中央冷卻水節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文-預(yù)覽頁
【正文】 20xx 年 5 月 20 日 摘要 受全球能源緊張和全球溫度上升影響，節(jié)能技術(shù)越來越受世界各地的關(guān)注，現(xiàn) 今的中央冷卻水系統(tǒng)幾乎都存在海水泵功率較大，運(yùn)行時間長，海水泵控制技術(shù)一直停留在人工控制階段等問題，造成較嚴(yán)重的“大馬拉小車”現(xiàn)象。 中央冷卻水節(jié)能系統(tǒng)是針對以往的海水冷卻系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化升級的設(shè)計，以FATEK HMI—— FT104NTT51R 作為上位機(jī)監(jiān)控臺、 SIEMENS 1214C 作為下位機(jī)控制器、 ABB ACS51001 (50KW)作為驅(qū)動海水泵電機(jī)的變頻器，綜合了主機(jī)輔機(jī)運(yùn)行功率 、海水溫度、淡水溫度、溫控閥開度等多方面因素來計算變頻控制法自動調(diào)節(jié)海水的最低適應(yīng)流量，實現(xiàn)能源高效利用。但在不同地域及季節(jié)，海水溫度相差很多，不同工況下，主機(jī)、輔機(jī)的熱交換量各不相同，導(dǎo)致海水流量過度，資源浪費(fèi)。 通過與 CCS、 CL、 DNV 等船級社溝通，海水泵變頻節(jié)能系統(tǒng)只對變頻器有證書要求，其他系統(tǒng)設(shè)備并無特別要求，所以船東并不用考慮成本過高的問題。 系統(tǒng)架構(gòu) 中央冷卻水節(jié)能系統(tǒng)是基于 SIEMENS 1214C PLC 控制的信息化應(yīng)用系統(tǒng)；操作員站由 FATEK HMI—— FT104NTT51R（ 寸）來完成報警監(jiān)控、參數(shù)修改、報警歷史閱覽等功能，同時可以實時監(jiān)控整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)； ABB ACS51001 (50KW)作為驅(qū)動海水泵電機(jī)的變頻器，其架構(gòu)如下圖示： 廣州航海學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 頁 共 24 頁 圖 21 中央冷卻水節(jié)能系統(tǒng)架構(gòu)圖 廣州航海學(xué)院畢業(yè)論文 第 4 頁 共 24 頁 系統(tǒng)組成 上位機(jī) 相對 SIEMENS 的觸摸屏該款 FATEK HMI—— FT104NTT51R（ 寸）的人機(jī)界面有著靈敏度高、色彩豐富、背光時間長、價格 便宜等優(yōu)勢，參數(shù)表如下： 表 21 FT104NTT51R 參數(shù)表 項目 規(guī)格 顯示屏種類 高彩 TFT（ 65536 色） 背光模塊 LED 背光（ 50,000 小時以上 /常溫下） 亮度 (cd/㎡ ) 400 分辨率 (像素 ) 800 600 顯示尺寸 操作方式 觸控式、 4線電阻式、表面硬度 4H 輸入電源 DC20V～ DC28V 消耗功率 15W CE 符合 EN55022， EN6100042， EN6100043， EN6100048 前面板防水設(shè)計 符合 NEMA4, IP65F 冷卻方式 自然冷卻 外觀尺寸 (寬高深 ) 標(biāo)準(zhǔn)型 : 開孔尺寸 (寬高 ) 標(biāo)準(zhǔn)型 :259 201mm 通信方式 以太網(wǎng) 使用人機(jī)界面建立操作員站能完成系統(tǒng)的報警監(jiān)控、參數(shù)修改、報警歷史閱覽等功能，同時可以實時監(jiān)控整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，其意義在于：便捷、高效地監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行；提高操作員的工作環(huán)境質(zhì)量。 ABB是全球知名的大品牌，其質(zhì)量也得到了船舶以及各個行業(yè)的認(rèn)可， ABB 在世界各地都有服務(wù)公司提供專業(yè)的保修服務(wù)。其示意圖及泵參數(shù)如下： 廣州航海學(xué)院畢業(yè)論文 第 9 頁 共 24 頁 Ship NO. Messrs Pump Name MAIN COOLING Pump Type SCD450E Capacity 450m179。不同型號的離心泵， HQ 曲線形狀有所不同。該曲線的最大值相當(dāng)于效率的最高點(diǎn)。 /h 以上時，流量 Q增大 軸功率 N減小； η Q（泵效率與流量關(guān)系） 曲線 中 開始 泵功率 η 隨 流量 Q 的增大而增大，達(dá)到最大點(diǎn) （近似 460 m179。 /h —— 700m179。淡水是封閉并且循環(huán)使用的，經(jīng)過與設(shè)備熱交換后的淡水溫度往往很高，無法再一次循環(huán)進(jìn)行冷卻工作。示意圖如下： 圖 32 淡水冷卻器原理圖 經(jīng)過與海水進(jìn)行熱交換后的淡水稱為低溫淡水，為達(dá)到主機(jī)冷卻的標(biāo)準(zhǔn)，淡水的溫度不能過高也不能過低。當(dāng)設(shè)備的冷卻量變化、淡水循環(huán)溫度改變時，為了適應(yīng)淡水溫度的變化，我們需要通過改變海水的流量來制造出適宜的淡水冷卻量。熱交換量就是指熱傳遞過程中淡水（或海水）所帶走的熱能量大小。 /h λ為冷卻淡水密度 單位為 Kg/m179。 ，控制變頻器轉(zhuǎn)速。 。 ，三通閥開度，海水、淡水進(jìn)出口溫度。 、輔機(jī)功率監(jiān)視，實時監(jiān)控主、輔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。手動運(yùn)行模式下能實現(xiàn)選擇性啟動海水泵、轉(zhuǎn)速控制等。 廣州航海學(xué)院畢業(yè)論文 第 19 頁 共 24 頁 5 方案應(yīng)用比較 硬件比較 序號 設(shè)備 DESMI 本項目 比較 1 變頻器 宜控（ EMOTRON) ABB ABB 在變頻器領(lǐng)域一直處在領(lǐng)先地位，質(zhì)量、保修等都很有優(yōu)勢。 3 HMI FATEK FATEK 是國內(nèi)比較有市場的觸摸屏品牌，價格實惠、靈敏度高、反應(yīng)快，并且其使用壽命及 穩(wěn)定性都很好 。 3 設(shè)備調(diào)試及設(shè)備保修需要編程人員親自解決，靈活性較差。 5 傳統(tǒng)工業(yè)控制界面 圖形界面由專業(yè)美工人員進(jìn)行制作，配色。 DESMI 的系統(tǒng)報價是 58,000 美金，相對本方案而言 DESMI 成本較低。以（海水泵流量 450m179。 通常主機(jī)、發(fā)電機(jī)在不同工況下熱交換差異較大。以主機(jī)（額定功率130000Kw）、輔機(jī)（ 3 臺 1850Kw）按實際功率 85%計算，以變頻控制 方式進(jìn)行海水流量調(diào)節(jié)。 本系統(tǒng)處于研究開發(fā)階段，尚未在實船上使用。 [2] ABB《 ACS5100109A44 用戶手冊》，第 1517 頁。
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