一次泵变频调速变流量系统的节能优化

以一定制冷量时的冷却水泵、冷冻水泵和冷水机组总能耗最小为最优化目标，选取冷却水流量率、冷冻水出口温度和冷冻水流量率为优化参数，建立了一次泵变频调速变流量系统总能耗的优化模型，并利用MATLAB（Matrix laboratory）为平台编制了数学模型解算程序。以一负荷率为80％的实际制冷系统为例进行分析，结果表明，当负荷减少时，合理减少水泵流量、降低水泵能耗可以使空调系统的运行费用大大降低。     

一次泵变频调速变流量系统的节能优化

以一定制冷量时冷却水泵、冷冻水泵和冷水机组总的能耗最小为最优化目标，选取冷却水流量率、冷冻水出口温度和冷冻水流量率为优化参数，建立了一次泵变频调远变流量系统总能耗的优化模型，利用MATLAB（Matrix laboratory）为平台编制了数学模型解算程序。以一负荷率为80%的实际制冷系统为例进行分析，结果表明，当负荷减少时，合理减少水泵流量、降低水泵能耗可以使空调系统的运行费用大大降低。     

含变频泵泵站动态规划优化模型的敏感性分析

泵站实际运行时的运行参数不一定能符合泵站最优数值,为研究模型实际运行的特征及相关参数的敏感性,基于已建立的含变频泵的泵站优化调度的能耗模型和日运行电费优化模型,采用全局敏感性分析Morris法,以瞬时流量、瞬时扬程及日调水量、日均扬程和峰谷最大最小流量为变量参数,改变其取值范围得到含变频泵的单级泵站对应敏感性参数下模型输出结果,并进行敏感性分析得到实际运行的特征。结果表明,能耗、电费、单位流量能耗和单位水量电费随瞬时流量、日调水量的增加而增加;能耗、电费随扬程的增加而增加,单位扬程能耗、单位扬程电费在设计扬程32.15m处最少,最节能,性价比最高;在不超过机组承受能力和满足各种运行条件的情况下,高峰时段能运行的最小流量越小,整个泵站日运行电费越低;低谷时段可运行的最大流量越大,整个泵站日运行电费越大。研究结果为全面了解泵站的实际运行特征及指导实际运行提供借鉴。     

地表水水源热泵输配系统优化模型的研究

以输配能耗最小为目标,室内舒适和建筑节能相关要求为约束条件,利用MATLAB的优化工具箱,对地表水水源热泵输配系统的优化模型进行研究,确定影响地表水水源热泵输配系统能耗的主要因素。应用此方法对水源热泵实验系统进行了应用分析,得到了系统随负荷率变化的冷却水和冷冻水变流量优化运行方案。对于大部分时间处于部分负荷运行的系统,优化运行比定流量运行可减少能耗10%以上。该优化模型能方便地应用于实际工程,为输配系统的设计和运行提供最佳参数,实现随负荷变化的流量调控,从而有效降低水源水输配能耗,提高系统能效。     

冷冻水变流量系统节能性分析

空调冷冻水变流量系统主要有一次泵变流量和二次泵变流量系统。用eQuest软件模拟某实际工程,空调冷冻水系统分别采用一次泵变流量和二次泵变流量时的能耗。通过对比得出一次泵变流量系统能更进一步降低空调系统的能耗,是一种更优化的空调水系统设计方案。     

抽油机井一体化节能技术在油田中应用

抽油机是目前采油生产中的主要抽油设备,同时也是油田耗能的主要设备。将抽油机一有杆泵抽油系统分为地面及井下两部分,根据抽油机井光杆功率及电网向抽油机系统输入的总电能,分析得出抽油机井地面能耗约占总能耗的30%,地下能耗约占总能耗的70%,地下能耗节能潜力较大。地下损失能量主要包括黏滞损失功率和滑动损失功率,滑动损失功率与冲程和冲次成正比,黏滞损失功率与冲程和冲次的平方成正比。在抽油机井能耗影响因素中,运行参数是易于控制的主要影响因素。因此,确定了"大泵径、长冲程、低冲次"的地面及地下一体化优化节能思路。累计实施1152井次,系统效率由优化前的26.17%提高到30.81%,节电率达15.09%,年节电1216.86×104kW.h,节约电费776.48万元,加上节约作业费用和维护费用,年获经济效益1420.28万元。     

基于能耗监管平台的现有医院空调系统运行节能优化

基于上海某医院能耗监管平台数据,利用EnergyPlus软件建立了该医院门诊楼建筑模型和空调系统模型,并验证了该模型的准确性。对该医院集中式空调系统运行策略进行优化分析,结果表明：当室内负荷低于冷水机组总额定制冷量80%时,负荷分配优化运行方案节能率最高,达到9.7%;当室内负荷高于冷水机组总额定制冷量80%时,机组联合运行并采用负荷平均分配时比一台机组满负荷运行另一台机组部分负荷运行时节能,节能率为1.5%～3.7%。分析了冷却水变流量对冷水机组和冷却水系统的影响及节能效果。结果表明,离心机组变流量运行时节能率达到17%,而螺杆机组在定流量45.13 kg·s⁻¹运行时比较合理和节能。     

有杆泵抽油机井节点能耗及系统效率优化仿真模型及应用

机采井能耗高、系统效率低,严重制约了大庆油田有杆泵抽油系统的高效运行和区块整体经济、有效开发,机采井的能耗分析与节能优化研究已成为油田节能工作迫切需要解决的问题之一.通过对有杆泵抽油机系统效率进行组成分析,把有杆泵抽油机系统分为电机、皮带、减速箱、四连杆机构、盘根盒、抽油杆、抽油泵和管柱8个节点,建立了能耗所占比重较大的电机能耗、抽油泵能耗、抽油杆能耗和管柱能耗仿真模型以及熵权模糊优化仿真模型.根据所建立的仿真模型和大庆油田某采油厂在用的4种机型的8个节点的测试资料,利用Visual Basic 6.0开发了有杆泵抽油机系统节点能耗和系统效率优化仿真软件.仿真计算结果表明,各节点损耗大小的次序为:电机＞抽油泵＞抽油杆柱＞管柱＞皮带-减速箱＞四连杆＞盘根盒.依据仿真结果,有针对性地进行抽汲参数优化,使抽汲参数更加合理.与优化前相比,抽油机井优化后的系统效率提高了4.74个百分点.     

基于建筑热惰性的空调系统动态调节优化研究

从运行方式的角度对地板辐射+地源热泵空调系统进行优化，以济南某办公建筑为例，利用Trnsys仿真模拟软件建立地板辐射+地源热泵空调系统模型，通过改变负荷侧水泵流量、机组功率、系统启停时间，比较不同方式运行的舒适性和经济性，探索地板辐射供冷系统建筑围护结构的蓄热特性。结果显示：在保证舒适性的前提下，可以减小负荷侧水泵流量和机组功率，确定最佳运行参数，减少系统能耗；墙体总蓄热时间为12.5 h，放热时间为11.5 h，由于墙体具有热惰性，温度变化具有明显的峰值延迟现象；系统在7:30～18:00运行能够缩短运行时间，降低空调系统运行能耗。     

空调冷冻水泵变频能耗特性的研究

通过分析冷冻水管路特性随空调负荷变化的特点 ,得出了计算空调冷冻水泵变频调速运行总能耗的一般关系式。研究表明 ,在中央空调系统中 ,由于冷冻水管路特性曲线随空调负荷而变化 ,在确定水泵变频调速运行的能耗时已不能直接应用泵的相似定律 ;变频冷冻水泵的能耗并不与转速或流量的三次方成正比 ,而是与空调负荷、空调用户的流量分配及空调用户的位置等有关。     

燃煤烟气湿法脱硫系统模型及优化运行

针对湿式石灰石-石膏法脱硫工艺能耗偏高的缺陷,通过研究气-气换热器(GGH)、除雾器、增压风机、循环浆液泵和氧化风机等设备运行情况,并结合流体力学基本原理,推导出增压风机、氧化风机和循环浆液泵的数学模型.以某600 MW燃煤电厂脱硫系统为例,得出了脱硫系统阻塞率与GGH压差和除雾器压差的特征曲线,以及总阻力系数与GGH阻塞率和除雾器阻塞率的关系.结果表明:当阻塞率0.3时,GGH和除雾器需进行吹扫,同时在运行过程中也要保证总阻力系数0.003;循环浆液泵的优化组合可实现脱硫系统节能降耗和增压风机的优化运行;根据SO2质量浓度和烟气量变化来优化氧化风机出力,亦可促进脱硫系统的优化运行.     

泵站动态规划优化模型的全局敏感性分析方法及应用

为深入探究泵站实际运行特征,识别敏感参数,为泵站运行提供技术支撑,以龙门泵站为例,基于拉丁超立方抽样技术对各个参数进行抽样,基于方差的Sobol指数法、互信息法分别分析了泵站优化调度模型的全局敏感性分析。结果表明,瞬时流量为对泵站优化模型最敏感的参数,即瞬时流量对泵站最小能耗影响最大;瞬时流量与其他参数存在较强的交互效应,在构建相关优化模型及对模型进行率定过程中需优先考虑;Sobol法和互信息法均适用于多变量非单调非线性模型,且对参数的概率分布无特殊要求,能够准确定量地识别参数的敏感性。研究成果可为泵站优化模型精确建模及高效率定提供指导。     

660 MW超超临界开式循环火电机组冷端综合优化

在“双碳”背景下,提高低负荷工况下汽轮机冷端运行的经济性愈发重要。本文以陈家港电厂660 MW机组的冷端系统为研究对象,建立了循环水泵变工况计算模型,实现循泵泵组-凝汽器-汽轮机组的耦合计算。以实际循环水参数和运行负荷为变量,通过建模分析,开展了循环水泵泵组工频与变频运行对比、机组冷端综合优化等研究。结果表明,潮汐对循泵功率的影响不大,但对循环水流量的影响较大,同一天的最大差异接近5 000 t/h;循泵变频的最大节能率超过45%。当环境温度约低于22℃时,可以通过调整循环水流量降低煤耗率;环境温度越低,煤耗率收益越大,平均煤耗率可降低2.8 g/kWh以上。     

电站循环水泵效率求取试验方法对比分析研究

循环水泵效率是电站循环水系统运行方式优化的重要指标,为提高循环水系统运行经济性,必须对循泵运行方式进行优化调整,而准确确认循泵效率势在必行。目前电站循环水流量采用超声波流量计、热平衡方法,但两种测量方法各有利弊。结合现场第一手资料和丰富的工程实践经验,采用循泵扬程—流量曲线拟合反推法对循环水流量进行了计算,确认了循泵效率。以某330MW火力发电厂循环水泵效率为例,对实际应用测量结果进行了分析比较,试验结果证明其科学合理性,可供工程实际应用参考。     

一种冷却循环水系统节能评估的参数测定方法

冷却循环水系统用水能耗约占企业总能耗的50%以上,极端情况下甚至占到70~80%。对循环水系统进行节能技改,是减少工厂用电、降低企业运营成本的一项重要措施。当前的实际情况往往是冷却循环水系统节能技改在进行前期工况调研时,无法获得包括压力、流量等在内所必需的运行参数,导致无法通过对所采集数据进行计算分析去进一步完成系统节能潜力的评估。作者整理总结出一种工业冷却循环水系统节能潜力评估的参数测定方法,在无法直接获取前期工况调研所需的压力、流量等运行参数的情况下,通过间接方法获取所需参数,仍然可对系统节能潜力做出初步的评估,进而为后续技改方案的制定提供前期的分析和依据。     

空调冷站系统优化控制方法研究

本文以提高空调冷站系统运行能效为目的,分析和总结当前冷站系统优化控制方法的难点和不足,提出基于冷站系统各设备运行特性曲线和建筑热负荷特点来动态地优化系统设定值,并以系统设定值来控制冷站相关设备的优化控制方法。以某冷站为例分析优化控制策略应用前后系统的节能量,研究结果表明:通过应用优化控制策略,冷站系统全年节省运行能耗17%,冷站系统综合能效(含冷机、冷冻泵、冷却泵和冷却塔)提高18%,冷站系统能效明显提高。     

电流密度和运行温度对PEM水电解制氢能耗的影响

质子交换膜(PEM)水电解制氢技术是采用绿电制取绿氢的重要方法,对我国实现双碳目标具有重要意义。优化运行参数是降低PEM水电解制氢系统能耗的一种重要途径。建立一套工业级PEM水电解制氢实验装置,通过现场实验,考察电流密度和运行温度对PEM水电解制氢系统能耗的影响,探讨优化运行参数降低运行能耗的方法。结果表明,当电流密度为0.2～1.4 A/cm²、运行温度为20～60℃,PEM水电解制氢系统单位能耗分别与电流密度、运行温度负相关。提高运行温度会引起电解电压下降,系统单位直流能耗显著降低。提高电流密度会造成系统单位直流能耗升高,而单位交流能耗降低。     

基于数据分析的成品油管道运行能耗优化及在线监测系统开发

针对成品油管道输送过程的能耗优化问题,构建了成品油管输系统能耗优化模型,以输送能耗最低为目标函数和约束条件,采用遗传算法将编码化的启泵方案逐代优化,以搜寻局部最优解。随着计算次数的增加,可找到近似最佳启泵方案,实现最低能耗输送。接着建立了成品油管网能耗监测系统,实现管道运输状态下能耗相关参数的实时采集,并通过算法模型对实时采集数据进行处理得到优化结果。最后以中石化销售华南分公司某段成品油运输管线为例,进行了实例验证,结果表明优化方案实现能耗降低2个百分点,年节约用电约600万kWh。     

梯级泵站变速节能的优化计算

梯级泵站采用变速调节可以很好地满足各级站之间的水位、流量约束,故运行时的动态配合过程简单,其运行优化问题可以简化为整个提水系统的静态扬程分配问题。本文以整个梯级提水系统的总能耗最小为准则,通过求解动态规划模型来确定各级站的最优扬程和相应的开机方案及各机组的最优转速。     

基于实际管网特性的并联水泵节能运行研究

文中分析了影响实际管网特性的两个主要因素,管网最小阻力的存在导致实际水泵变频运行曲线与额定工况不相似,水泵运行台数的增减会导致管网阻抗系数改变,两者都会导致并联水泵运行调节时能耗大于理论上的相似估算值。为进行并联变频泵组节能运行优化,建立了数学模型,编写了python程序,可计算不同目标流量下水泵运行的最佳方案。结合实际案例,给出了水泵变频运行下限的计算方法,仿真模拟验证了该优化方法可以计算得到不同情况下运行方案之间的能耗差异,并分析了管网最小阻力和台数不同时的运行能耗量化结果,其中水泵运行台数增减导致管网阻抗系数的改变对能耗的影响更大。该研究基于水泵运行时面临的实际问题提出的解决方案,为挖掘水泵节能潜力、提升能耗预测精度提供参考。