中央冷卻水節(jié)能系統(tǒng)設計畢業(yè)論文-資料下載頁
2025-07-09 19:37本頁面
【導讀】受全球能源緊張和全球溫度上升影響，節(jié)能技術越來越受世界各地的關注，術一直停留在人工控制階段等問題，造成較嚴重的“大馬拉小車”現(xiàn)象。如何高效利用海水泵成為關鍵問題之一。通過調查，越來越多的船東在造船過程。中傾向于海水泵變頻調速控制中央冷卻系統(tǒng)。調節(jié)海水的最低適應流量，實現(xiàn)能源高效利用。
【正文】 。 方案中除了考慮海水進出口溫度因素，增加主機、輔機等設備的實際功率，并以實際功率對應的冷卻量為控制基準，對海水泵進行預變頻調速，適應性較好且系統(tǒng)安全、穩(wěn)定，更能達到系統(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)積累計算，自動調整變頻器轉速，達到反沖洗功能。 3 設備調試及設備保修需要編程人員親自解決，靈活性較差。 程序模塊化、通過界面直接手動輸入相關設備參數(shù)，任何調試人員都能完成設備的調試、保修等。 廣州航海學院畢業(yè)論文 第 20 頁 共 24 頁 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)偏差時會影響淡水側設備使用功能。 采集淡水溫控閥之前海水溫度及其溫控閥開度信號，作為海水泵變頻調速要素之一，保留原有溫控閥功能獨立性，確保淡水側設備使用穩(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)美工人員進行制作，配色。 6 根據(jù)泵的運行時間，自動切換海水泵的啟動順序，確保泵的均衡運行，及 早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設備潛在問題，提早維護。 7 系統(tǒng)擴展性能良好，如：增加機艙風機能耗控制系統(tǒng)，拓展成本遠低于增加系統(tǒng)，市場空間較大。 廣州航海學院畢業(yè)論文 第 21 頁 共 24 頁 6 節(jié)能計算 系統(tǒng)組成設備成本計算 表 61 系統(tǒng)設備采購清單 設備名稱 規(guī)格型號 數(shù)量 品牌 價格（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 兵神設備 68,000 傳感器 壓力開關、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、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、調試等費用預計不超過 28 萬人民幣。 DESMI 的系統(tǒng)報價是 58,000 美金，相對本方案而言 DESMI 成本較低。 常規(guī)設計下，冷卻海水進口溫度通常以 32℃為準，配合額定轉速，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℃。導致海水流量的過度，資源浪費。以（海水泵流量 450m179。 /h，功率45kw，總裝機功率 130000kw）海水進口溫度 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（海水進出口溫差）△ t（ 1） =（ 4532）℃ △ t（ 2） =（ 4525）℃ Q經過被冷卻設備的冷卻水流量（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） 廣州航海學院畢業(yè)論文 第 22 頁 共 24 頁 當冷卻率相等時可計算出 x = m179。 /h （ ） x 100% = 65% 以變頻控制方式進行海水流量調節(jié)可以節(jié)約 35% 的水泵耗電量。 通常主機、發(fā)電機在不同工況下熱交換差異較大。以主機為例，功率為 50%時，低溫淡水冷卻量為額定狀態(tài)下的 %。常規(guī)設計采用額定轉速，恒流量的海水泵提供全船供水。導致海水流量過度，資源浪費。以主機（額定功率130000Kw）、輔機（ 3 臺 1850Kw）按實際功率 85%計算，以變頻控制 方式進行海水流量調節(jié)。每天節(jié)能約 5%。 廣州航海學院畢業(yè)論文 第 23 頁 共 24 頁 7 結論 本系統(tǒng)設計研究的為實現(xiàn)： 在滿足最小壓力、冷卻量等使用要求基礎上，達到最佳節(jié)能效果；在滿足傳統(tǒng)控制要求基礎上增加自動啟動、自動調速及節(jié)能數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能；自動啟動功能根據(jù)船舶負荷情況（包括主機功耗、輔機功耗、空調運行狀態(tài)）自動判斷海水泵啟動數(shù)目，并根據(jù)海水出口壓力開關判斷海水泵運行狀況是否良好；自動調速功能根據(jù)板冷側海水及淡水進出口溫度，自動調節(jié)海水泵轉速；節(jié)能數(shù)據(jù)統(tǒng)計功能通過 PLC 實時接收變頻器反饋信號，對功率、電流、排壓、溫度 等信息進行綜合整理，數(shù)據(jù)積累，為今后系統(tǒng)的升級提供數(shù)據(jù)保障。中央冷卻水節(jié)能系統(tǒng)為成為新時代節(jié)能的典范，引領船舶行業(yè)向能源高效化方向發(fā)展而不斷改進、優(yōu)化。 本系統(tǒng)處于研究開發(fā)階段，尚未在實船上使用。系統(tǒng)沒有發(fā)展到完美階段，在使用過程中可能會出現(xiàn)：主機熱交換量變化較大，海水冷卻具有一定的延時性；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。為此本項目沒有終止實驗，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。廣州航海學院畢業(yè)論文 第 24 頁 共 24 頁 參 考 文 獻 [1] FATEK HMI《 FT104NTT51R》使用說 明書，第 3 頁。 [2] ABB《 ACS5100109A44 用戶手冊》，第 1517 頁。 [3] 兵神設備《 WBSCD 離心泵產品手冊》，第 812 頁 SCD450E 選型。 [4] 西南石油大學《熱交換量》，第 2631 頁。 [5] DESMI《中央冷卻系統(tǒng)產品手冊》， 第 13 頁。
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