瓦楞纸机生产过程能耗优化及其控制系统的研究

发布时间：2017-12-20 14:37

  本文关键词：瓦楞纸机生产过程能耗优化及其控制系统的研究　出处：《陕西科技大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：考虑到国际能源短缺和环境恶化问题日益严重,瓦楞纸的生产作为高耗能产业所带来的能源和环境问题逐步受到人们的重视。单纯淘汰落后的瓦楞纸机并不是解决问题的最佳方案,对现有的瓦楞纸机进行优化改造才更为切实有效。纸机的生产过程本质上是一个脱水的过程。其中成形部、压榨部和干燥部是纸机的主要脱水单元,能耗占整个生产过程能耗的绝大部分。因此这三部分的能源消耗情况一直是国内外研究的热点,系统的分析并优化瓦楞纸机生产过程中的能耗,对提高瓦楞纸生产企业能效、降低成本有着重要意义。本论文从瓦楞纸机的优化现状出发,结合瓦楞纸生产工艺流程和基本理论基础,采用控制操作变量的方法,从水环式真空泵优化节能设备的构建、出压榨纸页干度的检测和分析以及干燥部热回收系统的建模这三个方面,展开对瓦楞纸机生产过程中能耗优化以及控制系统的研究,主要研究内容有以下三个部分:(1)根据水环式真空泵的节能优化控制方案,设计出一套控制装置。该装置包括整体硬件设计和整体软件设计,同时增加上位机,便于控制系统的实现。通过实验实测数据和数据分析结果,证明当水环真空泵工作在一定的进水流量时,在保证真空度稳定的同时可以实现电能和水能的最大化节约,并提高水环式真空泵的工作效能。(2)分析影响压榨部脱水量的可控因素,并利用含水量检测装置检测第一道出压榨纸页的水分含量。通过检测结果的处理,将线压力和压榨速度与出压榨干度之间的关系绘制成折线图,并进行拟合得出关系式。最后将三者之间的关系绘制成曲面图,从曲面图中得出线压力和压榨速度的最优取值范围从而实现优化,对压榨部运行具有一定指导意义。(3)采用非线性规划法(Nonlinear programming,NLP),优化瓦楞纸机干燥部的总蒸汽和空气消耗量。根据干燥和热回收部分的质量和能量平衡关系,从指定模块中获得优化模型的等式约束和不等式约束。并设定优化模型的目标函数,利用MATLAB软件对模型进行求解。使用该模型可以优化工艺参数,以达到提高能量效率和热回收性能的目的。经过以上分析表明,通过控制操作参数不仅可以降低瓦楞纸生产过程中电能、水能和蒸汽能的消耗,还改善了以往粗放的控制方式。同时可以提高瓦楞纸企业的生产效率,降低生产成本,为企业以后的升级改造提供了优化方向。
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TS73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 朱文;叶平;沙九龙;张辉;;压榨模拟实验——宽区压榨毛毯-纸幅体系脱水机理的研究[J];中国造纸学报;2016年04期

2 张宇;陈科;张小红;唐艳军;;5650/1100高强瓦楞纸机的配置选型与设计[J];纸和造纸;2016年11期

3 孟彦京;耿娜娜;马汇海;赵丹;;水环真空泵的水环节能控制与研究[J];中国造纸;2016年04期

4 刘军钛;;未来十年中国造纸工业展望[J];湖南造纸;2015年03期

5 刘文波;王孟效;王锋;;上位机与S7-200PLC之间的数据交换方法[J];制造业自动化;2015年14期

6 曲和玲;刘冉;;2640纸机真空系统节能降耗改进设计[J];纸和造纸;2014年08期

7 汤露;胡召;;绿色包装中材料的应用策略[J];包装世界;2014年04期

8 濮海坤;;PLC的编程语言与编程注意事项[J];价值工程;2013年36期

9 张辉;;造纸工业能耗与先进节能技术装备[J];中国造纸;2013年03期

10 陈首挺;;造纸真空系统中两种常见的真空发生设备——水环真空泵和透平风机的综合比较[J];湖南造纸;2013年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李玉刚;多烘缸造纸机干燥部能量系统分析建模与优化研究[D];华南理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前6条

1 李斌;瓦楞纸制造过程效能优化控制系统研究[D];广东工业大学;2014年

2 黄蓓;造纸机干燥部通风系统运行优化控制系统的设计与开发[D];华南理工大学;2013年

3 宋杰;年产25万吨高强瓦楞原纸生产线方案设计[D];浙江理工大学;2012年

4 李蕊;基于可调热泵的蒸汽冷凝水热力系统研究[D];陕西科技大学;2012年

5 郎建勋;特种造纸机传动系统设计与应用[D];华北电力大学;2011年

6 谢万平;纸机真空系统的应用研究[D];山东大学;2006年

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本文编号：1312464