空压机群节能监控系统在电厂的应用

摘要

压缩空气作为自动化工业的主要动力能源,大概占据了工厂总能耗的10％。整个压缩空气系统耗电量的96%最终是通过空压机来消耗的,因此随着能源形势的严峻,空压机的节能越来越成为企业和研究人员的关注重点。
　　本文在了解螺杆空气压缩机的结构和运行原理的基础上,深入分析了影响空压机运行功率的影响因素,给出了等熵绝热压缩功率的计算公式和容积效率的计算方法。接着结合压缩功率和容积流量,建立了螺杆空压机群的能耗模型,并利用 MATLAB进行仿真,证明了卸载线最优值的存在,提出了基于空压机卸载频率的最优控制方法。
　　针对目前空压机群监控系统对空压机依次加卸载的问题,从节能的角度并考虑空压机的健康运行,提出一种基于加卸载队列的控制方法。对影响空压机运行效果的因素进行综合评价,得到加卸载队列,当压力发生变化时结合需求流量的估算,并根据压力变化预测趋势,达到提前控制,使系统能耗最小化。利用动态规划的方法,以一天为周期对空压机群进行运行调度,得到最优运行组合。
　　基于 LabWindows/CVI软件平台开发空压机群节能监控系统软件,将空压机运行参数、车间用气状况纳入监测管理范围,及时调度空压机运行以满足现场用气的需要,并保证设备的安全运行。在此基础上,本文结合山西漳山发电厂二期2×600MW工程供气中心空压机群控改造项目,充分验证了该系统了有效性,取得了良好的经济和社会效益。

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第1章 绪 论

1.1课题研究背景

1.2研究现状

1.3研究意义

1.4本文的主要工作

1.5本文的组织结构

第2章 空压机群建模与分析

2.1空压机理论工作过程

2.2空压机运行消耗功率

2.3容积流量的影响因素

2.4空压机群运行模型

2.5空压机群最优卸载压力

2.6本章小结

第三章 空压机群加卸载控制分析

3.1压差法求流量

3.2压力变化预测

3.3加卸载队列的生成

3.4控制方法

3.5本章小结

第四章 基于动态规划的机群组合

4.1空压机群优化组合及其数学模型

4.2动态规划法求解机群组合问题

4.3仿真分析

4.4本章小结

第五章 监控系统的应用

5.1系统功能规划

5.2系统架构

5.3LabWindows/CVI软件实现

5.4空压机通信单元的设计

第六章 结论

参考文献

致谢

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