工业生产系统节能减排技术报告.doc

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1、工业生产系统节能减排技术报告一、基本概念流体力学是研究流体的宏观平衡和运动规律的科学，流体的宏观物理量实际上是测量仪器对测量点周围大量流体分子的微观行为作统计平均的结果。从物质存在的角度，自然界物质的存在形式可以分为固体和流体。其区别在于对剪切力或切向力不同的力学反应。固体在平衡状态下可以承受一定的切应力。流体在切应力作用下必须产生连续不断的变形，因此流体也定义为：在任何微小切应力作用下会连续变形的物质。流体可分为液体和气体，区别在于分子间距与分子间引力的不同。气体分子间引力小，分子可以自由运动；液体分子间距很小，分

2、子间引力较大，相互制约。二、流体运动的基本原理在流体运动学中，流体视为连续介质，由质点连续无间隙组成，流体质点也构成了研究流体力学的最小物质实体。理想流体的粘性系数为零，实际上所有的流体都具有一定的粘性系数，其区别可以用雷诺系数表示。通常，对于气体在喷管或有限大的进气道中的流动，由于流道较短，可以忽略粘性影响而作为理想流体来处理。理想流体的基本运动方程是欧拉方程，其表达式可以写为：式中V是流体微元的运动速度，为流体的密度，p是流体微元表面受到的压强。对理想不可压缩流体，即使是非定常的三维流动，欧拉方程的求解也非常困难

3、。伯努利方程是理想流体定常流动的动力学方程，意为流体在忽略粘性损失的流动中，流线上任意两点的压力势能、动能与位势能之和保持不变。其基本表达式为：式中c是伯努利系数，对于不同的流线，伯努利常数具有不同的数值。根据流体力学的基本理论，气固混合物的流动过程将伴随着动能损失。流过节流装置后，气流的压力会相应减少，损失了风送系统的有用功，浪费了风送系统的能量。如何研制高效、节能的风送系统是工业界面临的重要研究课题。一、技术原理基于流体力学的基本原理，针对气固混合流体的实际模型，系统开发了一套风送系统参数的应用软件，通过实地测量

4、现有装置的运行参数（风量、功率），提出该套装置的全节能减排方案，真正实现气固化流体系统的节能减排，降低企业生产的成本，提高企业经济效益和社会效益。通过深入研究风送系统在某一转速下的性能曲线与管网阻力特性线的焦点，找到风送系统的工况点。针对风送系统特有的物料输运特性，有效地调节风送系统的风压或风量，在满足生产对流量或压力要求的前提下，最大限度地实现节能，是风送系统节能减排的基本指导思想。基于“系统设计、专业集成”的基本理念，通过软件模拟、实地测量、数据分析、方案编制，根据客户的实际需求度身定制，系统的运作强调高效搭配，

5、优化管网的阻力参数，保证系统的高效率运行，降低风送系统的能耗。二、技术描述风送系统节能的途径与潜力总体分为两大类。一是从产品设计角度提高风送系统在设计点和变工况区的效率；二是从产品在观场实际运行的情况，尽可能地提高运行效率。4.1传统技术4.1.1传统技术问题1.较大的备用容量传统工业装置，在引入风送系统时，通常安装装置的最大出力选型，并考虑一定的裕度，送风系统的备用容量较大，多数运行时间挡板开度在30%～50%之间，因此风送系统长期偏离经济区运行，经济效果差。2.粗放式系统设计传统工业装置，在配置风送系统时，系统中

6、使用的物料、工作环境温度、风力的大小等都会影响装置的工作效率。如何实现装置与物质的协同运行，提高效率，是精准化系统设计中必须考虑的问题。4.1.2传统技术解决方案1.变频调速改造变频调速是一种改变电动机旋转磁场同步转速的方法。其基本原理是电机转速与工作电源输入频率成正比，通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。变频器采用交-直-交电源变换技术、电力电子、控制等技术的综合性电气产品。降低转速时，调节频率由基频向下，需要降低电动机定子相电压，以保持磁通不变，由此降低电动机旋转磁场的同步转速。变频后电动机仍能在该

7、频率的同步转速附近运行，基本保持额定的转速差，转速差损失增加不大。变频调速的问题在于：如果风送系统出现故障，变频与工频之间不能快速切换，延迟的存在容易导致风压与风量下降较快；变频调节时，电动机转速降低使得自身冷却风机转速下降，电动机散热效果不好，需要单独的冷却装置；风机电动机的电压高，功率开关等器件耐压水平不够，造成电压匹配问题等。2.液力耦合器变速调节调速液力耦合器的选用应注意耦合器3%的转差功率损失，因此选择电动机应留合理的裕量，同时要考虑投资规模和回收效益。3.调压调速调压调速的优点是线路简单，调压装置体积小、

8、价格低、使用维护方便。但在低俗运行时转差功率大，效率低，调速特性软。若提高调速精度，则需要采用转速反馈的闭环控制系统。4.同步电动机调速控制直流式由同步电动机和晶闸管逆变器组成，通常采用交—直—交变频器。先用晶闸管将交流电变为直流电，然后再通过晶闸管逆变器给电动机定子绕组供电。交流式装置由同步电动机和频率变换器组成。电动机定子绕组由自控式的交—