工业循环水系统的节能优化研究

针对工业循环水系统现存的高能耗问题,分析了工业循环水系统的能耗特征,确定了其关键可调参数,并挖掘了设备历史运行数据。通过最小二乘法等数据拟合方法建立设备电耗的数据驱动模型,以半机理半经验法建立冷却塔及冷冻机的数学模型。在此基础上,构建系统能耗优化模型。借助序列二次规划(SQP)等非线性优化问题求解算法,获得在保证循环水供应量与制冷量需求情况下的循环水优化调度方案、冷却塔风机优化操作方案、循环水泵与冷水机组的优化运行策略,并结合实际案例介绍运行评价技术的应用效果。结果表明,工业循环水系统能耗受环境温湿度影响较大,夏季系统能耗明显高于春秋季节;冷水机组效率(COP)随冷却水供水温度的降低而提高;在循环水系统运行评价的基础上进行循环水的调度或操作优化,可有效降低企业的冷量浪费问题,获得显著的节能效益。     

VAV中央空调能耗建模与仿真研究

中央空调是一个复杂的非线性、时滞系统。中央空调系统在运行过程中存在着巨大的节能潜力,对中央空调系统的节能优化研究应以中央空调的能耗模型为基础。根据VAV中央空调各设备的能耗数学模型,并综合考虑VAV中央空调各设备之间的耦合关系,利用matlab中的simulink工具箱建立了反映VAV中央空调运行过程中各变量与系统能耗之间关系的仿真模型进行仿真,并对仿真结果进行了分析验证。模型可以用于对中央空调节能的参数优化研究中,对中央空调的节能优化控制具有重要的意义。     

汽轮机冷端优化方法

从凝汽器、循环水系统、抽气系统、冷却塔设备等几个方面介绍冷端系统的设备技术改造及运行优化方法.     

带有辅泵的循环水系统研究

采用在循环水系统的支路添加辅泵的方法,可以降低系统总的功率消耗以及运行费用,达到节能的目的。本文以某公司焦化分厂的循环水系统为例,结合具体设备参数及运行参数讨论添加辅泵的可行性。采用流程模拟软件Aspen Plus对原循环水系统和改造后的循环水系统进行建模和模拟。由结果可知添加辅泵后,系统的总功率消耗可以降低30.02%。     

中央空调冷却水系统节能优化控制研究

根据中央空调冷水机组和冷却水系统各设备的现有功耗模型,拟合实验中采集到的有关数据,包括:系统负荷、冷水机组冷却水进水温度、冷却水泵流量和冷却塔风机运行频率,建立总功率的一般优化方程;采用BFGS变尺度优化算法算出不同条件下的能耗最小工况,并以此来控制冷却水系统设备;结果表明,该方法具有实现方便、节能效果显著的特点。     

循环水系统多周期优化方法研究

循环水系统用于取走过程中无法利用的废热,大量的能量被用于输送循环水,同时蒸发和排污也会消耗大量水资源。但目前循环水系统设计和管理仍然具有较大节能节水潜力。循环水系统中,冷却塔和空冷器的性能和气候因素息息相关,其设计主要根据夏季工况条件下的性能参数,而实际工程中,由于季节和室外气象参数的变化,冷却塔和空冷器的实际运行应随气候变化而变化。因此,采用多周期优化的方法,对循环水系统进行优化,具有重要意义。本文采用数学建模与过程优化理论,以最小总费用作为目标函数,建立了混合整数非线性规划模型(MINLP),对循环水系统进行多周期优化。案例表明,采用多周期优化方法,可以有效指导不同气候条件下,空冷与水冷的热负荷分配。     

对于循环水系统的大小泵匹配问题的研究

采用大小泵匹配的泵网络为供水呈周期性变化的循环水系统供能,可以降低全周期内系统的总功率消耗和运行费用,从而达到节能的目的。本文以某公司分厂的循环水系统为例,结合系统的运行情况,对三组循环水量变化幅度不同的数据进行计算,讨论大小泵匹配下泵网络的功率消耗,分析和对比了各方案在全周期内的节能情况。发现采用大小泵匹配的方案在全周期内最多可节省2.5%的耗电量,减少83万元的电费。     

多台冷水机组联合运行优化控制策略

冷水机组通常占建筑物系统总能耗的主要部分,因此冷水机组运行数量控制在实现空调系统节能方面起着重要作用。针对多台冷水机组联合运行时台数选择和负荷分配不合理的问题,文章将通过TRNSYS模拟得出的负荷值聚类分析,确定不同负荷值对应的冷水机组运行台数,并提出一种冷水机组排序优化控制方法改善顺序控制方式以实现其合理运行与节能。以某大型办公建筑为例,将优化控制前后冷水机组运行的进行总能耗对比。实验结果表明:与顺序控制相比,冷水机组优化控制后两个工作日总能耗分别节约126.1kW和342.5 kW,节能率分别为4.15%和5.22%。通过利用冷水机组顺序优化控制可满足建筑的冷负荷需求同时实现降低系统能耗,在空调系统节能方面具有工程实际应用价值。     

甲胺生产节能工艺的研究

甲胺是重要的有机化工原料,我国甲胺生产能耗一直远远高于国际水平.为了开发甲胺生产节能流程,全流程模拟某厂甲醇气相胺化法的甲胺工艺,逐个分析系统各个用能设备的能最利用情况,找出节能的关键环节,分3个步骤改进节能,首先在合成系统合理回收能量,提高装置的能量利用效率,能耗下降37%;再模拟优化分离系统5个精馏塔,找到最佳的操作参数,能耗下降20%;最后通过热量集成进一步节能18%.优化后的节能新工艺比原来节能36%,中压蒸汽、高压蒸汽、循环水消耗量降幅分别达50%、22%、40%,节省操作费用464万元/a,只增加少量设备投资,节能效果和经济效益显著.甲胺产品质量较优化前有提高.新的节能工艺为甲醇新装置的设计和原有装置的改造提供有益的参考.     

厂区级冷却供水系统智能控制设计实现

某厂区冷却供水系统只能以手动模式运行,无法实现自动恒压供水,能耗高、设备损耗大,对管网流量波动适应性差;通过重新设计系统Programmable Logic Controller (PLC)程序,进行加减泵逻辑控制和管网压力设置,实现了基于变频器的管网恒压控制;通过水泵轮巡逻辑控制和冗余配置,实现了水泵的自动轮换运行;通过水泵使能功能和管网压力手动设置功能,提高了系统控制的灵活性;通过优化水泵加载条件和触摸屏功能,消除了设备故障对系统自动运行的干扰,提高了系统的鲁棒性。经过10个月运行验证,系统能够长时间稳定工作,冷却供水泵组节能20%以上,实现了智能化控制。     

采用双供水回路的循环水系统改造

泵作为石化企业中循环水系统主要的供能设备,占石化企业用电量比重较大。为降低能耗,目前循环水系统主要通过采用高效泵、循环水串级利用等方式节能。一个循环水站通常供给循环水给多个装置,每个装置的管路特性均不相同,而目前采用一个供水回路统一供水的方式,忽略了管路特性的不同,造成了能量的浪费。因此,本文提出双供水回路的结构,以更好匹配装置管路特性的不同。同时,采用模拟的手段,探究现有改造过程中,双供水回路适用的条件以及不同因素对循环水系统单双供水回路耗电量的影响。模拟结果表明:单供水回路可改造为双供水回路,同时考虑沿用原泵、调整阀门开度以及重新选泵等实际情况,实现节电目的。     

煤矿主通风瓦斯抽采泵节能智能控制系统设计

煤炭是国家关键化石能源之一,但大多数瓦斯赋存在煤层之上,为煤炭开采带来了极大的困难。瓦斯抽采是降低瓦斯浓度的关键手段,但主通风瓦斯抽采泵的能耗较高,控制效果较差,为了解决上述问题,提出煤矿主通风瓦斯抽采泵节能智能控制系统设计研究。设计系统硬件设计为瓦斯抽采泵信号采集单元、传感器选型单元及其智能控制器选型单元;软件设计为瓦斯抽采泵参数计算模块、抽采泵负压控制模块及其抽采泵水位控制模块。通过硬件单元与软件模块的设计,实现了煤矿主通风瓦斯抽采泵节能智能控制系统的运行。实验结果显示：应用设计系统后,瓦斯抽采泵运行功率得到了大幅度降低,节能效率最大能够达到43.06%,并且能够将瓦斯抽采泵负压与水位控制在合理范围内,充分证实了设计系统具有较好的节能效果与控制效果。     

单处理器多外设实时系统全局能耗优化算法研究

在电池供电的实时嵌入式系统中,能耗是系统设计的一个重要研究问题.动态电压调度和动态电源管理是两种重要的节能技术.前者是动态改变处理器电压/频率,降低处理器能耗;而后者是动态调整片外设备的工作模式,减少片外设备能耗.目前只有少量研究把这两种技术综合在一起.本文研究支持这两种技术的嵌入式全系统实时任务节能调度问题.针对连续和离散处理器频率模型,论文分别提出高效的算法,通过计算系统运行的能耗最小处理器最优频率和设备最优空闲时间,来实现全系统综合节能的目的.实验模拟表明本文算法大大优于其他算法.     

母管制循环水系统的建模与优化运行

循环水系统是电站重要的辅机系统之一,对于电站运行的经济性有很大的影响,由于采用母管制循环水系统的小机组,循环水系统的运行管理十分粗放,电能消耗大,传统方法往往以运行经验为主。为了降低循环水系统的运行成本,提高循环水系统运行自动化控制。以某电站的母管制循环水系统为研究对象,对循环水系统的运行进行优化。首先,建立电站优化目标方程,确定优化目标。根据优化方程的求解条件,建立了汽轮机的发电量模型、凝汽器的压力模型等,并对目标方程进行在线实时求解,获得了母管制循环水系统运行方式的最优解,即母管制循环水系统进行仿真。结果表明,通过母管制循环水优化系统的运用,可以有效降低机组运行成本,减少循环水泵电耗。     

冰蓄冷空调系统的多目标优化控制策略研究

为了减少制冷机组的能耗和降低冰蓄冷空调系统的运行费用,提出了基于非线性多目标模型的优化控制策略。首先建立了多台制冷机组总能耗最少的目标函数;其次根据系统设备能耗和当地电价结构,得到了系统总运行费用最小的目标函数;最后使用MATLAB软件编程求得最优解。通过工程实例仿真对比在不同冷负荷时的优化控制策略和制冷机组优先策略下的制冷机组能耗和系统运行费用,结果表明非线性多目标优化控制能够发挥系统潜力,减少制冷机组能耗,降低系统运行费用。     

冷却塔水循环系统的集成优化

为求得冷却塔水循环系统循环水量最少及结构简单的水网络,建立了循环水量最少和流股数最少的多目标优化模型,并在模型中引入了流量柔性常数,以增加循环水网络的设计柔性.本文采用分步优化的策略,将多目标优化问题转化为序贯的单目标优化问题.应用本文所提出的方法对文献的实例进行了优化计算,得到了比文献结果更简单的水网络.此外,通过调节流量柔性常数,能进一步优化水网络结构.     

基于流动分析和运行优化的供水系统节能研究

为实现供水系统的能量供需平衡,以达到安全节能的供水目标,利用流动分析的方法研究系统的能量需求模型,并通过改变水泵在管网中的位置和管网的微调研究优化系统能量需求的问题。在得到系统能量需求模型的前提下,以系统能耗最小为优化目标,采用遗传算法的方法进行了优化系统能量供给的研究。结果表明通过研究有可能有效地降低系统的能量需求,并且在相关参数不全进行水泵机组优化时,以水泵的轴功率最小为优化目标函数进行计算,基本上可以满足要求。     

基于BAS-PSO优化算法的集中空调智能控制系统研究

精密空调集中系统一般是以最大负荷状况运行,但实际送风末端的负荷需求并不能够达到最大值,这造成了极大的能源浪费。为此,研究利用支持向量回归机对末端负荷需求进行合理预测,构建了空调负荷预测模型。然后根据将所得到的负荷预测值输入研究所设计的寻优模型中。研究利用天牛须搜索算法和粒子群算法构建了一种寻优模型,对集中空调进行智能控制。在研究过程中发现,该算法仍存在易陷于局部最优解,收敛精度低等局限性,为此引入自适应非线性惯性权重系数和Levy飞行策略对其进行优化,最终得到了一种新的集中空调智能控制系统。通过实验分析可知,模型最终产生总能耗为270.76 kW,平均节能率为27.55%,能够有效优化控制空调系统,实现节能减耗。     

嵌入式系统源程序级软件能耗建模与分析

针对嵌入式系统能耗对各种嵌入式设备工作时长的影响,本文从系统指令级到源程序级的软件能耗考虑,首先通过分析设备源程序级语句的相关特征,基于源程序语句的指令能耗,提出一种针对源程序级的能耗模型,然后基于模型分析对五个经典算法的源程序中不同类别语句进行能耗优化,最后分别对五组经典算法优化前后的能耗比较。实验表明,本模型使得优化后的源程序能耗降低了9.46%-50.29%,达到了降低嵌入式系统软件能耗的目的。     

MMS模块化通用仿真软件系统对遵电优化运行的仿真研究

一、前言遵电2×25MW汽轮发电机组循环水系统采用闭式循环方式。循环水经凝汽器排往冷却塔和凉水池冷却后,与洛江来的部分补充水汇合,再进入各台循环水泵。本次仿真研究的目的,旨在分析、研究和确定遵电2×25MW机组循环水系统的安全、经济运行以及优化运行方式。