空气压缩系统运行过程控制优化研究

发布时间：2020-06-26 23:07

【摘要】：随着现代社会的高速发展,人类对能源的需求越来越大。而空气压缩系统的耗电量占了全国工业总耗电很大的比重,空气压缩系统的节能控制研究对缓解能源危机,提高相关企业的经济效益具有重要的意义。本文基于变频空压机和非变频空压机混合的混杂系统,从模型和优化方法两方面考虑,提出了节能控制策略,改变了传统控制方法设计凭经验的特点,科学系统地设计控制策略。节能控制策略解决了用气负载变化下系统产气压力不稳定的问题,从而达到降低系统能耗的目的。为了达到系统稳压节能的目标,本文在查阅大量文献的基础上,在系统机理建模、单机和多机控制等方面开展了几个方面的工作,具体如下:1.深入分析了国内外空气压缩系统节能控制方面的研究现状,给出了进一步节能研究的方向和着力点。在深入掌握空气压缩系统流程和运行机理的基础上,建立了整个空气压缩系统的机理模型方程,与过去研究人员所建模型相比,特别增加和完善了变频情况下空压机的功率、产气量、产气效率、转速等关系方程。2.为了优化单台空压机系统的运行,提高系统的稳定性和节能性,本文科学地设计空气压缩系统的控制参数。首先优化单台非变频空压机的加卸载,通过仿真计算出各工况下空压机最优的加卸载压力值,使空压机在用户负载变化下始终以最优状态运行。其次,采用变速积分PID优化单台变频空压机的运行,能够减小系统超调,提升空气压缩系统的稳定性和快速性。3.在单机优化控制的基础上,为了有效地降低混杂多机系统的能耗,深入研究了混杂系统工作过程中的节能策略。在用户负载突变时采用混合整数线性规划求解空压机系统的最优运行状态,减小系统过渡过程的压力波动。经过仿真分析,该策略大幅提升了系统运行过程中的压力稳定性,从而达到良好的节能效果。4.对于空压机数量多的系统,制定合适的节能控制策略难度大,并且系统中一旦有空压机发生更迭,需要重新制定控制策略。本文在用气负载预知的情况下,采用动态优化的方法求解系统的最优运行状态,降低系统运行总能耗。
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH41
【图文】：

空气系统,成本构成,内压缩,生命周期

图 1.1 生命周期内压缩空气系统成本构成图方面，国外一些发达国家很早就成立相关部门针对空压大程度上降低了空气压缩系统的能源消耗；而我国空压的发达国家低很多，主要存在用气管理不科学，空压机作不重视等问题。通过对现有的空气压缩系统进行研究改进空压机的运行策略，科学管理用气，减少管道的泄统的能源消耗，提高系统运行效率。根据我国企业空气造空压机系统，大约能够取得 30%的节能，这就意味业来说意味着巨大的经济效益，为企业生产带来了多方，消耗的电能减少意味着传统能源消耗变少，同时减少二着重要的作用。空气压缩系统，从理论知识到实践分析等方面全面的研缩机和压缩机群提出相应的控制策略研究，在满足工业到节能的目的。对于空气压缩系统的产气单元、储气罐等多个目标的优化系统，达到节能减排的效果。该课题

曲线,空压机,加卸载,活塞