基于分布式联供系统的双效溴化锂制冷机性能分析及优化控制

发布时间：2017-10-13 10:33

  本文关键词：基于分布式联供系统的双效溴化锂制冷机性能分析及优化控制

  更多相关文章： 分布式联供系统 双效溴化锂制冷机 数学建模 性能分析 能量控制

【摘要】：目前,我国经济仍处于高速发展的态势,能源消耗量不断上升,在带来能源危机的同时也造成了严重的环境问题。为了应对当前的不利局面,国家“十三五”规划进一步强调了清洁能源的开发与提高一次能源利用率的重要性。分布式冷热电联供系统是一种以能量梯级利用为基础的高能源利用率、低能源成本、高环保性能和高安全性能的多联供总能系统,符合第二代能源系统发展的要求。它集供冷、供热以及发电于一体,全方位满足用户的需求,是近些年最具活力的系统之一。本文在国家自然科学基金项目的支持下,主要对分布式冷热电联供系统的供冷子系统进行了研究,涉及的内容包括：第一,对比较经典的分布式联供系统进行了分析,选择以微型燃气轮机-蒸汽型分布式联供系统作为整体方案,将制冷子系统的研究对象确定为蒸汽型双效溴化锂制冷机。第二,通过对蒸汽型双效溴化锂制冷机工作原理的分析,完成了制冷机各个部件的集总参数的数学建模,并结合溴化锂溶液和水的热物理性质公式以及制冷机工况参数,在MATLAB/Simulink仿真平台上建立了双效溴化锂制冷机的动态仿真模型,测试了系统启动运行的特性。第三,借助建立的制冷机仿真模型,通过改变制冷机的热源、冷却水和冷媒水的参数测试制冷机的制冷量和制冷系数的变化,找到了外部条件与制冷机制冷效果之间的联系。第四,设计了溴化锂制冷机的能量调节策略。首先,为了应对用户冷负荷的变化,提出了多机并联运行制冷机组的方案。该方案以节能为目的,根据负荷的大小和制冷机50%-100%负荷率的要求,分配每台制冷机的实际负荷。其次,结合制冷机制冷效果与外部参数的关系,对比各调节法的优缺点,选择了热源流量调节法作为单台制冷机能量调节的基本方法。最后,针对制冷机系统的大滞后、非线性以及时变的特点,将模糊PID控制算法与Smith预估的思想相结合,运用到控制器的设计当中,并借助MATLAB/Simulink软件完成了相关测试。仿真结果表明,本文设计的基于改进结构的Smith预估器模糊PID控制算法在制冷机的自动控制中具有较好的动态特性和控制品质。综上所述,本文通过仿真研究了双效溴化锂制冷机的性能,提出了针对蒸汽型双效溴化锂制冷机能量调节的控制策略,对于分布式联供系统的推广与溴化锂制冷机的应用具有重要的指导意义。
【关键词】：分布式联供系统 双效溴化锂制冷机 数学建模 性能分析 能量控制
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP273;TB651
【目录】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 绪论14-24
• 1.1 课题的背景与意义14-16
• 1.2 分布式联供系统的概述16-19
• 1.2.1 分布式联供系统的类别及组成17
• 1.2.2 分布式联供系统的发展状况17-19
• 1.3 溴化锂吸收式制冷机的概述19-20
• 1.3.1 溴化锂吸收式制冷技术的发展状况19-20
• 1.3.2 溴化锂制冷机的类别20
• 1.4 分布式联供系统供冷方案的选择20-23
• 1.5 本文主要研究内容23-24
• 第二章 蒸汽型双效溴化锂制冷机的建模与仿真24-41
• 2.1 蒸汽型双效溴化锂制冷机的基本工作原理24-25
• 2.2 溴化锂溶液和水的热力学性质25-29
• 2.2.1 溴化锂溶液的性质公式25-27
• 2.2.2 水和水蒸汽的性质公式27-29
• 2.3 双效溴化锂制冷机的建模与分析29-35
• 2.3.1 高压发生器的数学模型29-31
• 2.3.2 低压发生器的数学模型31-32
• 2.3.3 冷凝器的数学模型32-33
• 2.3.4 蒸发器的数学模型33
• 2.3.5 吸收器的数学模型33-34
• 2.3.6 高、低温溶液热交换器的数学模型34-35
• 2.4 双效溴化锂制冷机的仿真35-40
• 2.5 本章小结40-41
• 第三章 外部条件对双效溴化锂制冷机性能影响的分析41-46
• 3.1 热源对系统的影响41-42
• 3.2 冷却水对系统的影响42-43
• 3.3 冷媒水对系统的影响43-45
• 3.4 外部参数对双效溴化锂制冷机制冷效果影响的对比45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 溴化锂制冷机的能量调节策略研究46-62
• 4.1 溴化锂制冷机的能量调节方法对比综述46-49
• 4.1.1 加热蒸汽流量调节法46-47
• 4.1.2 加热蒸汽凝结水量调节法47-48
• 4.1.3 冷却水流量调节法48
• 4.1.4 溶液循环量调节法48-49
• 4.2 溴化锂制冷机的能量调节策略49-50
• 4.3 溴化锂制冷机被控对象数学模型的建立50-52
• 4.4 模糊PID控制器的原理与设计52-58
• 4.4.1 PID控制的基本原理52-53
• 4.4.2 PID控制器的参数整定53-54
• 4.4.3 模糊控制理论54-55
• 4.4.4 模糊PID控制器的设计55-58
• 4.5 Smith预估器的原理与设计58-61
• 4.5.1 Smith预估器的原理58-59
• 4.5.2 改进的Smith预估器的原理59-61
• 4.6 本章小结61-62
• 第五章 双效溴化锂制冷机系统能量调节的仿真62-73
• 5.1 模糊PID控制器的仿真与分析62-65
• 5.1.1 PID控制器的仿真62-63
• 5.1.2 模糊PID控制器的模型的仿真63-65
• 5.2 基于改进的Smith预估器的模糊PID控制器的仿真与分析65-67
• 5.2.1 基于Smith预估器的模糊PID控制器的仿真65-66
• 5.2.2 基于改进的Smith预估器的模糊PID控制器的仿真66-67
• 5.3 各种算法在被控对象模型匹配和失配的情况下的仿真对比67-71
• 5.4 本章小结71-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 总结73-74
• 6.2 展望74-75
• 参考文献75-80
• 致谢80-81
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加科研情况81-82
• 学位论文评阅及答辩情况表82

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘秀敏,黄毅,王志强;模块化风冷冷(热)水机组与溴化锂直燃机在工程应用中的综合比较[J];制冷与空调;2002年05期

2 乔磊;;浅谈溴化锂制冷机组在钢铁企业的应用[J];江苏冶金;2008年06期

3 闫健;林绍勇;;溴化锂制冷机组的工作原理及应用[J];通用机械;2009年10期

4 ;特迈斯——溴化锂行业的新生军[J];机电信息;2011年13期

5 马彦亭;;溴化锂冷水机组电气控制系统自动化升级改造[J];制冷与空调;2011年03期

6 王建武;申彦涛;;低压蒸汽型双效溴化锂制冷机组的应用[J];山西化工;2012年05期

7 王芳;;溴化锂系统设计计算及节能分析[J];区域供热;2013年01期

8 刘洋;;溴化锂空调在风电叶片生产中的应用[J];天津科技;2013年03期

9 李晶;;热水型溴化锂冷水机组原理及其常见故障解决[J];煤;2013年05期

10 ;溴化锂机组在我公司的发展状况——浙江联丰集团制冷机厂[J];制冷技术;1995年04期

中国重要会议论文全文数据库 前7条

1 徐孝武;刘元金;苏家招;;稳定溴化锂机组运行的措施[A];苏、鲁、皖、赣、冀五省金属学会第十四届焦化学术年会论文集[C];2008年

2 胡金强;王如竹;夏再忠;;直燃型溴化锂吸收式机组实际运行特性与分析[A];上海市制冷学会2007年学术年会论文集[C];2007年

3 谢应明;程姗;刘道平;刘妮;祁影霞;;家用无泵溴化锂空调热水两用装置的系统设计[A];中国制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年

4 朱联江;;溴化锂吸收式制冷机冷量问题的研讨[A];全国火电大机组（300MW级）竞赛第38届年会论文集[C];2009年

5 金晶;冯明志;;强化传热技术在溴化锂吸收式制冷机上的应用[A];全国暖通空调制冷1994年学术年会资料集[C];1994年

6 石巧慧;张华;;直燃型溴化锂吸收式制冷机组的节能控制策略分析[A];中国制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年

7 潘雨顺;梁莉蓉;;直燃型溴化锂冷热机组机房优化设计方法[A];第九届全国冷水机组与热泵技术学术会议论文集[C];1999年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 何吉;溴化锂机组市场潜力无限推广需时日[N];中国建设报;2010年

2 徐红　丛林;传统溴化锂制冷引入化肥生产[N];中国化工报;2009年

3 车建华;溴化锂吸收式冷水机组的维护保养[N];建筑时报;2005年

4 缪志强 顾耀武;双良的创新实践与核心竞争力[N];科技日报;2002年

5 顾耀武;双良产品中标北京奥运重点配套工程[N];中国工业报;2007年

6 冯雪莲;双良服务 奥运的幕后英雄[N];经理日报;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王永;基于分布式联供系统的双效溴化锂制冷机性能分析及优化控制[D];山东大学;2016年

2 孙浩;双效双吸收溴化锂吸收式污水源热泵机组研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

3 耿春景;增压型三效溴化锂吸收式制冷循环[D];天津大学;2006年

4 吴永飞;烟气驱动的溴化锂吸收式冷温水机组仿真研究[D];合肥工业大学;2012年

5 张静;溴化锂吸收式制冷系统实验室设计[D];大连海事大学;2012年

6 孙玉洁;溴化锂吸收式第一类热泵控制系统的研究[D];华北电力大学;2013年

7 徐林;气体分馏装置溴化锂吸收式热泵的模拟与优化[D];大连理工大学;2012年

8 罗星星;微燃机分布式能源系统建模仿真与优化研究[D];江苏科技大学;2015年

9 吕慧;热电冷三联供系统的方案选择及分析[D];哈尔滨工业大学;2011年

10 于文贤;气相添加剂对纳米溴化锂水溶液表面张力和沸腾温度的影响及其机理分析[D];北京建筑大学;2015年

，

本文编号：1024363