煤礦鑿井凍結(jié)站智能變頻節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

【摘要】： 凍結(jié)法鑿井是現(xiàn)在煤礦豎井建設(shè)所采用的主要施工手段。目前施工工程中通常是根據(jù)以往的施工經(jīng)驗(yàn)和測(cè)溫孔、凍結(jié)器的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行鹽水流量的控制,沒(méi)有一個(gè)理論的標(biāo)準(zhǔn),這使得每隔一段時(shí)間分析的數(shù)據(jù)結(jié)果對(duì)流量的控制沒(méi)有起到一定的作用,利用率很低,也不能對(duì)流量進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制,導(dǎo)致凍結(jié)壁溫度場(chǎng)分析的結(jié)果不能完全反映實(shí)際凍結(jié)壁的情況。 另一方面凍結(jié)法鑿井中多是利用異步電動(dòng)機(jī)去拖動(dòng)離心泵,但是異步電動(dòng)機(jī)是耗電量最大的設(shè)備,而一般來(lái)說(shuō)為了提高安全系數(shù),電動(dòng)機(jī)容量又都選擇的比較大,所以易造成運(yùn)行效率和功率因數(shù)降低,導(dǎo)致電能的極大浪費(fèi)。 本課題設(shè)計(jì)將溫度場(chǎng)溫度檢測(cè)系統(tǒng)、鹽水流量檢測(cè)系統(tǒng)和離心泵變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)組成凍結(jié)站智能變頻節(jié)能控制系統(tǒng),通過(guò)模糊控制算法對(duì)溫度和流量分析計(jì)算結(jié)果進(jìn)行綜合分析,最終通過(guò)控制離心泵的轉(zhuǎn)速來(lái)改變鹽水的和地層之間冷量交換的規(guī)模,以保證凍結(jié)壁的形成。本設(shè)計(jì)中采用了單總線結(jié)構(gòu)的溫度檢測(cè)系統(tǒng)以及電磁流量計(jì)的流量檢測(cè)系統(tǒng)。 本課題使用MATLAB軟件對(duì)控制器進(jìn)行了仿真研究,得出了采用模糊控制的節(jié)能變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的階躍響應(yīng)曲線具有上升快,調(diào)節(jié)精度高,穩(wěn)態(tài)性能好,過(guò)度過(guò)程短,超調(diào)量小等優(yōu)點(diǎn)。所以采用模糊控制的智能變頻節(jié)能控制系統(tǒng)是可行的、有效的。 【關(guān)鍵詞】：鑿井凍結(jié) 變頻節(jié)能 模糊控制 單總線測(cè)溫 流量檢測(cè) 溫度場(chǎng)分析
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TP273.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 引言13-14
• 1 緒論14-19
• 1.1 煤礦凍結(jié)法鑿井簡(jiǎn)介14-15
• 1.2 凍結(jié)施工存在的問(wèn)題15-16
• 1.3 國(guó)內(nèi)外變頻節(jié)能應(yīng)用的現(xiàn)狀16-17
• 1.4 課題介紹17-19
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容和意義17
• 1.4.2 文章結(jié)構(gòu)安排17-19
• 2 凍結(jié)站智能變頻節(jié)能控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案19-21
• 2.1 凍結(jié)站智能變頻節(jié)能控制系統(tǒng)原理19
• 2.2 系統(tǒng)組成19-21
• 3 溫度場(chǎng)、流量檢測(cè)系統(tǒng)21-36
• 3.1 鑿井凍結(jié)施工中監(jiān)測(cè)的重要性21
• 3.2 溫度場(chǎng)檢測(cè)系統(tǒng)21-32
• 3.2.1 溫度檢測(cè)的內(nèi)容及目的21-22
• 3.2.2 溫度檢測(cè)系統(tǒng)22-23
• 3.2.3 凍結(jié)壁溫度場(chǎng)分析23-32
• 3.3 流量檢測(cè)系統(tǒng)32-35
• 3.3.1 流量檢測(cè)的目的32
• 3.3.2 流量檢測(cè)系統(tǒng)的總體要求32
• 3.3.3 流量檢測(cè)系統(tǒng)32-33
• 3.3.4 電磁流量計(jì)的工作原理33-34
• 3.3.5 熱量交換規(guī)模的計(jì)算34-35
• 3.4 本章小結(jié)35-36
• 4 離心泵變頻調(diào)速系統(tǒng)36-53
• 4.1 離心泵36-41
• 4.1.1 離心泵的機(jī)械特性36-38
• 4.1.2 供水系統(tǒng)工作點(diǎn)38-39
• 4.1.3 離心泵水錘效應(yīng)與離心泵的壽命39-41
• 4.2 變頻器41-45
• 4.2.1 變頻調(diào)速基本原理41
• 4.2.2 變頻器的選型41-44
• 4.2.3 使用變頻器調(diào)速傳動(dòng)應(yīng)注意的問(wèn)題44-45
• 4.3 離心泵變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)45-52
• 4.3.1 離心泵變頻調(diào)速控制特點(diǎn)47-48
• 4.3.2 離心泵變頻調(diào)速控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)48
• 4.3.3 離心泵變頻調(diào)速和其它調(diào)節(jié)方法的節(jié)能對(duì)比48-52
• 4.3.4 離心泵變頻調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能效果預(yù)測(cè)52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 5 系統(tǒng)控制算法53-75
• 5.1 模糊控制原理53-65
• 5.1.1 概述53-54
• 5.1.2 模糊控制基本原理54-55
• 5.1.3 模糊控制器的組成55-56
• 5.1.4 模糊控制器的結(jié)構(gòu)56-57
• 5.1.5 模糊控制器的設(shè)計(jì)57-65
• 5.2 離心泵變頻調(diào)速系統(tǒng)模糊控制器設(shè)計(jì)與仿真65-74
• 5.2.1 MATLAB 軟件簡(jiǎn)介65-66
• 5.2.2 基于Simulink 的模糊控制器設(shè)計(jì)66-70
• 5.2.3 離心泵變頻調(diào)速模糊控制系統(tǒng)仿真70-74
• 5.3 本章小結(jié)74-75
• 6 總結(jié)與展望75-76
• 6.1 工作總結(jié)75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-78
• 致謝78-79
• 作者簡(jiǎn)介及讀研期間主要科研成果79-80

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