中厚板淬火水处理改造控制系统设计与节能优化研究

【摘要】：钢铁企业工业循环冷却水系统如同主工艺生产的生命线,对于正常的生产和维护设备的安全起着至关重要的作用。循环冷却水能耗也非常高,用电负荷约占整个单元项目用电量的20-30%。对于淬火水处理系统,由于其工艺设备工作的间歇性,系统在不淬火时水泵仍全速工作,导致能源大量浪费,所以原系统存在着较大的节能空间。变频调速技术为淬火供水系统的能耗过大问题提供了一种有效的解决途径。 本文在深入分析淬火工艺过程的基础上,对系统进行了变频改造设计,并优化了变频水泵组的调速比。主要工作如下。 首先,在分析系统工艺的基础上,对系统的能耗指标进行计算分析,得出了现有供水方式存在较大节能空间的结论。其次,对淬火水处理节能系统进行设计,完成了硬件的选型和配置,并根据控制要求进行软件上的设计,实现了节能系统的控制功能。再次,通过对变频调速水泵运行的经济性分析,建立系统的数学模型,并采用遗传算法对水泵的调速比进行了优化,用Matlab对优化问题进行了求解。最后,对改造前后系统的能耗情况进行了对比。 本文就淬火水处理系统的能耗问题提出了变频调速方式的解决方案,并进行了系统的设计与仿真,验证了改造后系统的节能效果。 【关键词】：中厚板 淬火水处理系统 遗传算法 调速比
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TG158;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-19
• 1.1 课题研究背景和意义9-10
• 1.2 工业循环水能耗分析与节能措施10-14
• 1.3 变频调速技术在循环水系统中的应用14-16
• 1.4 论文的主要工作16-19
• 第2章 淬火水处理系统结构与能耗分析19-27
• 2.1 淬火水处理系统简介19-22
• 2.1.1 工艺设备简介20-21
• 2.1.2 钢板淬火变形原理21
• 2.1.3 淬火水处理系统组成21-22
• 2.2 淬火水处理系统能耗分析22-26
• 2.2.1 能耗指标22-25
• 2.2.2 能耗计算及分析25-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第3章 淬火水处理改造控制系统设计27-47
• 3.1 系统组成27-30
• 3.2 系统设计30-33
• 3.3 系统硬件选型与配置33-37
• 3.3.1 硬件选型33-35
• 3.3.2 硬件配置35-37
• 3.4 程序设计37-44
• 3.4.1 控制系统主程序设计37-39
• 3.4.2 水泵切换程序39-42
• 3.4.3 水泵升速运行程序42-44
• 3.5 变频器参数配置44-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第4章 基于遗传算法的调速比优化47-63
• 4.1 变频调速水泵运行的参数分析48-51
• 4.1.1 变频调速水泵的节能原理48-49
• 4.1.2 调速水泵的运行高效工作区分析49-50
• 4.1.3 调速水泵的高效工作区流量约束条件50-51
• 4.2 变频水泵组的数学模型51-53
• 4.3 采用遗传算法对调速比优化53-61
• 4.3.1 遗传算法53-58
• 4.3.2 适应度函数设计58-59
• 4.3.3 参数选择59-60
• 4.3.4 调速比优化60-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第5章 改造效果分析63-67
• 5.1 改造前后能耗计算63-65
• 5.1.1 轴功率对比63-64
• 5.1.2 能耗对比64-65
• 5.2 采用变频调速改造的其它收益65-66
• 5.3 本章小结66-67
• 第6章 结论与展望67-69
• 参考文献69-73
• 致谢73

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