+
Химическое и мембранное обессоливание природной воды с высоким содержанием железоорганических соединений
стр.5-18
Ларин Андрей Борисович, Карпычев Евгений Александрович, Ярунина Наталья Николаевна, Логинова Анна Юрьевна, Бушуев Евгений Николаевич
В условиях модернизации российских ТЭС часто вводятся в эксплуатацию водоподготовительные установки на базе импортных мембранных технологий без достаточного учета качества исходной (природной) воды и переменного по производительности режима работы, при этом не принимаются во внимание давно работающие водоподготовительные установки и не учитываются их возможности. В связи с этим себестоимость получаемой добавочной воды оказывается в три и более раза выше, а средняя выработка - соответственно ниже, чем при использовании установок, основанных на традиционных технологиях водоподготовки. Часто не реализуются преимущества установок обратного осмоса, основанные на отказе от использования агрессивных реагентов - серной кислоты и др. Целью исследования является повышение эффективности получения обессоленной воды. Особенно важно проведение таких исследований на природных водах с высоким содержанием железоорганических соединений, характерных для районов центра и севера России. Лабораторные исследования проведены с использованием различных, прежде всего новых, фильтрующих материалов, регентов и аппаратов как на стадиях предварительной очистки воды - осветления, так и на стадиях деминерализации осветленной воды. В качестве объектов исследования выступили водоподготовительные установки подпитки котлов Ивановской ПГУ и Череповецкой ГРЭС. Показано, что при обработке вод с высоким содержанием железоорганических соединений с использованием ионообменной и мембранной технологий водоподготовки может быть получена обессоленная вода высокого качества: с удельной электропроводностью не выше 0,2 мкСм/см и перманганатной окисляемостью не выше 1 мгО/л. Исследования на Ивановских ПГУ и Череповецкой ГРЭС показали целесообразность перехода для таких вод, например, в паводковый период на коагуляцию сульфатом алюминия с применением анионактивного флокулянта. Применение коагуляции и установок ультрафильтрации перед установками обратного осмоса обеспечивает глубокое удаление из воды органических примесей. На основе полученных результатов исследований даны рекомендации к использованию и внедрению отдельных результатов на водоподготовительных установках Ивановских ПГУ.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Разработка модели контура с естественной циркуляцией теплоносителя в условиях качки
стр.19-26
Самойлов Александр Максимович, Сатаев Александр Александрович, Блохин Алексей Алексеевич, Иванов Вадим Владимирович, Горбунов Владимир Александрович
Основным требованием, предъявляемым к любой ядерной энергетической установке, является безопасность. На нее в процессе эксплуатации воздействуют различные факторы, исследование которых на реальных установках затруднительно ввиду больших экономических затрат. Эту проблему можно решить путем создания моделей-прототипов, на которых можно проводить исследования многих сложных процессов. Одним из таких процессов является динамическое воздействие на судовую установку. Наиболее остро такого рода воздействия влияют на естественную циркуляцию теплоносителя, которая служит одной из основных аварийных систем безопасности, а также является перспективным способом обеспечения движения в основном циркуляционном тракте. Цель данной работы - оценка влияния внешних динамических сил на процессы естественной циркуляции. Для исследования был изготовлен стенд, моделирующий одну из петель циркуляции реакторной установки. Основной метод получения экспериментальных данных - температурное зондирование характерных участков трассы циркуляции. Построенная математическая модель, описывающая данный процесс, основана на уравнениях сохранения количества движения и теплового баланса. В соответствии с экспериментальными данными произведен расчет естественной циркуляции для статического и динамического режимов и построена математическая модель, описывающая данный процесс. Произведен сравнительный анализ результатов расчета статического и динамического режимов. Установлено, что снижение массового расхода в динамическом режиме составило около 10 % от статического режима, что подтверждает качественное влияние качки на естественную циркуляцию. Практическая значимость заключается в создании модели с учетом качки, а также ее верификации на исследовательском стенде. Установленное значительное влияние качки на массовый расход теплоносителя в случае естественной циркуляции, дополнительно подтвержденное косвенными признаками, говорит о необходимости проведения исследований естественной циркуляции в соответствии с разработанной моделью в условиях максимально возможной качки для действующих и проектируемых реакторных установок в целях обеспечения требуемой безопасности судовых установок.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Модель неявнополюсной электрической машины на основе математического описания магнитного поля в воздушном зазоре
стр.27-37
Вихарев Дмитрий Юрьевич, Родин Никита Андреевич, Мурзин Андрей Юрьевич
При моделировании переходных процессов в электроэнергетических системах возникает вопрос построения достоверных моделей электрических машин. Одной из наиболее сложных задач является построение моделей синхронной и асинхронной машин. Целью работы является построение математических моделей синхронной и асинхронной машин на основе обобщенной модели неявнополюсной машины, учитывающей изменение частоты вращения ротора, геометрические особенности и вид обмоток ротора и статора. Использованы методы математического моделирования электромагнитных полей в воздушном зазоре на основе уравнений Максвелла и методы теории электрических цепей. Математической моделью обобщенной неявнополюсной машины является система нелинейных дифференциальных уравнений. Основным принятым допущением является бесконечная магнитная проницаемость сердечников статора и ротора. Для верификации использованы технические данные реальных электрических машин. Разработаны математические модели неявнополюсной синхронной машины и асинхронной машины с фазным ротором на основе обобщенной модели, которые могут быть использованы для анализа переходных процессов в совокупности, без разделения их на электромагнитные и электромеханические. Новизна моделей состоит в учете несинусоидального распределения магнитного поля в воздушном зазоре, различных видов многофазных обмоток переменного тока и в отказе от допущения неизменности частоты вращения на временном шаге моделирования. Предложенные математические модели могут быть использованы для решения задач проектирования, анализа режимов электроэнергетических систем, функционирования релейной защиты и автоматики объектов электроэнергетики, противоаварийной автоматики. В перспективе математические модели будут дополнены уравнениями, учитывающими влияние демпферных контуров и особенностей выполнения обмоток. Целью дальнейших исследований является создание моделей явнополюсных синхронных машин и асинхронных машин с короткозамкнутым ротором.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Алгоритм управления, улучшающий вибросиловые характеристики синхронного многофазного магнитоэлектрического электропривода
стр.38-44
Голубев Александр Николаевич, Алейников Алексей Владимирович, Казаков Юрий Борисович
Для снижения вибраций и шумов, возникающих в процессе работы синхронных двигателей, используют разработки новых, более совершенных конструкций двигателей, а также специальные алгоритмы управления. Использование многофазного ( m > 3) исполнения синхронного двигателя позволяет влиять на конфигурацию магнитного поля в более широких пределах, что делает актуальной задачу разработки алгоритма управления, улучшающего вибросиловые характеристики многофазного двигателя. Использован метод конечных элементов для расчета магнитного поля в 2D-постановке, реализованный в программном комплексе Elcut, а также методы имитационного моделирования с использованием пакета MatLab Simulink. Предложен алгоритм управления многофазными синхронными двигателями с постоянными магнитами, снижающий уровень вибраций. Улучшение вибросиловых характеристик достигается путем питания двигателя токами определенной формы, при которой они компенсируют пульсации электромагнитных сил, возникающих между различными частями электрической машины. Данный алгоритм основан на определении электромагнитных сил и момента непосредственно в процессе управления. Приведены результаты моделирования работы двигателя с разработанным алгоритмом управления. Проведено сопоставление характеристик, полученных при использовании данного алгоритма управления, с характеристиками, соответствующими питанию от синусоидального источника. Вибросиловые характеристики синхронного двигателя с постоянными магнитами возможно улучшить посредством системы управления, питающей двигатель токами соответствующим образом синтезированной формы. При этом потребляемая мощность увеличится незначительно.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Метод настройки упреждающих связей в системах управления электроприводом подачи
стр.45-53
Алексеев Александр Александрович, Тютиков Владимир Валентинович, Лебедев Сергей Константинович
Электропривод подачи, используемый в металлорежущих станках, как и любой прецизионный электропривод, требует высокой точности отработки задающих воздействий и невосприимчивости к возмущениям. Для этого в систему управления добавляются упреждающие связи, способные ускорить отработку задания и компенсировать возмущения. Настройка упреждающих связей обычно выполняется вручную при наладке станка: либо путем подачи на двигатель ряда тестовых воздействий, либо расчетным путем. Для расчета необходимо иметь информацию о величинах возмущений, которые могут быть компенсированы соответствующими упреждающими связями, однако не всегда такая информация доступна априори. В связи с этим настройку коэффициентов упреждающих связей предлагается выполнять по результатам параметрической идентификации величин моментов, действующих на электропривод, а также его приведенного момента инерции. Для параметрической идентификации используются методы теории электропривода, наименьших квадратов, цифровой обработки сигналов; для оценки качества компенсации используется математическое моделирование. Предложен метод настройки параметров системы управления электроприводом подачи, основанный на параметрической идентификации величин моментов, действующих на двигатель и/или рабочий орган. Результаты моделирования системы управления показывают как высокую точность идентификации, так и значительное уменьшение динамической ошибки регулирования при активации упреждающих связей. Рассмотренная структура системы управления и предложенный алгоритм идентификации и настройки ее параметров могут быть использованы в электроприводах подачи металлорежущих станков. Использование упреждающих связей, настроенных в соответствии с предложенным алгоритмом, позволило снизить динамическую ошибку слежения по положению более чем в 50 раз, что может быть важно при контурной обработке.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Сравнение методов синтеза нелинейных систем управления
стр.54-61
Гайдук Анатолий Романович, Капустян Сергей Григорьевич, Алмашаал Мохаммад Джалаль, Тютиков Владимир Валентинович
Проблема построения нелинейных систем управления является сложной задачей. Известно много методов, которые позволяют найти подходящее управление для заданного нелинейного объекта, обеспечивающее асимптотическую устойчивость положения равновесия нелинейной системы и приемлемое качество переходного процесса. Многие из этих методов весьма сложны при практическом применении. В связи с этим представляет интерес сравнение некоторых методов по простоте применения. В качестве материала для проведения сравнительного анализа выбраны два аналитических метода синтеза нелинейных систем управления: алгебраический полиномиально-матричный метод, в котором используется квазилинейная модель, и метод линеаризации обратной связью, в котором используется модель Бруновского в совокупности со специальными обратными связями. Проведен сравнительный анализ алгебраического полиномиально-матричного метода и метода линеаризации обратной связью. Установлено, что значительно более простым является алгебраический полиномиально-матричный метод. Рассмотрен численный пример построения системы, синтезированной данными методами. Установлено, что система, синтезированная алгебраическим полиномиально-матричным методом, имеет область притяжения положения равновесия в два раза большую, чем область притяжения системы, синтезированной методом линеаризации обратной связью. Алгебраический полиномиально-матричный метод с применением квазилинейных моделей целесообразно использовать при синтезе систем управления объектами с дифференцируемыми нелинейностями.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Анализ и совершенствование методов решения дискретных моделей уравнения Больцмана
стр.62-69
Жуков Владимир Павлович, Барочкин Алексей Евгеньевич, Беляков Антон Николаевич, Сизова Ольга Владимировна, Мизонов Вадим Евгеньевич
Определение вероятностей переходов системы из одного состояния в другое является основной операцией для описания технологических систем с использованием моделей цепей Маркова и дискретных моделей уравнения Больцмана. Повышение точности решения уравнения Больцмана путем обоснованного выбора вероятностей переходов и допустимых областей их применения является актуальной темой научных исследований. Стратегия моделирования и определения вероятностей переходов построена на методе конечных объемов, соотношениях теории вероятности и совместном анализе материальных и энергетических балансов. С использованием соотношений теории вероятности получены уточненные выражения для вероятностей переходов по ячейкам расчетного пространства дискретных моделей уравнений Больцмана при описании технологических систем. Представлены рекомендации по выбору области применения модели. Установлено значимое повышение качества прогнозирования при реализации предложенных зависимостей и рекомендаций, позволяющих снизить относительную погрешность при расчете энергии системы с 8,4 до 2,8 %. Представленные расчетные зависимости для определения вероятностей переходов и рекомендации по их применению могут использоваться для моделирования различных технологических процессов и повышения качества их описания.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Метод локализации мест утечек в тепловых сетях на основе анализа данных узлов учета потребителей тепловой энергии
стр.70-78
Косяков Сергей Витальевич, Садыков Артур Мунавирович, Сенников Владимир Васильевич, Тихонов Андрей Ильич, Ратманова Ирина Дмитриевна
В настоящее время для организации расчетов за потребленную тепловую энергию активно используются информационные системы сбора данных приборов учета, которыми оборудуются тепловые пункты потребителей. Однако обработка этих данных обычно ограничивается ежемесячным сбором показаний для начислений платежей и процедурами контроля выхода наблюдаемых параметров за установленные границы. Возможности использования этих данных для более глубокого анализа процессов, в частности для выявления мест возникновения утечек теплоносителя, которые могут стать причинами аварий в сети, остаются мало исследованными. Для определения участков утечки теплоносителя совместно использованы методы и средства моделирования и анализа режимов работы тепловых сетей, методы сбора и мониторинга данных узлов учета отпуска тепловой энергии, методы моделирования тепловых сетей в среде геоинформационных систем. Предложен метод определения участков тепловой сети, на которых произошла утечка теплоносителя, отличием которого является использование в процессе анализа только показаний существующих приборов учета, установленных у потребителей. Рассмотрены ограничения на применение метода и способ его реализации в среде геоинформационной системы. Приведен пример, иллюстрирующий возможность определения места утечки теплоносителя на основе анализа реальных данных узлов учета, собранных в процессе возникновения и устранения утечки. На примере реальной ситуации возникновения утечки на участке тепловой сети котельной ИГЭУ показана возможность практического применения разработанного метода. Полученные результаты подтвердили возможность локализации мест утечек теплоносителя в тепловых сетях на основе анализа показаний приборов учета, установленных у потребителей. Разработанный метод может применяться в информационных системах мониторинга режимов работы тепловых сетей для поиска мест развития аварий.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
