基于误差修正模型的压缩机组性能预测

针对前期制定的压缩机组运行方案不切实际的问题，开展了离心压缩机性能预测研究。采用误差修正的思想，以某压气站离心压缩机组为研究对象，运用多变换算法对压缩机组性能曲线进行换算，然后，基于最小二乘法曲面拟合原理对经过相似变换后的性能曲线进行拟合。考虑到压缩机组的劣化情况，运用最小二乘法一元拟合原理获得了性能参数的误差修正模型，并与不同工况下的多组历史数据进行对比分析，由误差修正模型得到的轴功率、压比预测值与其实测值的相对误差在3%以内，验证了误差修正模型的可靠性，为压缩机组运行方案的制定提供了切合实际的生产运行基础数据。     

多级轴流压缩机总体性能预测模型的建立及其优化

在描述机内流动、各种损失与压升的物理模型的基础上,建立了多级轴流压缩机设计工况下性能预测模型,并以设计工况点的实测性能参数来确定模型中的修正系数组．在系数的确定中,建立了该预测模型的优化目标函数,并采用单纯形法得到了优化的修正系数组．由此建立的预测模型不仅可以很好地预测设计点的性能,同时也能较好地预测非设计工况的性能．通过比较某11级轴流压缩机性能预测数据与实际运行数据,表明了该预测模型具有良好的精度与工程应用可靠性。     

乙烯装置裂解气压缩机性能预测模型研究

以乙烯装置裂解气压缩机的设计信息为基础,通过修正设计数据建立了压缩机性能模型;基于学习速率自适应误差变化思想并结合遗传算法(GA)的全局寻优特性,提出了一种改进BP算法LR-GA-BP进行压缩机性能预测;用模型对某乙烯装置四级压缩系统进行了模拟计算,压缩机第四段出口气体主要组分的预测值与实测值的相对误差均小于2％,压缩...     

大型天然气管道稳态运行优化研究

针对天然气长输管道压缩机站运行能耗高的问题，基于动态规划法，建立以大型天然气管道压缩机站总能耗最低为目标函数的管道运行优化模型，确定压缩机开机数量和出站压力为优化变量。根据此优化模型，求解西气东输一线管道算例，该算例管道规模庞大（含22座压缩机站和32台压缩机，管线全长3 840 km，设计年输量为170×10⁸ t），优化模型可在60 s内求解得出结果，动态规划法求解快速有效。根据优化结果，优化运行方案比运行日报表中增加了2台压缩机的开机数量，管道总压降减少了3.40 MPa，燃气轮机组平均效率提高了4.234%，电驱机组平均效率提高了4.875%，压缩机总功率减少187 20.38 kW，生产单耗减少16.24 kgce/（10⁷ Nm³·km），可大幅降低西气东输一线管道的总能耗，证明了所建优化模型的正确性和可行性。     

金霉素发酵过程优化调度策略研究

针对金霉素发酵过程影响优化控制的难测参数,提出了一种基于数据场聚类、模糊神经网络和滚动学习预报的优化调度策略. 提取输入变量数据场聚类特征值作为模糊神经网络模型结构参数的初始值,消除人为参数选择的随机性误差,并在预测模型中加入离线数据模型修正算法. 因此,提出的优化调度策略提高了对金霉素发酵过程难测变量的预测精度,增强了预报模型的鲁棒性. 现场运行结果表明,提出的方案将企业金霉素生产的综合效益提高了9.12%,具有很好的应用价值.      

基于组合模型的高铁隧道围岩收敛变形预测

为提高围岩收敛变形预测精度,依托阳山高速铁路隧道,基于贝叶斯参数优化的经验模型预测收敛变形的趋势项,然后采用支持向量回归算法修正经验模型的预测结果,据此构建基于组合模型的高铁隧道围岩收敛变形预测模型.将均方误差和平均绝对百分误差作为评价指标,与同类型支持向量机回归模型的预测结果进行对比.结果 表明,经验模型的预测值与目标值随时间变化的趋势一致,但对于数据中的波动部分,预测值与目标值存在较大偏差.误差修正模型较好地预测数据中的波动部分,对提高预测精度效果明显.在2组实测数据中,组合模型预测值的均方误差相较于经验模型降幅分别达到97.0％和93.4％,且较同类型支持向量机回归模型具有更高的预测精度.     

修正黏性摩擦的LuGre模型的摩擦补偿

为提高高速条件下开放式伺服系统的动态性能,对传统LuGre摩擦模型的黏性摩擦进行了修正,并提出一种以修正模型为基础的摩擦前馈补偿方案.根据速度较高时,摩擦力矩随速度增加其增长趋势减缓的现象,建立了LuGre修正模型;分别对传统模型和修正模型进行参数辨识,利用2种辨识后的模型分别进行摩擦前馈补偿,分析其补偿效果.实验结果表明:修正模型对系统摩擦力矩的最大估计误差为0.0017N.m,优于传统模型的0.023N.m;与基于传统模型的摩擦补偿相比,基于修正模型的摩擦补偿时,系统稳态误差得到进一步的控制,加速运动时由±9μm降低到±5μm,正弦运动时由±12.5μm降低到±8μm.采用该补偿方案可有效地抑制摩擦干扰对伺服系统的不利影响,提高伺服系统的跟踪性能.     

文23储气库增压系统性能模拟及优化研究

文23储气库是目前中国已投运的最大储气库之一，主要负责华北地区市场季节调峰和应急供气任务。以文23储气库注气增压系统为研究对象，以实现增压系统节能降耗和提高工艺水平为目标，建立了增压系统往复式压缩机性能模拟计算模型，并利用Java语言开发了相应的模拟计算程序。在此基础之上，针对增压系统所采用的3种厂家压缩机设备，分别开展了相同工况下各厂家压缩机性能对比模拟计算和工况参数变化对压缩机性能影响模拟计算。模拟计算发现，相同工况下厂家A压缩机具有最高的容积流量和单位能耗。此外，在参数变化对压缩机性能影响方面，一级进气压力升高1 MPa将导致单位能耗降低75 ${\rm {kW \cdot h}}$/(${\times 10^4} {{\rm {Nm}}^3}$)，末级排气压力升高1 MPa将导致单位能耗升高17 ${\rm {kW \cdot h}}$/(${\times 10^4} {{\rm {Nm}}^3}$)，一级和二级进气温度的升高则都将导致单位能耗的小幅度升高。根据模拟分析结果提出了相应的压缩机开机方案优化措施和压缩机工况参数优化措施。研究充分结合了文23储气库增压系统的实际运行特点，所获得的研究结果对储气库现场运行工艺具有重要的指导意义。     

基于一种混合智能算法的有限元模型修正多解问题

为了使有限元模型修正结果更加符合结构实际情况,将传统的提供单一修正结果转变为提供多个修正结果,然后由决策者根据现场情况、类似工程经验等非参数信息来决定最终采用的修正模型;并且针对这一问题,将优化速度快的稳态遗传算法和优化精度高的梯度下降算法相结合,提出了一种混合智能算法.最后分别采用数值算例和ASCE-Benchmark模型修正过程验证了所提算法的寻找多解能力和优化精度.结果表明,本文所提算法可以寻找到定义域内的全部极值,且相比于稳态遗传算法具有更高的精度,ASCE-Benchmark算例中,两个修正后的有限元模型与实测结果之间的频率误差均有明显下降.     

通用化透平压缩机运行性能高速在线评估系统设计

提出了一种化工离心式压缩机运行性能(热力性能)在线监测与评估系统通用化设计思想.研究并介绍了对真实气体物性参数计算、压缩机变工况热力性能计算与评估分析及相应通用接口软件的编制等核心工作.现场运行表明:该系统能够实时显示压缩机组的工作状态及运行点位置,同时给出当前机组热力状态评估结果及防喘振裕度等重要指标,置信度高,运行可靠.     

双级压缩空气源热泵热水器系统模拟

为研究双级空气源热泵热水器运行参数对其性能的影响,缩短机组的开发周期,采用稳态仿真的方法对双级压缩热泵系统进行仿真模拟,建立各部件模型,并对中间冷却器建立模型,采用R134 a制冷剂,低压和高压级压缩机为活塞式压缩机,活塞排量分别为32.7和18.3 cm3,蒸发器选择一般的翅片管式换热器.结果表明:系统性能系数(COP)随冷凝压力和中间压力的增大而减小,随蒸发温度增大而增大;系统耗功则随中间压力增大而增大.通过建立试验台,收集试验数据与仿真结果进行比较,仿真结果能良好地反映系统运行中的参数变化,其误差范围在10%以内.     

螺杆冷水机组稳态仿真

为预测螺杆冷水机组在大范围结构参数以及运行工况下的性能 ,提出了该类相应的稳态仿真模型 .模型由一系列部件模型组成 ,包括压缩机、经济器、膨胀阀、壳管式冷凝器以及满液式蒸发器 .结合顺序模块方法和连续替代方法实现了模型的求解 .模型预测结果与不同规格的 4台不带经济器冷水机组和 3台带经济器冷水机组的实验数据相比 ,误差在± 1 0 %以内 .通过模型验证发现 ,只有当压缩机一级内压缩容积比大于一定值时 ,机组才能获得高于其不带经济器时的 COP     

热泵涡旋压缩机的热力学特性

基于热泵涡旋压缩机几何参数、热力学第一定律、质量能量守恒定律等,建立了热泵涡旋压缩机的几何模型和热力学模型.利用欧拉法对所建热力学模型进行求解,得到了压缩机运行1个周期工作腔内工质温度、压力、质量的变化规律,并进一步分析了不同工况条件下热泵涡旋压缩机工作过程中泄漏量的变化规律.同时,通过搭建实验平台对所建热力学模型进行了验证.结果表明：吸气压力和吸气温度对压缩腔的影响最大,吸气压力降低0.1 MPa时第三压缩腔泄漏量降低9.45%,吸气温度降低5℃时第三压缩腔泄漏量降低6.841%;而转速的变化对涡旋压缩机各个工作腔泄漏量的影响比较平均;且实验值与模拟值接近,验证了模型的正确性,可为热泵涡旋压缩机的性能优化提供一定的理论参考.     

高重合度弧齿锥齿轮高阶传动误差设计与分析

为减少高重合度弧齿锥齿轮的振动和噪声,提出基于齿面曲率修正方法的高阶传动误差设计.首先,根据预设高阶传动误差曲线和齿面接触印痕,对与配对大轮完全共轭的小轮齿面进行修形,获得小轮目标齿面;然后,建立基于齿面曲率修正方法的小轮齿面数学模型;最后,建立齿面优化模型,并利用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-II)反求与目标齿面高度逼近的小轮齿面曲率修正系数.算例表明:通过齿面曲率修正方法能够获得满足设计要求的高阶传动误差;与传统的传动误差相比,高阶传动误差在降低高重合度弧齿锥齿轮的承载传动误差的同时可以改善齿轮副的载荷分布,改善齿轮副的啮合性能.     

基于蜗壳损失模型的离心压缩机性能预测研究

性能预测对离心压缩机的设计有着重要作用,可大大降低设计成本和缩短设计周期,对离心压缩机性能预测方法的研究意义重大;针对单级离心压缩机,基于一维设计参数,通过提出新的蜗壳损失模型,替代传统半经验损失模型;采用能量平均的方法对叶轮出口速度及滑移系数进行修正,获得理论功,建立离心压缩机整机性能预测方法;对一台单级高速离心压缩...     

基于遗传算法的盐穴储气库注气能力方案优化

盐穴储气库作为中国天然气调峰的重要手段之一,承担着战略储备的重要任务。为提高川气东送输气管网的运行优化能力,对金坛盐穴储气库提出合适的注气配产方案以降低压缩机能耗作为当前阶段的首要目标。通过对金坛盐穴储气库的地理环境、管道参数、储气井参数、压缩机能耗等综合因素进行分析后,以该地区十口井注气流程为例,将其配气方案的能耗分析作为主要目标,在满足于储气库总量、单井注气约束条件的情况下,应用遗传算法对注气任务方案进行优化。通过分析了5组遗传算法进行优化的注气配气过程,结果表明当迭代步数达到25步左右时,总能耗达到收敛且平均每组运行时间为4.57 s,进一步分析得出各单井注气量在优化过程中的趋势图。在符合现场条件、满足于注气需求的情况下,最终模拟优化后的配产方案系相比最初配产方案压缩机能耗下降了33%,实际现场压缩机能耗下降普遍在30%～35%,大幅降低了压缩机能耗浪费,对实际生产应用具有一定的指导作用。     

天然气管网优化调度方法研究

以压缩机站最小年运营费用为目标函数,考虑气田资源、压缩机站特性参数、管网输送工艺等多种约束条件,建立了天然气管网优化调度数学模型。基于现代启发式演化算法的基本思想,将差分进化算法的繁殖策略与遗传算法的交叉、变异结合起来形成了一种新的混合遗传算法,应用于模型的优化求解,避免了一般演化算法早熟收敛现象,并以一个12个节点、11条管段、2个压缩机站的天然气管网为例,评选出了最优的管网运行方案,用于该管网的日常运营调度和后期改造设计。结果表明,所建模型和优化方法是有效的,具有一定的实用性。     

RV减速器等效误差建模与参数优化

RV减速器是机器人的核心部件,其传动精度对机器人性能起着重要作用.为提高其传动精度,建立了RV减速器的传动误差的等效模型,并利用刚度经验公式对模型的参数进行求解,得到减速器的理论传动误差.在动力学模型的基础上,采用改进遗传算法对模型中的经验公式参数进行了优化.将优化得到的误差模型与通过经验公式计算出的误差模型进行对比,...     

天然气管道瞬态运行优化技术研究进展

由于长距离天然气管道输送需要依靠压缩机提供能量,而天然气管道的实际运行状态是不断变化的,稳态优化技术已无法满足管道的实际运行情况,瞬态优化技术应运而生。在满足用户需求的前提下,如何选择压缩机组合,制定最优运行方案,使压缩机能耗最低,是天然气管道运行管理的关键;因此研究天然气管道系统瞬态运行优化技术成为了管道输送至关重要的课题。为此,在调研大量文献的基础上,分别从目标函数、约束条件和优化变量三个方面总结了瞬态运行优化问题采用的数学模型及其特点和局限,分析了模型的主要算法、典型算例及其应用效果。最后根据天然气管道瞬态运行优化技术的发展趋势,提出以下建议:(1)进一步考虑管道元件和特殊工况对运行状态的影响,建立更贴近实际运行状态的数学模型;(2)后续的研究应注重结合不同的优化算法,提高求解效率,研究更具通用性的求解方法。     

一种基于Kriging模型加点策略的多目标粒子群优化算法

针对工程问题中优化结果误差较大的不足, 提出一种基于Kriging模型的多目标粒子群优化算法. 先利用Kriging模型的响应信息对误差进行预测, 并将预测误差引入Pareto支配关系比较、 全局领导者和局部领导者的选取及变异机制的进行过程中, 再结合文中加点策略使优化过程在少量抽样的前提下快速准确地逼近Pareto前沿解集. 性能测试结果表明, 该算法可提高复杂系统模型的优化效率及准确性.