水泵机组能效评估系统研究与开发

发布时间：2017-03-16 14:01

  本文关键词：水泵机组能效评估系统研究与开发，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水泵机组是国民经济各部门中应用量大,使用面广的辅助生产系统,广泛应用在冶金、石油、化工、纺织、电力、轻工等工矿企业。整个机组的电耗大、效率低、设备易陈旧老化是上述行业共同遇到的实际问题,这使得整体设备的能源利用效率不高,节能潜力较大。由于缺少简便有效的科学评估体系,目前我国对水泵机组的能效评估还普遍停留在间断性的被动评估阶段。鉴于我国严峻的能源形势和水泵机组不太乐观的能效现状,研究如何对这些设备的能效水平进行快速准确的评估,并建立更为易用的能效评估体系,从而及时为节能工作提供正确的决策参考,具有重要的理论意义和应用价值。针对水泵机组的能效评估工作,本文对系统的研究分为电动机环节、联轴器环节、水泵环节三个部分。对水泵机组的组成结构及各个环节的工作原理、能耗等进行了深入的剖析,在建立能效评估模型并进行能效评估方面进行了大量研究,同时做了实例分析和系统开发工作以将理论方法应用到实践中。首先,分析了水泵机组的基本特性。系统介绍了电动机、联轴器、水泵的分类、结构原理及相关参数,进而分析了系统各部分之间的关系,确定了研究工作中能效评估对象的范围,为能效评估模型的建立奠定了基础。其次,针对电动机部分进行了能效在线评估方法的研究。在电动机基本特性的基础上对其进行了能耗分析及能效评估模型的建立。由于目前常用的方法都或多或少影响电动机的正常运行,所以这些方法均不适合直接用于在线测量,为此,本文通过采用粒子群算法辨识电动机参数,实现电动机能效的在线测量,为进一步研究水泵机组的能效评估奠定了基础和思路。再次,针对水泵和联轴器部分进行了能效评估方法的研究。其中,使用反平衡法对联轴器进行了能效评估；利用热力学方法对水泵进行了能耗分析,实现能效分析模型的建立,并给出了一个离心泵的能效评估分析方案。最后,设计开发了水泵机组能效评估系统评估软件。为方便用户对水泵机组的能效水平进行及时有效的评估,本文参照前面所提出的能效评估方法及其实例分析,设计和开发了针对水泵机组的自动化能效评估系统,并从系统设计、功能实现两个方面进行了介绍。
【关键词】：水泵机组 粒子群 能效 评估模型 评估系统
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP311.52;TH38
【目录】：

• 摘要10-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 绪论14-24
• 1.1 选题背景及研究意义14-16
• 1.2 课题相关的研究现状16-20
• 1.2.1 电动机的能效评估研究现状16-18
• 1.2.2 水泵的能效评估研究现状18-19
• 1.2.3 评估工具的开发现状19
• 1.2.4 现存的主要问题19-20
• 1.3 本文的研究思路20-21
• 1.4 本文的章节安排21-24
• 第二章 水泵机组工作原理及关键参数分析24-34
• 2.1 水泵机组的系统组成24-25
• 2.2 电动机的分类和工作原理25-28
• 2.2.1 电动机分类及应用场合25-26
• 2.2.2 三相异步电动机工作原理及额定参数26-28
• 2.3 联轴器的分类及工作原理28-29
• 2.4 水泵的分类和工作原理29-32
• 2.4.1 水泵的分类及应用场合29-30
• 2.4.2 离心泵的工作原理及关键参数30-32
• 2.5 本章小结32-34
• 第三章 电动机的能效评估方法34-58
• 3.1 三相异步电动机的能耗分析34-37
• 3.1.1 三相异步电机的能耗项分析34-35
• 3.1.2 三相异步电机的能耗模型分析35-37
• 3.2 三相异步电动机的能效评估方法37-41
• 3.2.1 三相异步电机能效的定义37-38
• 3.2.2 三相异步电机的等效电路与能效模型38-41
• 3.3 粒子群算法对电动机能效模型参数的辨识41-51
• 3.3.1 粒子群算法原理41-44
• 3.3.2 粒子群辨识三相异步电动机参数的算法实现44-48
• 3.3.3 参数辨识适应度函数中未知参数求解48-51
• 3.4 三相异步电动机能效参数辨识实例分析51-56
• 3.5 本章小结56-58
• 第四章 水泵机组的能效评估方法研究58-76
• 4.1 液力联轴器的能效模型58-60
• 4.2 水泵的能耗分析60-63
• 4.3 水泵的能效评估方法63-69
• 4.3.1 水泵的能效评估模型的建立63-67
• 4.3.2 水泵能效模型不确定度分析67-69
• 4.4 实例分析69-75
• 4.4.1 实例设备情况69
• 4.4.2 参数采集及测算69-72
• 4.4.3 数据综合分析72-75
• 4.5 本章小结75-76
• 第五章 水泵机组能效评估系统设计与开发76-84
• 5.1 能效评估系统概况76-78
• 5.1.1 整体框架76
• 5.1.2 功能结构76-78
• 5.1.3 处理流程78
• 5.2 系统功能实现78-83
• 5.2.1 任务管理79-80
• 5.2.2 参数设置80
• 5.2.3 能耗项及能效计算80-82
• 5.2.4 测试结果查看82
• 5.2.5 报告输出82-83
• 5.3 本章小结83-84
• 第六章 总结与展望84-86
• 6.1 本文的工作总结84-85
• 6.2 研究工作展望85-86
• 附录86-88
• 附录A 离心泵数据综合分析参数计算表86-87
• 附录B 水的比热容表87-88
• 参考文献88-92
• 致谢92-94
• 攻读硕士学位期间参与的项目及培训94-95
• 附件95

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