中央冷卻水節(jié)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-資料下載頁(yè)
2025-07-09 19:37本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】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，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。如何高效利用海水泵成為關(guān)鍵問題之一。通過調(diào)查，越來越多的船東在造船過程。中傾向于海水泵變頻調(diào)速控制中央冷卻系統(tǒng)。調(diào)節(jié)海水的最低適應(yīng)流量，實(shí)現(xiàn)能源高效利用。
【正文】 。 方案中除了考慮海水進(jìn)出口溫度因素，增加主機(jī)、輔機(jī)等設(shè)備的實(shí)際功率，并以實(shí)際功率對(duì)應(yīng)的冷卻量為控制基準(zhǔn)，對(duì)海水泵進(jìn)行預(yù)變頻調(diào)速，適應(yīng)性較好且系統(tǒng)安全、穩(wěn)定，更能達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能效果，控制方式為首創(chuàng)。 2 無反沖洗功能 在沒有裝反沖洗裝置的情況下，通過 PLC 數(shù)據(jù)積累計(jì)算，自動(dòng)調(diào)整變頻器轉(zhuǎn)速，達(dá)到反沖洗功能。 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。 程序模塊化、通過界面直接手動(dòng)輸入相關(guān)設(shè)備參數(shù)，任何調(diào)試人員都能完成設(shè)備的調(diào)試、保修等。 廣州航海學(xué)院畢業(yè)論文 第 20 頁(yè) 共 24 頁(yè) 4 直接控制溫控閥開度，采集溫控閥之后海水溫度，控制精度出現(xiàn)偏差時(shí)會(huì)影響淡水側(cè)設(shè)備使用功能。 采集淡水溫控閥之前海水溫度及其溫控閥開度信號(hào)，作為海水泵變頻調(diào)速要素之一，保留原有溫控閥功能獨(dú)立性，確保淡水側(cè)設(shè)備使用穩(wěn)定性與安全性。 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。 6 根據(jù)泵的運(yùn)行時(shí)間，自動(dòng)切換海水泵的啟動(dòng)順序，確保泵的均衡運(yùn)行，及 早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備潛在問題，提早維護(hù)。 7 系統(tǒng)擴(kuò)展性能良好，如：增加機(jī)艙風(fēng)機(jī)能耗控制系統(tǒng)，拓展成本遠(yuǎn)低于增加系統(tǒng)，市場(chǎng)空間較大。 廣州航海學(xué)院畢業(yè)論文 第 21 頁(yè) 共 24 頁(yè) 6 節(jié)能計(jì)算 系統(tǒng)組成設(shè)備成本計(jì)算 表 61 系統(tǒng)設(shè)備采購(gòu)清單 設(shè)備名稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量 品牌 價(jià)格（元） 觸摸屏 FT104NTT51R 1 FATEK 1,800 控制單元 1214C+模塊 1 SIEMENS 9,300 變頻器 ACS5100109A44 3 ABB 75,000 離心泵 SCD450E 3 兵神設(shè)備 68,000 傳感器 壓力開關(guān)、壓力傳感器、溫度傳感器 9 8,600 控制柜 電纜、接觸器、繼電器、開關(guān)、指示燈等若干 0 6,800 系統(tǒng)硬件成本不超過 20 萬人民幣 ，加上系統(tǒng)的組裝、調(diào)試等費(fèi)用預(yù)計(jì)不超過 28 萬人民幣。 DESMI 的系統(tǒng)報(bào)價(jià)是 58,000 美金，相對(duì)本方案而言 DESMI 成本較低。 常規(guī)設(shè)計(jì)下，冷卻海水進(jìn)口溫度通常以 32℃為準(zhǔn)，配合額定轉(zhuǎn)速，恒流量的海水泵提供全船供水量。但在不同地域及季節(jié)，海水溫度相差很多，甚至可以低至 0℃。導(dǎo)致海水流量的過度，資源浪費(fèi)。以（海水泵流量 450m179。 /h，功率45kw，總裝機(jī)功率 130000kw）海水進(jìn)口溫度 25℃、海水出口溫度 45℃為例： 根據(jù)冷卻率公式 p=C △ t Q λ /3600 △ t 海水冷卻后的溫升（海水進(jìn)出口溫差）△ t（ 1） =（ 4532）℃ △ t（ 2） =（ 4525）℃ Q經(jīng)過被冷卻設(shè)備的冷卻水流量（海水流量） Q（ 1） = 450m179。 /h Q（ 2） = x λ冷卻淡水密 度 λ（ 1） = λ（ 2） C水的比熱容 C（ 1） = C（ 2） 廣州航海學(xué)院畢業(yè)論文 第 22 頁(yè) 共 24 頁(yè) 當(dāng)冷卻率相等時(shí)可計(jì)算出 x = m179。 /h （ ） x 100% = 65% 以變頻控制方式進(jìn)行海水流量調(diào)節(jié)可以節(jié)約 35% 的水泵耗電量。 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)為例，功率為 50%時(shí)，低溫淡水冷卻量為額定狀態(tài)下的 %。常規(guī)設(shè)計(jì)采用額定轉(zhuǎn)速，恒流量的海水泵提供全船供水。導(dǎo)致海水流量過度，資源浪費(fèi)。以主機(jī)（額定功率130000Kw）、輔機(jī)（ 3 臺(tái) 1850Kw）按實(shí)際功率 85%計(jì)算，以變頻控制 方式進(jìn)行海水流量調(diào)節(jié)。每天節(jié)能約 5%。 廣州航海學(xué)院畢業(yè)論文 第 23 頁(yè) 共 24 頁(yè) 7 結(jié)論 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究的為實(shí)現(xiàn)： 在滿足最小壓力、冷卻量等使用要求基礎(chǔ)上，達(dá)到最佳節(jié)能效果；在滿足傳統(tǒng)控制要求基礎(chǔ)上增加自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)調(diào)速及節(jié)能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能；自動(dòng)啟動(dòng)功能根據(jù)船舶負(fù)荷情況（包括主機(jī)功耗、輔機(jī)功耗、空調(diào)運(yùn)行狀態(tài)）自動(dòng)判斷海水泵啟動(dòng)數(shù)目，并根據(jù)海水出口壓力開關(guān)判斷海水泵運(yùn)行狀況是否良好；自動(dòng)調(diào)速功能根據(jù)板冷側(cè)海水及淡水進(jìn)出口溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)海水泵轉(zhuǎn)速；節(jié)能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)功能通過 PLC 實(shí)時(shí)接收變頻器反饋信號(hào)，對(duì)功率、電流、排壓、溫度 等信息進(jìn)行綜合整理，數(shù)據(jù)積累，為今后系統(tǒng)的升級(jí)提供數(shù)據(jù)保障。中央冷卻水節(jié)能系統(tǒng)為成為新時(shí)代節(jié)能的典范，引領(lǐng)船舶行業(yè)向能源高效化方向發(fā)展而不斷改進(jìn)、優(yōu)化。 本系統(tǒng)處于研究開發(fā)階段，尚未在實(shí)船上使用。系統(tǒng)沒有發(fā)展到完美階段，在使用過程中可能會(huì)出現(xiàn)：主機(jī)熱交換量變化較大，海水冷卻具有一定的延時(shí)性；離心泵的功率和流量曲線無法繪制，存在一定的偶然性等問題。為此本項(xiàng)目沒有終止實(shí)驗(yàn)，為開發(fā)出一套完整、高效、穩(wěn)定的節(jié)能系統(tǒng)繼續(xù)努力。廣州航海學(xué)院畢業(yè)論文 第 24 頁(yè) 共 24 頁(yè) 參 考 文 獻(xiàn) [1] FATEK HMI《 FT104NTT51R》使用說 明書，第 3 頁(yè)。 [2] ABB《 ACS5100109A44 用戶手冊(cè)》，第 1517 頁(yè)。 [3] 兵神設(shè)備《 WBSCD 離心泵產(chǎn)品手冊(cè)》，第 812 頁(yè) SCD450E 選型。 [4] 西南石油大學(xué)《熱交換量》，第 2631 頁(yè)。 [5] DESMI《中央冷卻系統(tǒng)產(chǎn)品手冊(cè)》， 第 13 頁(yè)。
研究報(bào)告相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1