發(fā)布時(shí)間：2017-10-09 06:46

  本文關(guān)鍵詞：基于變頻調(diào)速系統(tǒng)的冷卻塔風(fēng)機(jī)優(yōu)化節(jié)能研究

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【摘要】：冷卻塔風(fēng)機(jī)是石油化工行業(yè)中的重要的冷卻設(shè)備,也是循環(huán)水系統(tǒng)最主要的耗電設(shè)備之一,對(duì)其實(shí)施變頻運(yùn)行是目前風(fēng)機(jī)節(jié)能最為有效的措施。風(fēng)機(jī)的變頻節(jié)能運(yùn)行主要依據(jù)冷卻塔的工況換熱需求,以滿足生產(chǎn)需求的供水溫度,為了使冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行更加安全合理并進(jìn)一步節(jié)能,因此對(duì)風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)化節(jié)能研究有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本課題在對(duì)冷卻塔換熱理論和風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行理論分析的基礎(chǔ)上,針對(duì)中國石化天津分公司烯烴部冷卻塔,設(shè)計(jì)并制造了風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng),并對(duì)其變頻控制模式進(jìn)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(fēng)機(jī)運(yùn)行理論,通過對(duì)電機(jī)變頻調(diào)速運(yùn)行時(shí)機(jī)械與電氣性能的分析,和風(fēng)機(jī)變速運(yùn)行時(shí)各項(xiàng)參數(shù)的分析,最終對(duì)風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速運(yùn)行的節(jié)能情況進(jìn)行分析研究。(2)研究冷卻塔進(jìn)行換熱的熱力學(xué)理論,尤其對(duì)塔內(nèi)填料換熱特性進(jìn)行分析,結(jié)合風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行理論,建立風(fēng)機(jī)電機(jī)電源頻率與冷卻塔特征數(shù)(換熱能力)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率值與冷卻塔換熱散熱能力的關(guān)系得到了對(duì)應(yīng)。(3)根據(jù)建立風(fēng)機(jī)電機(jī)電源頻率與冷卻塔特征數(shù)(換熱能力)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型,提出并設(shè)計(jì)了優(yōu)化風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的控制模式——特征數(shù)等差離散變頻模式,對(duì)此控制模式進(jìn)行節(jié)能分析,并針對(duì)中石化天津分公司水務(wù)烯烴部冷卻塔風(fēng)機(jī),進(jìn)行了變頻控制模式的優(yōu)化設(shè)計(jì)。(4)完成了變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造,包括對(duì)變頻器主回路與控制回路,PLC控制回路的電氣設(shè)計(jì),通過PLC程序與外部電氣電路,實(shí)現(xiàn)了變頻調(diào)速系統(tǒng)對(duì)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的閉環(huán)控制,通過力控組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對(duì)風(fēng)機(jī)節(jié)能控制的遠(yuǎn)程操作和實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控。本課題優(yōu)化設(shè)計(jì)后的冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)已在中國石化天津分公司烯烴部應(yīng)用,有效地提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,節(jié)能效果顯著,具有良好的推廣價(jià)值和市場應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：冷卻塔風(fēng)機(jī) 變頻調(diào)速系統(tǒng) 熱力學(xué) 優(yōu)化節(jié)能
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(jìn)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(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)14-16
• 2 冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行理論分析研究16-26
• 2.1 冷卻塔風(fēng)機(jī)電機(jī)調(diào)速原理分析16-17
• 2.2 變頻調(diào)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(fēng)機(jī)運(yùn)行分析與研究20-23
• 2.3.1 冷卻塔風(fēng)機(jī)運(yùn)行特性20-21
• 2.3.2 冷卻塔風(fēng)機(jī)相似定律21-23
• 2.4 冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行特性與節(jié)能研究23-24
• 2.4.1 冷卻塔風(fēng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性23
• 2.4.2 冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能分析23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 3 冷卻塔熱力學(xué)特性與風(fēng)機(jī)運(yùn)行的關(guān)系分析研究26-35
• 3.1 冷卻塔熱力與氣動(dòng)理論分析26-31
• 3.1.1 冷卻塔內(nèi)水的冷卻原理分析27-28
• 3.1.2 冷卻塔氣動(dòng)特性理論分析28-31
• 3.2 填料換熱理論分析31-32
• 3.3 通風(fēng)量與特征數(shù)的關(guān)系研究32-33
• 3.4 風(fēng)機(jī)頻率與特征數(shù)的關(guān)系研究33-34
• 3.5 本章小結(jié)34-35
• 4 基于熱力學(xué)理論的變頻控制模式分析與設(shè)計(jì)35-43
• 4.1 特征數(shù)等差離散變頻模式分析與設(shè)計(jì)35-37
• 4.1.1 離散變頻模式概述35
• 4.1.2 離散頻率點(diǎn)計(jì)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(jì)算原理38
• 4.2.2 實(shí)際節(jié)能效果分析38-39
• 4.3 系統(tǒng)變頻模式優(yōu)化設(shè)計(jì)39-42
• 4.3.1 針對(duì)系統(tǒng)的離散變頻設(shè)計(jì)39-41
• 4.3.2 變頻調(diào)速系統(tǒng)控制流程41-42
• 4.4 本章小結(jié)42-43
• 5 冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)43-68
• 5.1 冷卻塔風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體思路43-44
• 5.1.1 變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求43
• 5.1.2 變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理43
• 5.1.3 變頻調(diào)速系統(tǒng)自動(dòng)控制43-44
• 5.1.4 變頻調(diào)速系統(tǒng)手動(dòng)控制44
• 5.2 變頻設(shè)備電氣一次設(shè)計(jì)44-55
• 5.2.1 變頻調(diào)速執(zhí)行柜設(shè)計(jì)要求44-45
• 5.2.2 變頻器選型設(shè)計(jì)及其參數(shù)設(shè)定45-50
• 5.2.3 旁路系統(tǒng)設(shè)計(jì)50-51
• 5.2.4 變頻電氣柜設(shè)計(jì)51-53
• 5.2.5 變頻柜電氣一次設(shè)計(jì)53-55
• 5.3 變頻設(shè)備電氣二次設(shè)計(jì)55-58
• 5.3.1 系統(tǒng)手動(dòng)/自動(dòng)切換55-57
• 5.3.2 頻率調(diào)節(jié)57
• 5.3.3 報(bào)警聯(lián)鎖57-58
• 5.3.4 輔助回路設(shè)計(jì)58
• 5.4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)59-61
• 5.4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)及通訊的實(shí)現(xiàn)61-63
• 5.5 變頻調(diào)速系統(tǒng)組態(tài)上位機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)63-64
• 5.5.1 基于力控的監(jiān)控設(shè)計(jì)方案63
• 5.5.2 變頻調(diào)速系統(tǒng)的上位機(jī)實(shí)現(xiàn)63-64
• 5.6 變頻調(diào)速系統(tǒng)項(xiàng)目施工64-67
• 5.6.1 變頻調(diào)速系統(tǒng)電氣施工64-67
• 5.6.2 變頻調(diào)速系統(tǒng)儀表施工67
• 5.7 本章小結(jié)67-68
• 6 結(jié)論68-69
• 7 展望69-70
• 8 參考文獻(xiàn)70-75
• 9 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況75-76
• 10 致謝76

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