探究基于模型的离心式制冷机组系统优化控制方案
离心式压缩机级的改进与优化
＿ ｍ口 岛－ 矗 啊 Ｉ一 ｍ 口 Ｉ ｎ ＼ 矗 ， ｏ ｏ
出 Ｉ气流 角 ｃ ，这样 回流 器的进 口气流冲角ｉ 率 均比前 置无叶扩压器要高２３ ： １ 【 ４ ％。 随之改变 ，影响压缩机 的全工况性能 。试验证 为 改善压 缩机 的全工况性 能 ，在第一级叶 明 ，叶片扩压器 器后的 回流器 ，在工况变化时 轮 后设计一低稠度叶片扩压 器，叶 片型线 采用
图１ ，离心压缩机 回流器模型
Ｉ ２ ２８
ＩＦ Ｔ ＯＲ ＵＮＥＷＯＲ Ｄ ２ １ Ｌ ００
目 术
【。 ３ 】 可见进 Ｉ安装角对压缩机级的性能 曲线影 Ｚ ｌ 响较大 ，为此分 别取 不同的进 口安装 角对级性 能进行 研究 ，图６ 是不 同叶片进 口冲 角级 性能 曲线对比。 （ 中ｉ ａ２ —ｏ ） 其 ＝ Ａ 【 ２
要求 ，可以确定所需相应 的冷凝温 度和蒸发温 度 ，从而得出所需的能量头 。当单级压缩 机所
下面主要阐述一种双级离心压缩机 中回流
器的设计与优化 。 回流器设计 与优化 在离心压缩机中 ，回流器是用来 引导从扩 压器元件的强旋绕 气流 以轴线或所需方向进入
产生的能量头不能满足所需要的能 量头 时 ，如
度扩压器在此处的流场得到明显改善。
３２ 出口几何角确定 ： ．进 研 究表 明 ：不 同的 回流 器叶 片的进 口安 装 角对 回流器的流动性能有显著的影 响，进 口 较 大的正冲角及负冲角对均会在 回流 器叶 片表 面 产生 大尺 度 的分 离涡 团 ，在 给定 的流 量 工 况 下 ，在０ 。冲 角时回流 器有较好 的流动性能
冰蓄冷的离心机以及热泵工况的 离心机 ，通常 采用双级或 多级压缩的形式 【】 。 ｌ
图３ ，改进后变厚度叶片型线 为此 ， 用Ｃ ｎ ｅ ｔ － Ｅ 离心压缩机 利 ｏ ｃ ｐｓ ＮＲ Ｃ － 决定 回流 器形状 及性 能 的几 何参 数有 ： 设计软件对 回流器叶 片型线进行优 化设计，将 在 多级 离心压缩机 中，为了把扩压 器中出 回流 器进 出Ｖ宽度ｂ 、ｂ ，进 出 Ｖ直径Ｄ５ Ｉ ５ ６ ｔ ， 原始等厚度叶片型线 改进 为变厚度叶片型线 ， 来的气流引入下一级 ，在扩压器后装有 弯道和 Ｄ ，叶片进出 Ｖ几何角 Ｏ Ａ、 Ｃ Ａ，叶片数ｚ 如图２ ６ Ｉ 【 ５ 【 ６ ，图３ ，并对 二者 内部 流场进 行ＣＦ 分 Ｄ 回流器。弯道是隔板和气缸组成的通道 ，回流 和叶片型线 ，这些参数设计的 合理性直 接影 响 析，分析结果如下 ： 器则由两块 隔板和装在隔板之间的叶片组成 。 压缩 机的性能 ，以下主要讲述这些参数 如何 确 研究表 明 ，弯道和回流器中损失并不小 ，有时
离心压缩机的性能计算与优化方法研究
离心压缩机的性能计算与优化方法研究离心压缩机是一种常见的流体机械设备，广泛应用于空调、供暖、冷冻和工业生产等领域。
在设计和运行离心压缩机时，性能的计算和优化至关重要。
本文将就离心压缩机的性能计算与优化方法展开研究，以期提供一些有益的指导和建议。
1. 离心压缩机的基本原理和流程离心压缩机是通过离心力将气体或气体与气体混合物的进气流动压缩，并通过出口将压缩气体排出。
其基本原理是离心力和动能转化，通过离心轮、导叶和转子等关键部件相互配合，实现气体的连续压缩。
离心压缩机的运行流程包括气体的吸入、入口导叶的调节、气体的离心压缩、排气口的打开和排气等。
这个流程需要合理的设计和操作，以保证离心压缩机的高效运行和性能。
2. 离心压缩机性能计算的基本参数离心压缩机的性能计算需要考虑多个参数，其中一些参数可以直接测量，而其他参数需要通过计算获得。
以下为离心压缩机性能计算的基本参数介绍：2.1 流量(Q)：指单位时间内通过离心压缩机的气体体积或质量。
2.2 压力比(Pi)：指离心压缩机出口压力与进口压力的比值。
2.3 转速(N)：指离心压缩机旋转的速度，通常以每分钟转数表示。
2.4 压气机效率(ηc)：指离心压缩机在压缩气体过程中的能量利用效率，可以通过测量输入功率和输出功率来计算。
2.5 空气流体属性：包括气体的密度、比热容和粘度等，这些参数对于性能计算和优化至关重要。
3. 离心压缩机性能计算方法离心压缩机的性能计算可以通过试验和理论计算两种方法来实现。
试验方法是通过实际操作离心压缩机并测量相应的参数来获取性能数据，而理论计算方法则是基于离心压缩机的设计参数和运行条件，通过建立数学模型来计算性能。
3.1 试验方法离心压缩机的试验方法是一种直接且可靠的性能计算手段。
通过在实际环境下进行离心压缩机的运行和测试，可以获得基本的性能参数。
试验方法可以通过流量计、压力计和温度计等传感器测量性能参数，并采用现场数据采集系统来记录和处理数据。
空调水系统优化方案与离心式冷水机组节能技术
空调水系统优化方案与离心式冷水机组节能技术大温差小流量系统方案和次泵变流量系统方案可以节省空调水系统的初投资或运行费，符合空调设计的发展趋势。
先进的离心式冷水机组不仅具有制冷功能，而且具有热回收、冰蓄冷、免费取冷等多种功能，节能效果显著。
近年来中国许多大中城市电力短缺现象日趋严重，夏季空调设备的耗电量在高峰时甚至消耗约40%的城市电力供应，因此节约用电迫在眉睫。
由于楼宇的空调电费取决于整个空调系统的能耗，因此不仅需要提高空调设备本身的效率，而且要优化空调系统设计，降低楼宇空调系统的整体能耗。
楼宇空调的冷水系统一般包括冷水机组、冷却塔、冷水水泵及冷却水水泵等几个主要的耗能部件。
在过去的30年内，冷水机组的效率几乎提高了一倍，冷水机组占整个系统能耗的比例已降低了20%，而冷却塔和水泵的能耗比例提高10%（图1）。
需要优化空调系统的设计方案，调整各部件所占系统能耗的分配比例来降低整个系统的能耗。
本文介绍的大温差小流量系统和一次泵变流量系统是主要通过减少水泵的能耗，达到降低空调系统能耗的目的。
1 大温差小流量系统方案多年来冷水机组的冷水供、回水设计温差通常为5℃。
冷水机组提供的冷量与冷水的供、回水温差和流量有关，计算公式如下：式中假定比热Cp为常数，若所需的冷量Q不变，则既可采用增大流量m’而减小温差DT的方案（即增加水泵耗功而减少机组耗功），又可采用减少流量m’而增大温差DT的方案（即减少水泵耗功而增加机组耗功），这两种方案的系统总耗功可能并不相等。
我们选择4种不同冷水/冷却水流量配比与相应的温差方案进行了计算。
配比4.3/5.4 l/s/kW (2.4/3.0gpm/RT)为基准方案(ARI的标准额定工况)逐步减少水流量。
这4种方案的能耗对比见图2。
可见，随着水流量的减小，整个系统的总能耗是逐渐减小的，冷却水水泵、冷水水泵及冷却塔的能耗也是逐渐降低的，而压缩机的能耗则反而增多。
这个变化趋势是与水流量减小而水温差增大有关的。
离心式压缩机性能的预测以及控制系统的分析
离心式压缩机性能的预测以及控制系统的分析摘要：目前所使用的离心式压缩机所采用的控制系统大多是通过可编程逻辑控制器完成的，关于它的性能预测方面以及控制系统的一些问题，很多人都不大清楚，本文就离心式压缩机性能的预测以及控制系统的分析方面的问题做一简单介绍，希望能给从事相关专业的人员带来帮助。
就广西石化公司的重油催化劣化装置配置一套压缩机机组为例，来说明其性能预测及其控制方面的一些问题。
这套机组是由D－R（赛兰）公司制造的两段六级离心式压缩机和杭汽制造的背压式汽轮机组成。
机组主要是将气体经过气压机一段压缩之后，进行冷却后再加入到中间的冷却系统进行分离。
气相接着进入二段，再继续加大压力后，经过出口送到吸收稳定的系统。
这个机组在进行压缩气体的时候同时进行着另外一项任务，就是随时反应压力的大小。
一般情况下，是通过机组反应的压力值来调节机组的转速的，以便达到控制机组的反应压力的目标。
再者，压力机的两段都装有反飞动阀门，这是用来预防压缩机发生震动的。
该机组的这个的控制系统是通过DCS计算机系统来实现控制目的的，其中包括PLC系统和用来急停的系统EDS。
一、机组控制系统1.为了本机组能够安全运行，本机组的检测以及控制系统，特别下设了以下的保护盒控制系统：1.1机组转速调节控制系统。
1.2气压机防喘振控制保护系统。
1.3气压机流量监测控制系统。
1.4汽轮机热井液位监控系统。
1.5气液分离器液位监控系统1.6干气密封调节控制系统。
1.7机组轴承温度、轴位移、轴振动检测系统。
1.8振动检测系统。
2.气压机组的控制2.1气压机的防喘振控制要想让气压机正常地工作，就要在设计和制造上防止它的喘振，其实预防喘振的原理很简单，就是通过两个段之间的阀门来控制调节的。
预防喘振的原理是靠两个段间防止喘振的阀门来控制调节的。
机组运行正常时，是先进行测量入口的实际流量、出口的压力、压力、跟标准情况下的比较以后，进行自动校正，再将其输入到预防喘振的控制器里面再和正常转速情况下的流量进行比较，一旦入口的流量比预设的流量低的时候，防止喘振的阀门就自动打开；但当检测的流量大于预设的流量的时候，传真阀门就完全关闭。
离心式制冷机系统优化控制策略研究
ｗｈｅ ｆｅｅ ｔｎ ｍｂ ｒ ｆｃ ｌ ｒ ｒ ｕ ｐ ｒ ｔｏ ｕ ｄ ｅ ｔｉ ｏ ｌ ｏ ｄ ｃ ｎ ｔ ｎ． ｎ ａｌ，ｔ ｅ ｎ ｍｂ ｒｏ ｎ ｄ ｉ ｒ ｎ ｕ ｅ ｓ ｏ ｈ ｌｓ ａ ｅ ｐ ｔｉ ｏ ｅ ｉ ｎ ｎ ｅ ａ ｃ ｒａ ｃ ｏ ｉ ｌａ ｏ ｄ ｉ ｉ ｅ ｎ ａ ｒ ｎ ｎｇ ｉ ｏ Ｆｉ ｌ ｈ ｕ ｅ ｆ ｙ
ｍａ ｉ ｍ ｏ ｌ ｇ ｃｐ ｃｔ ｎ ｓ ｎ ｏ ｌ ｇ ｃ ｐ ｃ ｒ ｖ ｌａｅ ｓ ｇ ｓ ｐｉｅ ｄ ｌ ａｅ ｎ ｔｅｒｌ ｂｅ ｘｍｕ ｃ ｏｉ ａ ａ ｉ ａ ｄ ｉ ｔ ｔｃ ｏｉ ａ ａ ｉ ａｅ ｅ ａｕ ｔｄ ｕ ｉ ｉ ｌ ｄ ｍｏ ｅｓｂ ｓ ｄ ｏ ｅｉ ｌ ｎ ｙ ｎ ａ ｎ ｙ ｔ ｎ ｍ ｉ ｆ ｈ ａ ｍｅ ｓ ｒｍｅ ｔ ｄｒ ｕｉｅ ｃ ｍｍ ｉ ｉｎｎ ｆｔｅｃ ｌ ｒｓ ｓ ｍ ． ｈ ． ｅ ｔｔｌ ｌｃｒ ｉ ｏ ｓ ｐ ｏ ｓａｅｐｅ ｉｔｄ ａｕｅ ｎ ｏ ｔ ｏ ｎ ａ ｎ ｓ ｏ ｉｇ ｏ ｈ ｌ ｙｔ ｓ ｈ ｉ ｅ ｅ Ｔ ｅ ｔ ｏａ ｅｔ ｃｔ ｃ ｎ ｕ ｔ ｎ ｒ ｒｄｃｅ ｎ ｈ ｅ ｉｙ ｍ ｉ
机组 的产冷能力进 行 比较 ， 而实现对冷水 机组 的台 从
数控制 。上述 三种方 法均以生 产商提供的额定制冷量 为制 冷机的最大制 冷量 ， 实际上机组 的最大制 冷量 但 受运行 工况及各组 件性能 的影 响 ， 其值 不断变化 往往 不 等于额定制冷量 。 对 于离心式制 冷机 ， 以下几个特 征 ： 有 第一 ， 机组
离心式冷水机组油温智能控制系统的设计研究
第１ ３ 卷 第１ 期
２ ０ １ ３年 ２ 月
剖
垮
室 调
Ｒ ＥＦＲＩ ＧＥＲＡ ＴＩ ＯＮ Ａ ＮＤ ＡＩ Ｒ— ＣＯＮ ＤＩ ＴＩ ＯＮ Ｉ Ｎ Ｇ
离 心 式 冷 水 机 组 油 温 智 能 控 制 系统 的设 计 研 究
徐 烽烽 王 坚 宣 洁升 何 跃 智 赵 为 峥 柴 慧莲
冷水机LSBLXR123型离心式制冷机组烘干方案优化
冷水机LSBLXR123型离心式制冷机组烘干方案优化某炼化公司冷水机LSBLXR123型离心式制冷机组，机组使用年限已达到20年。
蒸发器换热管减薄脆化，当冷水机冷冻水压力波动时，换热管泄露导致机体内进水机组无法运行，制冷机组进水会产生以下危害：1、在膨胀阀阀处出现冰塞现象，使供液不良影响电机机体冷却；2、同时系统进水会导致部分润滑油被乳化，降低润滑性能；3、在制冷剂系统中生成盐酸、氟化氢等，能腐蚀金属，特别对阀片、轴承、轴封影响最大；4、由于冷水机电机与系统相连接，机体内有潮气会导致制冷剂电气绝缘性能下降，严重时会烧毁全封闭电机；5、由于冷水机属于离心式压缩机，叶轮告诉旋转，系统进水会导致叶轮结垢，影响叶轮动平衡，导致机组振动增加并伴随异响，严重时会导致叶轮与机体放大器摩擦进而打碎叶轮。
由于机组蒸发器是密闭式结垢，无法进入设备内部或打开设备擦拭，正常维修方法为外委施工队伍进行烘干，烘干费用预计5万元，机体干燥时间为25天。
由于生产需要保证产量，需要尽量缩短烘干和检修的时间。
经过干燥维修方案的优化，将烘干时间成功缩短到16天（4月26日-5月12日），节能提产效果明显。
一、施工单位烘干方案：1、机组全部解体，使用专用工具拆除叶轮以及相应的齿轮轴承，拆除电机外委烘干；2、蒸发-冷凝器管束封堵漏点，回装大盖。
对蒸发-冷凝器内外进行加热干燥处理；其中水程接循环泵，通的热水循环，同时使用碘钨灯在筒体外烘烤。
3、拆卸油泵、油加热器进行内外加热烘烤。
4、高真空长时间抽取进行真空干燥处理，在真空干燥时采取以上的加热方式进行，直到真空度≦7.5mmHg绝对压力，保持24小时其压力回升不得超过3mmHg。
5、其真空度达到要求后再注入氮气至常压进行主电机及其它电器的绝缘检查。
1）对油泵电机、电加热器及其它低压电器零件，用500V兆欧表测定与大地之间的电阻为3MΩ以上。
2）高压回路（包括主电机）各线之间与大地之间，用1000V兆欧表测定的电阻值为10MΩ以上。
探究基于模型的离心式制冷机组系统优化控制方案
探究基于模型的离心式制冷机组系统优化控制方案作者：车春鸿来源：《科技资讯》 2012年第29期车春鸿(河南博物院河南郑州 450002)摘要:本文是针对基于模型的离心式制冷机组系统优化控制方案的探究与分析。
提出的这种控制优化方案是在对系统的日常调试以及机组自身所提供的可靠数据的充分利用的前提下,运用简化模型的方式来评价估算单台制冷机的产冷能力以及它瞬时的制冷量,并对在特定负荷下台数不同的运行机组的系统总电功率做出预测,寻找探求最优离心式制冷机的台数组合,从而能够获得最大化的制冷机组系统的性能参数。
关键词:离心式制冷机优化控制性能参数探究中图分类号:TB651 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)10(b)-0067-01在空调运行系统中,对制冷机组台数的控制属于基本控制的范围。
机组运行台数的确定是由两个重要参数来决定的,这两个参数是空调运行系统中各台制冷机所能产冷的能力(即最大制冷量)和建筑物的负荷。
在考虑建筑物负荷的前提下,实际中主要有三种方法来实现对制冷机组运行台数的控制。
这三种方法分别是:以冷冻水的回水温度为表征参数,来控制制冷机组的运行;通过对冷冻水流量值和制冷机额定流量值的比较,来控制制冷机组的运行台数;用测量出的冷冻水供回水的温差和流量确定此建筑物的空调制冷负荷,然后比较此值和制冷机的最大制冷量,来控制制冷机组的运行台数。
在这三种方法中,制冷机最大的制冷量均是以生产厂家所提供的额定制冷量为准的,但事实上它是受平常运行状况以及各部件性能等的影响的,在大多数情况下是与额定制冷量不相等的。
1 优化控制的模型在稳定的情况下,特定水流量的制冷机组的负荷是冷凝水的进水温度、冷冻水的供水温度以及回水温度这三个参数的函数。
因为在制冷机中,冷冻水的供回水的温差直接关系着其压缩机内进口导叶的开启程度,所以我们可以用进口导叶的开启程度来代替冷冻水的回水温度。
方程式(1)是用来描述上面关系的数学模型,即制冷机的制冷量与其进口导叶开启程度的模型;方程(2)是制冷机电功率与制冷量的模型。
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探究基于模型的离心式制冷机组系统优化控制方案摘要:本文是针对基于模型的离心式制冷机组系统优化控制方案的探究与分析。
提出的这种控制优化方案是在对系统的日常调试以及机组自身所提供的可靠数据的充分利用的前提下,运用简化模型的方式来评价估算单台制冷机的产冷能力以及它瞬时的制冷量,并对在特定负荷下台数不同的运行机组的系统总电功率做出预测,寻找探求最优离心式制冷机的台数组合,从而能够获得最大化的制冷机组系统的性能参数。
关键词:离心式制冷机优化控制性能参数探究
在空调运行系统中,对制冷机组台数的控制属于基本控制的范围。
机组运行台数的确定是由两个重要参数来决定的,这两个参数是空调运行系统中各台制冷机所能产冷的能力(即最大制冷量)和建筑物的负荷。
在考虑建筑物负荷的前提下,实际中主要有三种方法来实现对制冷机组运行台数的控制。
这三种方法分别是:以冷冻水的回水温度为表征参数,来控制制冷机组的运行;通过对冷冻水流量值和制冷机额定流量值的比较,来控制制冷机组的运行台数;用测量出的冷冻水供回水的温差和流量确定此建筑物的空调制冷负荷,然后比较此值和制冷机的最大制冷量,来控制制冷机组的运行台数。
在这三种方法中,制冷机最大的制冷量均是以生产厂家所提供的额定制冷量为准的,但事实上它是受平常运行状况以及各部件性能等的影响的,在大多数情况下是与额定制冷量不相等的。
1 优化控制的模型
在稳定的情况下,特定水流量的制冷机组的负荷是冷凝水的进水温度、冷冻水的供水温度以及回水温度这三个参数的函数。
因为在制冷机中,冷冻水的供回水的温差直接关系着其压缩机内进口导叶的开启程度,所以我们可以用进口导叶的开启程度来代替冷冻水的回水温度。
方程式(1)是用来描述上面关系的数学模型,即制冷机的制冷量与其进口导叶开启程度的模型;方程(2)是制冷机电功率与制冷量的模型。
由方程(1)可以推导出一台离心式的制冷机的产冷能力方程,即方程(3)。
上式中,Q为制冷机的制冷能力或者表示空调的负荷;Tchws为冷冻水的供水温度;Tecw为冷凝水的进水温度;A为制冷机进口导叶的开启程度,当其为零时即为全部关闭,其为1时即全部打开;CAP为最大的制冷量;Wchiler为制冷机的电功率;a0-a5和c0-c2为线性回归系数。
2 模型在线识别以及验证的情况
通过对模型的识别来确定一些未知参数。
因为例行的调试可以有效保障机组的正常运行以及得到正确的测量数据,所以完成制冷机组的调试后再进行程序的识别。
先导制冷机是该系统控制器控制运行的
第1台制冷机。
在第1台制冷机运行的同时,控制器需要确定整个系统的稳定性,确定完成后再将模型的识别程序激活。
模型的训练数据是从处于稳定状态的制冷机模拟程序中得到的,识别未知参数的方法是采用最小二乘的回归法。
通过模拟程序得到的制冷机制冷量与其进口导叶开启程度的模型以及其电功率和制冷量的模型中的起决定性的系数R2都大于91.9%,并且两个模型差异系数较小,所以通过模拟程序识别出的模型是具有较高精度的。
而且,经过一系列的模拟模型证明了制冷机制冷量和其进口处导叶开启程度模型具有合理性。
通过识别程序可以获得相关的辨识参数,再利用制冷机电功率与制冷量的模型中测量得到的三个参数,就可以计算得到运行制冷机的即时制冷量。
利用制冷量与进口处导叶开启程度的模型测量得到的三个参数就可以评价估算出单台制冷机的产冷能力。
使用上述这些信息,就可以将(n-1)或者是(n+1)台运行制冷机的电功率预测出来。
3 模型的应用及分析
为方便叙述离心式制冷机组系统的优化控制方案,我们举个例子,是一个二次泵变水量的系统,其是由3台完全相同的离心制冷机组组成的,并且该系统还包括两个回路,即一次泵的冷冻水回路与二次泵的冷冻水回路。
在完成机组的稳定运行后,优化控制器通过电功率与制冷量的模型计算每台制冷机的制冷量,之后对其求和就得到了建筑物空调负荷。
与此同时,还可以通过制冷量和进口处导叶开启程度的模型来评估计算制冷机的产冷能力。
控制器还可以通过电功率与制冷量的模型来预测多台制冷机运行时该系统的相应能耗,也可以使整个机组的综合性能参数在线评估。
假如两台离心式制冷机就可以满足整个建筑物的负荷需求,那么在特定的工作运行情况下,单台制冷机的产冷能力可以有方程式(3)计算得到,分别记为CAP1、CAP2;并且还可以由方程式(1)计算得到此时的制冷量,分别记为Q1、Q2。
因为冷冻水的回水是均分到两个机组中的,并且其供水温度也是相同的,则Q1=Q2。
当系统达到平衡的时侯,两者之和便是整个建筑物的瞬时负荷。
通过方程式(2)可以对当前工作状况下平均摊给每台制冷机相应负荷时系统电功率作出预测,如果预测的电功率比当前系统的电功率大的话,就选择2台制冷机保持运行,如果相反,就要将第3台制冷机启动起来。
还须设置一个可以调动的缓冲带,用来防止制冷机的频繁开停。
4 结论
为了使系统能够节能运行,实现制冷机组的优化台数控制是非常重要的。
本文中提到的优化控制方法就实现了使机组的性能参数达到
最大,并建立了三种模型,且采用了模拟方法验证了模型具有可行性和正确性,并且还做出了对控制方法实施过程的相应分析。
在探究和分析的过程中,还将一些技术应用其中,有利于实现智能化,这种优化控制方法是值得推广的。
参考文献
[1] 徐新华,曹旭明,崔景潭．基于模型的离心式制冷机组系统优化控制策略研究[J]．建筑科学,2012,28．。