硫磺成型节能控制方案的研究

【摘要】：本文是以中石化普光气田硫磺成型工艺为被控对象,该工艺采用的是Devco Wet水造粒工艺。由于在原控制方案中,系统不能实时根据液态硫磺负荷的变化来调整抽水泵和风机的运行,为此消耗了过多的能量。针对原硫磺成型控制方案的不足,本文设计出了一种改进的控制方案,这种方案相比原控制方案有更好的节能效果。 为了实现改进控制方案的目的,主要的任务就是建立系统的模型,也就是冷却水流量和冷却器两端温差,与抽水泵和冷却风机二者总功率的数学模型。在对造粒塔、离心泵、风机三个控制对象特性分析基础上,并通过机理和系统辨识这两种建模方法的对比,最后通过系统辨识的方法建立出了系统的模型。并采用非线性回归分析方法,计算出了模型有关的系数,并拟合出了系统模型曲面图。 根据液态硫磺在造粒塔中凝固成固体放热计算公式,可以实时计算出液态硫磺放出的热量。然后根据热量平衡方程式就可以计算出这一工况下冷却水流量和进出造粒塔两端的水温的乘积值。在运用所得的系统模型,并通过Matlab优化程序实时计算出在每一工况下,风机和抽水泵总功率的最小值,以及与这个功率最小值相对应的冷却水流量和冷却器两端温差。然后,通过OPC协议将计算出的值送到PLC中,通过风机和抽水泵相应的控制程序,使冷却水流量和冷却器两端温差控制在相应的设定值上。 【关键词】：硫磺成型 回归分析 节能
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TE644
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 文献综述9-15
• 1.1 前言9-10
• 1.2 课题背景10-13
• 1.2.2 工艺流程分析10-11
• 1.2.2 控制方案比较分析11-13
• 1.3 本文研究内容13-15
• 第2章 控制对象特性分析15-29
• 2.1 造粒塔特性分析15-16
• 2.2 离心泵特性分析16-22
• 2.2.1 离心泵基本构成16-17
• 2.2.2 离心泵的工作原理17-18
• 2.2.3 离心泵的分类18-20
• 2.2.4 离心泵的主要工作参数20-22
• 2.3 风机特性分析22-24
• 2.3.1 离心式通风机的工作原理与基本结构22-23
• 2.3.2 离心通风机的性能参数23-24
• 2.4 泵与风机变频调速节能分析24-29
• 2.4.1 异步电动机变频调速的原理24-25
• 2.4.2 泵与风机变频调速节能原理25-29
• 第3章 建模方法分析29-37
• 3.1 控制系统机理建模分析29-31
• 3.1.1 抽水泵模型分析29-30
• 3.1.2 风机模型分析30
• 3.1.3 机理建模分析总结30-31
• 3.2 控制系统辨识建模分析31-37
• 3.2.1 辨识建模分析32-37
• 第4章 控制系统结构研究37-41
• 4.1 工控机组成的控制系统37-38
• 4.2 PLC 控制系统分析38-41
• 4.2.1 PLC 特性分析38-40
• 4.2.2 PLC 控制系统结构40-41
• 第5章 控制系统实施41-57
• 5.1 建模数据测取程序设计41-46
• 5.1.1 抽水泵流量和功率稳定数据测取程序设计41-43
• 5.1.2 风机参数测取程序设计43-46
• 5.2 系统模型的求解46-49
• 5.3 MATLAB 与PLC 通讯49-50
• 5.4 控制方案的实施50-57
• 5.4.1 PLC 实现常规控制方案研究50-51
• 5.4.2 控制程序实施51-57
• 第6章 结论57-59
• 参考文献59-61
• 攻读硕士期间已发表的论文61-62
• 致谢62

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