关键词:
空分预冷系统
能耗分析
变频调速
Matlab/RTW实时仿真
摘要:
空分设备是冶金行业中的一个重要环节,而预冷系统在空分过程中占有重要地位,预冷系统的运行是否平稳直接影响空分设备的效益。我国资源浪费严重尤其是水资源,针对预冷系统的电气控制进行研究和提出节能措施具有必要性。本论文以预冷系统的生产过程控制为具体研究对象,提出以节能降耗为控制目标的控制优化技术,提高生产过程运行效率,降低能耗和物耗。在本文的设计过程中拟采取理论与实际相结合,实验室实验与工业现场施工、调试相衔接,软件开发与硬件设计相配合的研究方法。
本论文对预冷系统工艺流程进行描述,并对其各个组成部分进行说明。简单阐述预冷系统的控制原理,对其运行特性进行研究,从而为揭示其存在的问题和摸索解决方案提供前提。详细分析预冷系统生产过程中的能量损失,主要研究冷却水与压缩空气间热交换的冷损,以及热交换在流量变化时、空冷塔的新旧程度或是环境季节不同时的能耗问题,得出冷却水与压缩空气热交换的有利条件,建立数学关系,进行优化控制以便达节能节源到的目的。同时研究水泵电机的能耗,掌握预冷系统中水泵电机的工况,分析采用节能措施。对预冷系统进行优化控制技术的研究,分析空分预冷系统的供水情况,通过对塔内液位、冷却效果和冷却水流量关系的研究,实现自动调节流量来达到优化节能的效果,具有较高的经济价值。
在全面了解预冷系统工艺和组成的前提下,做好预冷系统电气控制技术研究和能耗分析的准备,提出有效可行的改进方法后,结合以上研究建立控制器,采用模糊模型的PID优化控制,结合Matlab仿真技术来验证方案实施的合理性。提出对预冷系统中水泵电机采用变频调速,这样就实现了对预冷系统的节能,可以得到良好的经济效益。考虑到传统仿真技术的实时性,本文最后提出以异步电机为对象,基于Matlab/RTW的实时仿真具有将硬件直接接入测试回路的功能,从而使整个开发过程从本质上更接近于并行过程,大大缩短了开发周期。