一种真空泵系统和其能效控制方法、存储介质和程序产品与流程

文档序号:42206455发布日期:2025-06-20 18:47阅读:24来源:国知局

本技术属于真空泵控制,具体涉及一种真空泵系统、真空泵系统的能效控制方法、计算机可读存储介质和计算机程序产品。


背景技术:

1、在工业生产流程中,真空负压技术扮演着至关重要的角色,尤其在产品包装等关键环节,其应用尤为广泛。这一技术通常依托集中构建的真空站房来实现,通过精密设计的管道网络,将真空泵、空气缓冲罐以及各个负压使用点紧密相连,形成一个高效、稳定的真空供应系统。在众多真空泵类型中,螺杆真空泵与水环式真空泵是较为常见的选择,而在烟草行业,特别是卷烟制造领域,水环式真空泵凭借其独特的优势,成为了真空负压供应的主流设备。

2、在卷烟厂或薄片厂中,大量80或90年代老设备、改造设备与新设备并存的现象普遍存在,这直接导致各泵的工况差异显著。特别容易出现以下问题:

3、(1)设备老化与改造不彻底导致的工况差异:老设备因长期运行,零部件磨损、腐蚀严重,泵体密封性下降、效率降低,而改造设备可能仅针对部分功能升级,未全面优化,导致不同泵的流量、压力稳定性差异显著。

4、(2)维护管理难度大导致的性能衰减:老设备备件停产,改造设备维护手册缺失,新设备依赖原厂服务,导致泵的故障响应时间、维修成本差异大,长期运行后性能衰减不一致。

5、(3)能效与环保压力下的技术升级需求:老设备能耗高,改造设备能效提升有限,新设备需满足最新能效标准(如gb 19761-2020),导致泵的能耗差异显著,且老设备可能无法满足环保法规(如废水排放标准)。

6、为了提升水环式真空泵的运行效率,降低能耗,业界普遍采用为其配备变频电机及变频器的节能策略。通过在供应管道上安装负压传感器,控制系统能够实时捕捉负压的设定值与监测值,并据此动态调整真空泵的运行频率,从而实现了基于负压稳定的真空泵变频节能控制。这一举措不仅有效降低了能耗,还提升了系统的响应速度与稳定性。

7、然而,值得注意的是,水环式真空泵的抽速(即排气量)并非恒定不变,而是受到多种外界因素的深刻影响。系统真空压力、吸气温度、吸气湿度、循环水温度以及循环水流量等,均会对真空泵的抽速产生显著影响。同时,设备自身的磨损情况,如轴的转动阻力增大、叶轮与分配器之间的间隙变化等,也会导致真空泵性能下降,抽速降低。此外,不同真空泵之间由于制造工艺、材料选择等方面的差异,其性能表现也存在一定的离散性。因此,当前真空泵的节能控制方式在能效精准调控与综合优化层面仍存在显著的提升潜力。


技术实现思路

1、有鉴于此,本技术目的是为了提供一种真空泵系统和其能效控制方法、存储介质和程序产品,用以解决上述问题。

2、为解决上述技术问题,本技术采用下述技术方案:

3、第一方面,本技术提供一种真空泵系统的能效控制方法,真空泵系统包括多个真空泵,能效控制方法包括:步骤s1:采集真空泵系统的工作环境数据;步骤s2:根据目标工作参数和工作环境数据,匹配各真空泵对应的真空泵能效比数据库,得到多个真空泵功率分配方案;步骤s3:基于能效筛选条件,对多个真空泵功率分配方案进行筛选,确定目标真空泵功率分配方案并执行目标真空泵功率分配方案。

4、进一步的,工作环境数据包括以下至少一种或多种:真空压力、水温度、吸气温度、吸气湿度和真空泵转速。

5、进一步的,真空泵能效比数据库的构建步骤包括:步骤a1:采集各真空泵处于不同工作环境下的真空泵能效比数据,并记录表真空泵的能效比数据最大值数据;步骤a2:根据能效比数据最大值数据和真空泵能效比数据,确定真空泵的性能衰减数据;步骤a3:判断真空泵的性能衰减数据是否小于预设阈值:若是,则对真空泵进行性能劣化报警处理。

6、进一步的,真空泵能效比数据由以下公式计算得到:其中,epump为真空泵能效比数据,q为真空泵的吸气流量,p为真空泵的功率。

7、进一步的,真空泵的性能衰减数据由以下公式计算得到:其中,d为真空泵的性能衰减数据,epump为真空泵能效比数据,emax为能效比数据最大值数据。

8、进一步的,步骤s3包括:步骤s31:计算真空泵功率分配方案中各真空泵的瞬时功率总和,得到真空泵功率分配方案的总功率;步骤s32:根据总功率的数值大小,对各真空泵功率分配方案进行升序排序处理,确定目标真空泵功率分配方案。

9、第二方面,本技术提供一种真空泵系统,真空泵系统包括:真空泵、真空泵传感器、缓冲罐、缓冲罐传感器、吸气温度传感器、吸气湿度传感器、主管吸气流量计、水箱、水温传感器和控制元件,水温传感器设置在水箱的出口,水温传感器用于获取液体的温度;水箱与缓冲罐设置于主管道中,水箱与缓冲罐之间并联设置有多个分管道,真空泵设置在分管道中,真空泵用于输送水箱的液体;真空泵传感器与真空泵连接,真空泵传感器用于获取真空泵真空压力、真空泵转速和真空泵吸气流量;缓冲罐传感器与缓冲罐连接,缓冲罐传感器用于获取缓冲罐的压力;吸气温度传感器和吸气湿度传感器设置于主管道中,用于获取缓冲罐的吸气温度和吸气湿度;主管吸气流量计设置在真空泵与缓冲罐之间的主管道中,用于获取真空泵总吸气流量;控制元件用于采集真空泵系统的工作环境数据;控制元件用于根据目标工作参数和工作环境数据,匹配各真空泵对应的真空泵能效比数据库,得到多个真空泵功率分配方案;控制元件用于基于能效筛选条件,对多个真空泵功率分配方案进行筛选,确定目标真空泵功率分配方案并执行目标真空泵功率分配方案。

10、进一步的,真空泵系统还包括冷却塔和循环水泵,冷却塔设置在水箱与真空泵之间;循环水泵设置在水箱与冷却塔之间;冷却塔和循环水泵用于对液体进行冷却。

11、第三方面,本技术提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序/指令,该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述真空泵系统的能效控制方法的步骤。

12、第四方面,本技术提供一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令,该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述真空泵系统的能效控制方法的步骤。

13、由上述技术方案可知,本技术提出的一种真空泵系统和其能效控制方法、存储介质和程序产品的优点和积极效果在于:

14、本技术创新性地提出了一种多台真空泵动态节能优化控制方法。相较于传统多台变频真空泵采用同频率动态调控的模式,该方法能够在确保真空负压稳定、充足供应的基础上,精准调控各单机真空泵的运行状态,使其始终维持于最佳能效区间,从而显著降低整个真空泵系统的能源消耗,实现节能降耗目标。

15、不仅如此,本方法还构建了一套基于实时数据的动态监测与评估体系。它能够持续采集并迭代计算每台真空泵在不同外界条件下的能效比数据,通过将实时能效比值与预设的最优能效比值进行比对分析,精准洞察真空泵的性能变化趋势。一旦比值低于企业预先设定的阈值,系统将及时发出预警信号,提示管理人员组织开展针对性的真空泵维修维保工作。这一创新举措为设备的科学维护提供了坚实的数据支撑,有助于提前发现潜在故障隐患,延长设备使用寿命,降低设备故障率,保障生产系统的稳定高效运行。

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