Оптимизация стационарных режимов работы установок охлаждения газа с частотно-регулируемым приводом вентиляторов

Abstract

Рассмотрена задача оптимизации алгоритмов управления скоростью вентиляторов аппаратов воздушного охлаждения (АВО) природного газа с учетом индивидуальных характеристик аппаратов по критерию минимума суммарной мощности на валу вентиляторов. Для решения задачи использован метод неопределенных множителей Лагранжа. Приведены постановка и методика решения задачи оптимизации управления температурой газа на выходе установки охлаждения для аппаратов с отличающимися характеристиками. Оптимальный алгоритм управления скоростью вентиляторов АВО с учетом их индивидуальных характеристик и ограничений на максимальную скорость содержит несколько интервалов. Найдены выражения для определения оптимальной скорости вентиляторов отдельных АВО на каждом интервале управления. Для конкретного примера рассчитаны значения суммарной мощности на валу вентиляторов и обоснована возможность существенного снижения требуемой на охлаждение мощности при использовании оптимального управления. Обсуждена возможность реализации оптимальных алгоритмов управления в системе автоматического управления, замкнутой по температуре газа на выходе установки охлаждения. Использование алгоритмов оптимального управления позволяет реализовать дополнительные потенциальные возможности повышения энергоэффективности установок охлаждения природного газа с частотно-регулируемым приводом вентиляторов.