2008~年自考00456教育科学研究方法(二)试题答案历年试题及答案汇总.doc

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基于扬程自适应的机泵高效节能控制何㈢洲121电工技术学报引言浙江大学电气工程学院杭州华章电气工程有限公司摘要针对静扬程时变的机泵取水高能耗问题,在综合分析机泵性能的基础上,给出了随工(SAH)束条件下基于傻牡魉俳谀芸刂品āMü,使机泵工况点保持在满足相似工况的效率极大值曲线上,实现最大程度提高机泵运行效率节能降耗的目的。实验结果表明,相同的转速变化下,与按照额定转速最高效率点设(DHHE)SAH定的不等式关系时,取每千吨水节电幅度随转速降低而增加。关键词:机泵时变静扬程高效节能调速控制中图分类号:HeadBased机泵要获取好的节能效果,一是减小静扬程最大限度利用重力做功;二是按取水量选择合适的工况点。传统的调节方式主要有以下两种:①管路特性曲线的调节,如节流;②机泵特性曲线的调节,如机泵调速‘卜副。减小静扬程结合调速在相同工况下节能优势明显睁,但水厂取水泵站类的静扬程通常年月2411TRANSACTIONS‘猻(1Zhqiang2HangzhouCoLtdHangzhou—,,973(2009CB320602)(2006C11227)资助项目。2008-0221改稿日期..
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卜采样间隔。_()1PKoHQHc=Hs+22叩——机泵效率。Q()硒——系统参数。凰——管路的能头。风——静扬程,表示势能的增加值,即取水口——综合阻力系数,与阀门开度及管道材{HH(n7n)2联立式褪,可得各等效点随凰自锍套允视调速控制法是时变并且难以人为改变的。文献】对给水系统的完全枚举法结合约束变尺度法搜索最优解的方法优9标建立了一个大范围非线性优化模型,用主目标函数法简化模型,并通过解拉格朗日方程得到优化组合;文献所述节能效果较好,但都未讨论静扬程时变的不同工况下如何寻找机泵运行效率全局最优根据额定转速最高效率点设计静扬程的机泵调速控制,节能效果优于传统的节流和恒速控制;然而,该方法的工作点往往不满足机泵相似定理,难以保证机泵始终运行在最高效率;且不易适应静扬程时变的工况。不同工况下最优解的探求和综合最优控制的实现等方面还有待进一步研究。本文以取水泵站系统中的机泵为研究对象,在综合分析管路和机泵性能的基础上,探求了静扬程与流量及效率的关系,给出了扬程自适应调节律;(SAH)SAH与控制法之间的机泵耗能对比实验,论证了SAH单台机泵的能耗与效率、流量和扬程相关,其轴功率为式中(1)n机泵高效运行与工况点的选择密切相关。实际运行中,工况点是机泵性能曲线和管路系统性能曲线的交点,即管路的能头等于机泵的扬程时,机泵才能稳定工作管路能头主要包括静扬程和流动损失两部分料、形状等相关,对特定管路系统是机泵性能分析机泵相似工况点满足如下定理‘】:/I=P(n)3式中,⑷、’和、分别为机泵任意两个相似工况点的流量、扬程、轴功率和转速。由式褪可得相似工况点的效率相等,r=77(4)式中,凰为常数,表示不同效率下等效曲线的参数。(5)簇抛物线。综合管路和机泵特性可得静扬程自适应调节律的离散表达式适应变化的岸杂Φ膎。1程关系图。痮、和珑分别对应于机泵额定转速,、第卷第期何中杰等基于扬程自适应的机泵高效节能控制解。管路。陛能分析和出水的水位差;常数。H=KQ2籥一口叨I不同运行工况点的效率与静扬程关系示意图叩Qm3h-1)。
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』日蹾蹾【‰Ⅱ吼风换恕!⒒恕:停则分别是其对应的管路曲线。誷【丁卜縧点。、和对应的静扬程分别为毯⒎鏻和计静扬程为风弊K俅觧抵粒琹。时,若静扬程当静扬程降至凰保舨捎肧法,那么工况点低至凰羰褂肧控制法,则工况点可转移到凰。。;——系统实际最大静扬程;QQi实验实验系统采用离心泵:额定功率和静扬程分别为/,,和下的效率曲线。、和则分别为转速!,和摊:的效率极大值点,机泵的调速范围受系统实际最小静扬程日。约束。、和分别为伽、,和,时机泵的最大效率稳定运行工况通常在一定流量范围内,运行在相同转速下的l适应静扬程变化,并增大取水量,从而减少低效运行下取用单位量源水的附加能耗。具体控制过程分l日誷槐洌墒知管路性能曲线为抛物HcoDHHEMo,机泵在非最高效率区运行,对应流量为:而就可从转移到,机泵可以运行在效率曲线高效区内,对应流量为,由图杉鸔,且扬程小于。依据式褪可推算出点的。同理,当机泵转速继续下降至,,若采用法工况点将转移至,对应流量为,1,仍在效率曲线高效区内运行,对应流量为,由图猀,且扬程小于。同样依据式褪可推算出点的。由上述分SAH保证机泵运行在高效区,从而实现最大程度提高全局运行效率的目