高压水除鳞方法现已成为国内外热轧生产线鳞片处理的主要有效技术。相比于其他除鳞方式,高压水除鳞技术无论是在除鳞原理上还是在除鳞工艺上都基本上趋于成熟。随着各行业对节能减排理念的加强,在满足除鳞效果的基础上,节能降耗已成为行业的生存之本。因此,如何能够在达到除鳞要求的前提下减少能耗便成为行业未来技术革新的重要目标之一。近几年,已有新建热轧生产线的除鳞系统进行过变频水泵的改造,但都仅限于在除鳞间歇过程中实现节能。在实际工作中,少有或没有在轧制过程中根据除鳞节奏、产品种类和宽度、除鳞点流量需求来实现除鳞泵的降速运行;在保证除鳞点正常工作的状态下通过设计电机控制器实现水泵调速的快速性和稳定性;并通过优化喷嘴外流场各因素参数减小除鳞点所需的最小压力,进而减少水泵的能耗。本文基于以上不足之处,研究的主要内容如下:(1)阅读相关文献,了解高压水除鳞技术及水泵变频技术在国内外的发展现状。(2)认真解读高压水除鳞系统原理图,对系统各组成部分进行理论分析,理解各组成部分的工作原理,确定系统的能量传递。(3)使用AMESim软件对工频泵、变频泵、蓄能器以及管道进行建模与仿真,研究在联合供水下工频泵、变频泵、蓄能器等在工作过程中的动态变化与相互影响,为下文水泵的节能优化提供参考。(4)结合工频泵、变频泵、蓄能器联合供水特点以及水泵变频时的流量-功率和流量-效率曲线,基于NLPQL算法对除鳞工况点流量进行优化仿真分析,研究分析不同除鳞点工况下水泵变频改造节能的大小;并研究供水方式对水泵除鳞节能的影响。(5)接着通过设计水泵变频控制器来实现系统节能稳压控制。针对高压水除鳞变频稳压供水系统的时变性、非线性、大滞后特性,建立高压水除鳞变频稳压供水系统的数学模型,然后设计四种不同的控制器对高压水除鳞变频系统进行仿真分析,研究分析各控制器对高压水除鳞变频稳压的快速性和稳定性。(6)最后对高压水除鳞的执行机构喷嘴进行结构和安装改进来实现除鳞系统的节能。通过仿真分析喷嘴的结构参数和安装靶距对外流场的影响,确定喷嘴的最佳设计参数和喷射靶距,研究的目的是在保证除鳞打击压力的情况下减小除鳞点喷嘴的入口压力,从而间接加大水泵变频降速的范围,减少水泵能耗。