基于STM32单片机的工频空压机改造及其节能控制系统设计

工频空气压缩机(以下简称工频空压机)因不能调整电动机的转速而无法调节气体输出量,在负荷变动较大时,易造成能源浪费。因此,基于STM32单片机,设计一套空压机多机控制系统(包括变频机、工频机),对工频空压机进行变频改造,并利用物联网实现远程数据采集、控制及数据保存等功能,以减少压缩空气的浪费,提高电能的利用率。

New approaches to characterizing urban air particles in central London

Atmospheric particles in central London during July 1996 have been apportioned to sources by two complimentary techniques: (1) morphological characteristics, determined using high power light microscopy; (2) chemical composition determined by energy dispersive spectroscopy. During the study period, the majority of particles were found to be either biological in origin, or from vehicle related combustion processes. Trends in the latter group of particles are explored further. Numbers of particles per cubic metre were determined at an hourly resolution over a period of six days, and were found to be significantly correlated with other traffic pollutants such as benzene and 1,3 butadiene, although there is no relationship with mass of PM10 as measured by a nearby UK Government monitoring station. We suggest in this paper that numbers of particles from car exhausts are more representative of traffic pollution than current estimates which use monitoring by mass.

涡轮压缩膨胀机的设计与性能分析

随着人们环境保护意识的加强,天然工质制冷剂重新受到研究人员的关注。空气是一种安全且对环境绝对友好的天然制冷剂,未来,压缩空气制冷循环有望成为传统蒸气压缩制冷循环的潜在替代品。压缩膨胀机作为压缩空气制冷的核心部件,其工作效率对机组性能有直接影响。为了设计出能够配合膨胀机高效工作的离心压缩机,需要对传统的设计方法进行一些修正。本文将质量、动量、能量守恒与射流尾迹区理论相结合,并将传统的离心压缩机相关参数推广到较低压力的范围中,提出了一种与现有的涡轮膨胀机相匹配的离心压缩机几何参数的设计方法。使用该方法为现有的膨胀机设计了对应的离心压缩机,并利用其他学者分析过的离心压缩机模型对该方法进行验证,利用计算流体力学方法(CFD)对压缩膨胀机变工况下的工作性能及对膨胀功的利用率进行模拟分析。按本方法设计的离心压缩机在设计工况下能够以高于92%的效率利用膨胀机的输出功。在变工况条件下能够以高于88%的效率利用膨胀机的输出功,并且在设计质量流量附近能够顺利运行。

燃料电池空压机气磁悬浮系统的协同控制研究

针对燃料电池空压机目前存在的驱动和支承问题,提出一种箔片动压轴承和动力磁轴承一体化的气磁悬浮型空压机。基于空压机的结构组成,建立空压机磁悬浮支承力、气悬浮支承力以及空压机转子动力学数学模型;基于燃料电池空压机转子系统动力学模型的状态空间方程,设计抗干扰强的协同控制器,并对它进行了转速、驱动转矩、转子悬浮位移以及电磁调节力等关键物理量的仿真分析。结果表明:协同控制在响应、抗干扰以及鲁棒性方面的控制优于PID控制。基于协同控制和PID控制建立了控制实验平台,并对空压机转子的气磁悬浮进行分析,进一步验证了协同控制具有优良的控制效果和良好的控制性能。

压缩空气储能技术研究现状及发展趋势

[目的]压缩空气储能具有储能容量大、安全性高、寿命长、经济环保、建设周期短等优势,是未来和抽水蓄能相媲美的长时储能技术,成为未来储能重点布局的方向。在此背景下,文章通过对压缩空气储能技术现状进行综述,分析不同压缩空气储能技术的工作原理、面临挑战及解决方案,以期对压缩空气储能技术的发展提供参考。[方法]文章首先对压缩空气储能技术原理进行了介绍;对系统中的压缩机、透平膨胀机和换热器等关键设备进行了阐述,分析了大规模压缩空气储能用的关键设备;并从地面关键工艺技术和地下储气设施两个角度介绍了大规模压缩空气储能系统的常用关键技术、发展现状及工程案例;最后对压缩空气储能技术的未来发展趋势进行了分析。[结果]结果表明:蓄热式压缩空气储能是当前国内的主流技术,且高温储热成为未来压缩空气储能发展方向,也是压缩空气储能提高效率的重要途径。同时,系统关键设备和技术优化、成本降低、应用场景发展等方面尚有一定改进空间。[结论]压缩空气储能作为一种长时储能,对未来构建新型电力系统具有重要的支撑作用。

风冷螺杆空压机测试系统及环境参数对性能影响研究

针对大型风冷螺杆空压机散热量大,会使周围环境温湿度迅速发生变化的特点,设计了一种局部排风的空压机性能测试系统,并探究环境参数变化对空压机容积流量和比功率的影响。结果表明:测试环境温度均匀性能达到0.5℃以内,空压机进气口温度波动度在±0.3℃以内,确保了测试环境的稳定性;空压机的容积流量受环境温度和相对湿度的耦合影响,空压机处于低环境湿度时,相对湿度影响更大,处于高环境湿度时,则相反;空压机的比功率随着测试环境温度和相对湿度的增加而增大,受环境温度的影响更大;在测试范围内,环境相对湿度为50%,温度为20℃时,空压机性能最好。研究结果可为根据实际运行环境选定空压机提供一定的理论指导。

离心式空压机余热制冷/热系统分析

离心式空压机余热以压缩空气的热能为主,通过采用换热器回收空压机余热用于冬季供暖和夏季制冷。离心式空压机余热的回收量主要受压缩空气排气温度、换热器排气端差及热水进出口温度共同影响。建立了进气温度、相对湿度及压缩后空气压力与压缩后空气露点温度的关系曲线,结果表明压缩空气的露点温度随着进气温度、相对湿度、压缩后压力的升高而升高。由于热回收后的排气温度仍然很高,余热主要以压缩空气显热为主。实际应用中,热电比为47.3%、冷电比为23.4%。在余热制冷方面,制冷量主要受热水型吸收式冷水机组驱动热水温度和性能系数影响,采用两级热水型吸收式冷水机组与系统匹配性更好,使用更为普遍。系统总投资回收期为0.38 a,收益主要来自于供暖;制冷设备投资回收期为1.82 a。

振荡与瞬间过载情况下空压机组启动功率智能控制

为解决工业空压机组启动过程中储能变流器出现振荡和瞬间功率过载问题导致功率不平衡的问题,该文设计一种空压机组启动功率稳定自动控制方法。根据空压机软启动过程中,空压机组功率因数角的变化规律,使用变点分组法对采集到的功率因数角的离散程度进行划分,利用功率因数角闭环反馈对动态过程的触发角进行补偿,解决振荡问题。为了防止储能变流器过载的问题,通过计算有功功率损耗、增益、损失能量等指标,引入恒功率控制来保持输出功率的稳定性,通过调节稳定控制参数并实施自适应模式转换,实现空压机组在不同工况下启动功率稳定输出的自动化控制。实验分析表明,设计的方法功率稳定化控制精度高、响应迅速,拥有较大的应用优势。

双冷水式机房空调自然冷却应用的节能分析

为了探索我国各地双冷水式机房空调自然冷却应用的节能潜力,给出了一种双冷水式机房空调自然冷却应用系统架构并分析了其运行模式。建立了双冷水式机房空调与冷水式机房空调的对比分析模型,利用当量压缩机耗电量对双冷水式机房空调的自然冷却应用进行了节能计算分析。结果表明:双冷水式机房空调直接利用冷却塔自然冷却的应用方式具有广泛的适用性;节能效果在可充分利用自然冷却地区越发突出,在不考虑水资源紧张的前提下节能率由高至低依次为西北、东北、华北、云贵高原、华东、川渝、华中及华南地区,其中西北地区绝大部分城市的节能率超过80%;通过采取节能优化措施可进一步提升双冷水式机房空调在水资源丰富、自然冷源相对贫乏的华南地区的节能效果,节能率提升值可达14.1%~20.5%。

空压系统节能优化改造运行总结

针对空压系统的能耗高、压缩空气品质低等问题,经过数据分析和技术对比,采用离心式空压机、零气耗干燥机等新设备对空压系统进行优化节能改造,实现了卓越运营。

电力系统稳定器在PTA装置空压机组的仿真应用分析

为了解决大型余热发电机组受工艺生产波动影响,系统稳定性差的问题,提出了引入电力系统稳定器(PSS)作为励磁调节器的附加控制。介绍了PSS的类型与特点,并选择PSS4B作为控制模型,基于300万吨PTA项目空压机组实际参数,采用Matlab/Simulink软件模拟发电机在不同工况与扰动条件下的运行情况,仿真结果验证了PSS4B的有效性。

燃煤电厂压缩空气集中供应技术路线对比分析

针对燃煤电厂开展压缩空气集中供应的综合能源项目,分析了商业市场,空压机本体及驱动的技术路线,指导电厂根据市场需要优化开展空压机及驱动方式选型设计和安装实施。结果表明空压机设备选型时需要充分考虑压缩空气的可靠性、稳定性要求,以满足客户需求。空压机型式与容量的确定应遵循经济性、安全性等原则。项目设计应考虑排气压力、排气量、压缩比,以及用气高峰、平均用量、低谷用量、压缩空气品质要求等因素。

蒸汽动力空压机代替电驱动空压机的可行性分析

针对空压站耗电量大的问题,探讨了将空压站系统中电动离心式空压机替换为蒸汽动力式空压机,由厂区蒸汽驱动的吸收式制冷机向压缩热再生吸附式干燥机的冷却器提供制冷量的可行性。该方案可有效利用厂区余热产生的蒸汽,降低电力消耗和运营成本。但是蒸汽计算成本对系统收益影响较大,对于需要大量压缩空气且有较多余热可利用产生蒸汽的工业生产场所,蒸汽动力空压机代替电驱动空压机是一种可行的选择。

不同空调末端对磁悬浮离心式压缩机与液泵驱动复合冷却系统性能的影响

设计一种制冷量为240~250kW的磁悬浮离心式压缩机与液泵驱动复合冷却系统样机,分别配置2组120kW房间级冷冻水末端、4组60kW列间级冷冻水末端以及2组120kW风墙制冷剂末端、12组20kW热管背板制冷剂末端,在焓差室进行试验研究,分析不同末端冷却系统在8个典型城市的应用效果。结果表明:对于冷冻水泵输配的复合冷却系统,采用房间级冷冻水末端时,8个典型城市平均AEER为6.5,PUE≤1.29;采用列间级冷冻水末端时,平均AEER为9.3,PUE≤1.24。对于液泵输配的复合冷却系统,采用风墙制冷剂末端时,平均AEER为11.8,PUE≤1.21;采用热管背板制冷剂末端时,平均AEER超过14.8,PUE≤1.18。相比房间级冷冻水末端,列间级冷冻水末端、风墙制冷剂末端、热管背板制冷剂末端的各个典型城市AEER平均增幅分别为42%,80%和127%,这表明制冷剂末端,特别是热管背板制冷剂系统,在应用时的能效更佳。磁悬浮离心式压缩机与液泵驱动复合冷却系统性能可以匹配不同形式的末端,在不同城市PUE的预计应用效果均低于1.29,可以为我国数据中心冷却系统的设计提供参考。

基于PLC和MCGS工控组态软件的空气压缩机自动控制系统设计

针对目前空气压缩机在实际运行过程中可靠性差、能耗大的问题,设计基于PLC和MCGS工控组态软件的空气压缩机自动控制系统。对系统的整体设计方案进行分析,通过变频调速控制改造空气压缩机功率节能。另外,对系统硬件设计进行分析,系统硬件主要包括注油泵、空压机、传感器、被控设备、变频柜等设备。软件设计过程中,通过空气压缩机供气,上位机监测管道压力,利用西门子S7⁃300 PLC对空压机参数进行扫描;通过西门子WinCC组态软件设计人机界面,显示空气压缩机的参数信息。通过实验显示,系统能够满足企业使用需求,提高设备运行过程中的自动化程序。

Tricon TS-3000在催化机组控制上的应用及改进

介绍了洛阳石化总厂催化裂化装置大型机组控制系统技术升级改造情况,针对Tricon TS3000控制系统在机组运行过程出现的问题进行分析和改进,保证了机组的长周期安全运行与控制。

S—10系列压风机动力机组的技术改造

S— 1 0系列压风机动力机组是 2 0世纪 70年代的产品 ,已不能满足使用要求。鉴于此 ,对该系列机组做了技术改造 :选用国产MWM2 3 4V8柴油机作动力机 ,在传动系统中采用新研制的ELJ2 2 0液压离合减速箱 ,实现了自动控制和遥控 ,更换内部齿轮后 ,在速度比 0 8～ 4 2之间有 9组速度比。MWM2 3 4V8柴油机配用ELJ2 2 0液压离合减速箱后 ,柴油机功率和扭矩增加 ,燃油消耗降低 3 0 %,润滑油消耗降低 89%。以一台机组一年工作 1 50 0小时计算 ,可节省燃油近 2 0t、润滑油约 5 5t;机组工作可靠性显著提高 ,维修使用费相应减少 80 %以上。

S-CO_2布雷顿循环中离心式压缩机研究现状

从小型离心式压缩机运行效率和冷凝影响两方面介绍了国内外机构对S-CO2离心式压缩机研究的现状。指出:采用小型离心式压缩机对布雷顿动力循环系统中压缩机的设计和理论研究进行实验验证仍是最优的方案;应充分利用现有技术深入研究小型离心式压缩机内部流场分布和边界层的影响,为S-CO2离心式压缩机设计与优化提供理论支持。

关于M251S型燃机空压机运行故障的分析

结合实际运行状况,对50 MW燃气蒸汽联合循环发电机组空压机运行中存在的问题进行了分析,同时提出相应的处置措施,确保机组稳定经济运行,对于同类型机组的运行具有一定的借鉴作用。

SDD8型机车辅助交流传动系统空压机电机设计

从电磁、结构两方面介绍了SDD8型机车辅助交流传动系统空压机电机设计,从计算结果看,各参数均满足用户的要求。