抄纸过程质量监测与能耗优化控制系统研究

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1、论文分类号：２学校代码：１０７０８学号：１５０６００８垂ｔＡｉＬＡＡｌＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＣＹ硕士学位论文Ｔ’ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ抄纸过程质量监测与能耗优化控制系统研究刘青指导教师姓名：孟彦京教授学科名称：电力电子与电力传动论文提交日期：２０１８年３月论文答辩日期：２０１８年５月学位授予单位：陕西科技大学申请工学硕士学位论文论文题目：抄纸过程质量监测与能耗优化控制系统研究学科门类：工学一级学科：电气工程培养单位：电气与信息工程学院硕士生：刘青导师

2、：孟彦京2018年5月RESEARCHONPAPERMAKINGPROCESSQUALITYMONITORINGANDENERGYCONSUMPTIONOPTIMIZATIONCONTROLSYSTEMAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByLiuQingSupervisor:Prof.YanjingMengMay2018抄纸过程质量监测与能耗优化控

3、制系统研究摘要纸页的生产过程总体来说就是一个脱水的过程，瓦楞纸的生产过程就是将浓度为0.2%~0.25%的纸浆经过一系列的脱水过程，最终形成定量为92%~95%的干纸幅，而整个脱水过程中，其网部、压榨部、干燥部这三大部的能耗几乎占据了纸页抄造过程能耗的70%以上，因此减少网部，压榨部以及干燥部的能耗对造纸工业来说有着重要的意义。本论文对山西某造纸厂的实际运行情况进行了全面调查，建立纸机网部、压榨部以及干燥部三个部分的监测系统，并根据不同区段提出降低能耗的控制方案和实现方法。论文主要的研究内容如下：（1）对抄纸过程工艺进行了全面分析，针对网部、压榨部和干燥部这三个主要能耗部分，设

4、计一套在线监测系统，对这三部影响纸页脱水效果及能耗的参量进行监测。（2）根据监测系统采集的网部和压榨部的真空度信息，对网部和压榨部真空系统给出节能控制策略，通过测量网部纸页脱水量和真空度以及压榨部毛布脱水量与真空度之间的对应关系，使网部和压榨部的脱水量一定时，保持真空系统工作在最低真空度状态，从而实现在满足脱水要求的情况下使真空系统的能耗最小。（3）建立纸页干燥过程与烘缸温度之间的干燥-温度模型，针对特定的产品，利用检测到的烘缸温度与实际干燥模型对比，对实际的温度与理想温度进行比较消除误差控制，其中在模型对比中利用了遗传算法优化模型，使烘缸温度保持在最优状态，实现节约蒸汽用量的

5、目的。（4）对传动电机的节能问题，通过对比永磁同步电机相对于三相异步电机在不同工况的运行效率，得出在纸机传动中采用永磁同步电机替代三相异步电机的经济、技术性条件，分析表明：在通常的纸机功率配置条件下，只要不经常处于满载运行，是一个可行的节能措施。关键词：监测系统，真空度，纸页干燥模型，传动电机节能IRESEARCHONPAPERMAKINGPROCESSQUALITYMONITORINGANDENERGYCONSUMPTIONOPTIMIZATIONCONTROLSYSTEMABSTRACTIngeneral,theproductionprocessofthepapershee

6、tisadewaterprocess.Theproductionprocessofcorrugatedpaperistopassa0.2%to0.25%pulpthroughaseriesofdewaterprocessestoformadrypaperwebwithaquantitativeof92%to95%.Duringtheentiredewaterprocess,theenergyconsumptionofthethreemainpartsofthewire,press,anddryersectionaccountsformorethan70%oftheenergyc

7、onsumedintheprocessofpapersheetmaking,thusreducingtheenergyconsumptionofthewire,press,anddryersectionsforpapermakingindustryhasanimportantsignificance.Inthispaper,athoroughinvestigationoftheactualoperationofapapermillinShanxiProvince,andestablished