本文關鍵詞：基于變頻調速系統(tǒng)的冷卻塔風機優(yōu)化節(jié)能研究

  更多相關文章： 冷卻塔風機 變頻調速系統(tǒng) 熱力學 優(yōu)化節(jié)能

【摘要】：冷卻塔風機是石油化工行業(yè)中的重要的冷卻設備,也是循環(huán)水系統(tǒng)最主要的耗電設備之一,對其實施變頻運行是目前風機節(jié)能最為有效的措施。風機的變頻節(jié)能運行主要依據(jù)冷卻塔的工況換熱需求,以滿足生產需求的供水溫度,為了使冷卻塔風機變頻運行更加安全合理并進一步節(jié)能,因此對風機變頻調速系統(tǒng)的優(yōu)化節(jié)能研究有重要的現(xiàn)實意義。本課題在對冷卻塔換熱理論和風機變頻運行理論分析的基礎上,針對中國石化天津分公司烯烴部冷卻塔,設計并制造了風機變頻調速系統(tǒng),并對其變頻控制模式進行了優(yōu)化。其主要的研究成果如下：(1)研究變頻工作原理與風機運行理論,通過對電機變頻調速運行時機械與電氣性能的分析,和風機變速運行時各項參數(shù)的分析,最終對風機變頻調速運行的節(jié)能情況進行分析研究。(2)研究冷卻塔進行換熱的熱力學理論,尤其對塔內填料換熱特性進行分析,結合風機變頻運行理論,建立風機電機電源頻率與冷卻塔特征數(shù)(換熱能力)關系的數(shù)學模型,風機運行頻率值與冷卻塔換熱散熱能力的關系得到了對應。(3)根據(jù)建立風機電機電源頻率與冷卻塔特征數(shù)(換熱能力)關系的數(shù)學模型,提出并設計了優(yōu)化風機變頻調速系統(tǒng)的控制模式——特征數(shù)等差離散變頻模式,對此控制模式進行節(jié)能分析,并針對中石化天津分公司水務烯烴部冷卻塔風機,進行了變頻控制模式的優(yōu)化設計。(4)完成了變頻調速系統(tǒng)的設計與制造,包括對變頻器主回路與控制回路,PLC控制回路的電氣設計,通過PLC程序與外部電氣電路,實現(xiàn)了變頻調速系統(tǒng)對風機運行的閉環(huán)控制,通過力控組態(tài)軟件實現(xiàn)了上位機對風機節(jié)能控制的遠程操作和實時運行狀態(tài)的遠程監(jiān)控。本課題優(yōu)化設計后的冷卻塔風機變頻調速系統(tǒng)已在中國石化天津分公司烯烴部應用,有效地提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,節(jié)能效果顯著,具有良好的推廣價值和市場應用前景。
【關鍵詞】：冷卻塔風機 變頻調速系統(tǒng) 熱力學 優(yōu)化節(jié)能
【學位授予單位】：天津科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE965;TM921.51
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 前言10-16
• 1.1 課題來源10
• 1.2 課題背景與研究意義10-11
• 1.2.1 課題背景10-11
• 1.2.2 研究意義11
• 1.3 節(jié)能控制理論研究進展11-14
• 1.3.1 PID控制節(jié)能理論研究11-12
• 1.3.2 模糊控制節(jié)能理論研究12-14
• 1.4 本論文研究內容及論文結構14-16
• 2 冷卻塔風機變頻運行理論分析研究16-26
• 2.1 冷卻塔風機電機調速原理分析16-17
• 2.2 變頻調速原理研究17-20
• 2.2.1 變頻器的定義17
• 2.2.2 變頻器的工作原理分析17-19
• 2.2.3 變頻器的作用及其意義19-20
• 2.3 冷卻塔風機運行分析與研究20-23
• 2.3.1 冷卻塔風機運行特性20-21
• 2.3.2 冷卻塔風機相似定律21-23
• 2.4 冷卻塔風機變頻運行特性與節(jié)能研究23-24
• 2.4.1 冷卻塔風機負載轉矩特性23
• 2.4.2 冷卻塔風機變頻節(jié)能分析23-24
• 2.5 本章小結24-26
• 3 冷卻塔熱力學特性與風機運行的關系分析研究26-35
• 3.1 冷卻塔熱力與氣動理論分析26-31
• 3.1.1 冷卻塔內水的冷卻原理分析27-28
• 3.1.2 冷卻塔氣動特性理論分析28-31
• 3.2 填料換熱理論分析31-32
• 3.3 通風量與特征數(shù)的關系研究32-33
• 3.4 風機頻率與特征數(shù)的關系研究33-34
• 3.5 本章小結34-35
• 4 基于熱力學理論的變頻控制模式分析與設計35-43
• 4.1 特征數(shù)等差離散變頻模式分析與設計35-37
• 4.1.1 離散變頻模式概述35
• 4.1.2 離散頻率點計算方法35-36
• 4.1.3 離散變頻模式分析與研究36-37
• 4.2 特征數(shù)等差離散變頻節(jié)能分析37-39
• 4.2.1 變頻節(jié)能計算原理38
• 4.2.2 實際節(jié)能效果分析38-39
• 4.3 系統(tǒng)變頻模式優(yōu)化設計39-42
• 4.3.1 針對系統(tǒng)的離散變頻設計39-41
• 4.3.2 變頻調速系統(tǒng)控制流程41-42
• 4.4 本章小結42-43
• 5 冷卻塔風機變頻調速系統(tǒng)設計與實現(xiàn)43-68
• 5.1 冷卻塔風機變頻調速系統(tǒng)設計總體思路43-44
• 5.1.1 變頻調速系統(tǒng)設計要求43
• 5.1.2 變頻調速系統(tǒng)設計原理43
• 5.1.3 變頻調速系統(tǒng)自動控制43-44
• 5.1.4 變頻調速系統(tǒng)手動控制44
• 5.2 變頻設備電氣一次設計44-55
• 5.2.1 變頻調速執(zhí)行柜設計要求44-45
• 5.2.2 變頻器選型設計及其參數(shù)設定45-50
• 5.2.3 旁路系統(tǒng)設計50-51
• 5.2.4 變頻電氣柜設計51-53
• 5.2.5 變頻柜電氣一次設計53-55
• 5.3 變頻設備電氣二次設計55-58
• 5.3.1 系統(tǒng)手動/自動切換55-57
• 5.3.2 頻率調節(jié)57
• 5.3.3 報警聯(lián)鎖57-58
• 5.3.4 輔助回路設計58
• 5.4 PLC控制系統(tǒng)設計58-63
• 5.4.1 PLC原理簡介及選型58-59
• 5.4.2 系統(tǒng)控制電路設計59-61
• 5.4.3 系統(tǒng)軟件設計及通訊的實現(xiàn)61-63
• 5.5 變頻調速系統(tǒng)組態(tài)上位機設計與實現(xiàn)63-64
• 5.5.1 基于力控的監(jiān)控設計方案63
• 5.5.2 變頻調速系統(tǒng)的上位機實現(xiàn)63-64
• 5.6 變頻調速系統(tǒng)項目施工64-67
• 5.6.1 變頻調速系統(tǒng)電氣施工64-67
• 5.6.2 變頻調速系統(tǒng)儀表施工67
• 5.7 本章小結67-68
• 6 結論68-69
• 7 展望69-70
• 8 參考文獻70-75
• 9 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況75-76
• 10 致謝76

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