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空分装置中空气压缩机运行状态监测与优化策略的研究

作　者: 王旭
导　师: 姜长泓
学　校: 长春工业大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 空分系统数据采集喘振节能降耗
分类号: TH45
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 94次
引　用: 1次
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内容摘要

空分装置中分离出的空气中的氧气、氮气等气体已被各行各业所广泛采用,尤其需求在石油、化工、天然气管线、制冷和矿山通风等诸多重要部门。由于空压机是空分装置中的主要耗能单元,即是空分设备的节能关键,因此深入研究空压机的系统并对其进行合理可行的调节与控制会大大提高企业的生产效率,达到节能降耗的目的。本课题以中国石油天然气集团吉林石化公司化肥厂空分车间6号空分装置为研究对象,仅对空分装置中空压机这一部分进行节能研究,对空压机的参数进行数据采集同时对系统进行建模。根据空压机出现的喘振问题,能耗关系,选择优化策略,进行系统的优化,达到节能的目标。本文从硬件和软件两部分对空压机数据采集系统进行了分析设计,采用NI公司的PCI-MIO-16E-1数据采集卡构建了硬件平台。软件部分采用功能强大的Matlab为核心,对空压机数据采集系统进行控制。本系统应用Matlab实时工作间中的xPCTarget开发平台,采用主-从机机构,构建实时数据采集系统,完成了主-从机之间的连接与通信设置、实时仿真环境设置。从而使软硬件相互结合、协调工作,实现了利用数据采集卡为Matlab提供实验数据。系统地分析了各种常用建模方法,并参考了以往这些方法应用于空压机性能模型建立的结果,通过对比最小二乘法、数据融合算法、BP算法的特点以及建模的结果,应用于空压机性能模型的建立,通过与最小二乘法、数据融合算法、BP算法的特点与建模结果的对比,最后选定采用神经网络中的RBF网络进行空压机性能模型的建立。空压机的安全运行是实现高效率与节能的重要前提。如何避免空压机出现喘振现象也成为优化空压机系统,实现节能的关键技术之一。对喘振的预防通常采用流量调节,这期间防喘振调节过程中产生的流量波动干扰,可通过压力调节即导叶的开度来稳定压力。通过流量调节与压力调节共同作用来预防喘振的发生。对系统的优化,可以使节能达到最大化。在空压机系统中,本文通过降低吸入阻力提高吸入压力、降低空气入口温度、和开大导叶阀三项试验来验证了节能的效益。这样就实现了对空分装置中空压机的节能,不仅会给企业带来良好的经济效益,而且会在同行业的发展上给予一定的借鉴意义。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-7
第一章绪论  7-13
  1.1 课题的目的及意义  7-8
  1.2 能源现状  8-9
  1.3 空压机国内外研究现状及发展趋势  9-11
  1.4 本文主要研究内容  11-12
  1.5 本章小结  12-13
第二章基于MATLAB/xPCTarget的空压机数据采集系统  13-23
  2.1 空压机采集的参数  13
  2.2 硬件选择  13-15
  2.3 软件实现  15-18
  2.4 数据采集构建仿真实例验证  18-22
  2.5 本章小结  22-23
第三章空压机性能模型建立方法分析  23-43
  3.1 系统建模理论  23-31
  3.2 建模算法比较  31-34
  3.3 空压机的性能状态影响因素  34-36
  3.4 基于RBF网络模型的系统建模与验证  36-41
  3.5 本章小结  41-43
第四章空压机的系统性能调节与优化  43-55
  4.1 空压机性能参数的监测  43-44
  4.2 空压机预防故障调节  44-47
  4.3 空压机系统节能优化运行  47-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章总结与展望  55-56
  5.1 本文的工作与总结  55
  5.2 工作展望  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-59
攻读硕士学位期间研究成果  59-60

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