

6总结与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

攻读学位期间参与的项目

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