+
Разработка математической модели котла-утилизатора П-102 для режимов совместной работы с газотурбинной установкой ГТУ-6П
стр.5-14
Шелыгин Борис Леонидович, Панков Сергей Алексеевич, Горшенин Сергей Дмитриевич, Ледуховский Григорий Васильевич, Кокулин Илья Андреевич, Бушуев Евгений Николаевич
Энергетическая установка на базе газотурбинного двигателя ГТУ-6П и котла-утилизатора П-102 является проверенным на практике примером эффективного технического решения по модернизации действующих промышленных котельных и ТЭЦ малой мощности. Для дальнейшего совершенствования установки, а также обоснования эффективности ее применения в условиях различных энергообъектов необходима математическая модель, являющаяся результатом синтеза математических моделей газотурбинной установки и котла-утилизатора. Котел-утилизатор П-102 как объект моделирования имеет существенные особенности, поскольку допускает как автономную работу, так и работу с утилизацией теплоты дымовых газов ГТУ-6П. Целью настоящего исследования является разработка математической модели котла-утилизатора П-102 для режима совместной работы с ГТУ-6П в регулировочном диапазоне нагрузок. Математическая модель котла-утилизатора разработана с применением программного комплекса «ТРАКТ». Разработка математического описания для проведения экспресс-оценки показателей эффективности установки выполнена методами регрессионного анализа данных. Показатели точности математической модели оценены путем сопоставления с опытными данными, полученными в условиях эксплуатации энергоустановки рассматриваемого типа. Получена математическая модель котла-утилизатора П-102 при его совместной работе с газотурбинным двигателем ГТУ-6П, с приемлемой для проведения практических расчетов точностью описывающая показатели работы оборудования. Разработанная в программном комплексе «ТРАКТ» математическая модель позволяет решать задачи режимной оптимизации энергетической установки. Получаемые при использовании этой модели результаты расчета отличаются от эксплуатационных данных в среднем на 2,2 %. Математическое описание для экспресс-оценки показателей эффективности установки характеризуется неопределенностью на уровне 6,3 %.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Определение сорбционных характеристик шлама гидроксидов алюминия, образующегося на стадии предочистки ВПУ
стр.15-20
Карпычев Евгений Александрович, Бушуев Евгений Николаевич
Актуальной задачей проводимого исследования является описание свойств образующегося при коагуляции шлама в зависимости от типа источника водоснабжения, а именно определение сорбционной емкости шлама по основным удаляемым из воды компонентам (соединения железа, органические вещества и соединения кремниевой кислоты). Данный показатель позволяет напрямую определить эффективность применения коагуляции: при сравнении реальных значений этого показателя с практически достижимыми значениями можно сделать вывод о недостатке или избытке подаваемого на обработку коагулянта. Для расчета удельных сорбционных емкостей шлама использованы следующие показатели: содержание органических соединений, массовая концентрация соединений кремниевой кислоты в пересчете на SiO и массовая концентрация соединений железа в пересчете на Fe. Определение содержания конечных компонентов после высушивания и прокаливания шлама, растворения полученного минерального остатка в растворе осуществлено с использованием общепринятых методик анализа воды. Впервые предложена методика определения удельных сорбционных емкостей шлама гидроксидов алюминия по органическим соединениям, соединениям железа в пересчете на Fe, соединениям кремниевой кислоты в пересчете на SiO. Предложена классификация природных маломутных вод с увеличенным содержанием железоорганических соединений. В рамках предложенной классификации вод получены ранее не определяемые фактические удельные сорбционные емкости шлама, а также даны рекомендации по достижению практических значений сорбционных характеристик шлама. Предложенный метод расчета сорбционных емкостей шлама гидроксидов алюминия и сам показатель сорбционной емкости шлама рекомендуется использовать как параметр, определяющий условия и эффективность применения технологии коагуляции сульфатом алюминия. Избыточные дозы коагулянта, обеспечивающие сорбционную емкость шлама, большую по сравнению с рекомендуемыми значениями, приводят к значительному перерасходу реагента и к увеличению расхода продувочной воды. Зная это, можно предусмотреть мероприятия, позволяющие привести сорбционную емкость шлама к практически достижимым значениям, например, за счёт подкисления воды.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Методика тепломассообменного расчета процесса охлаждения технической воды на ТЭЦ при работе пруда-охладителя с брызгальными устройствами
стр.21-28
Сокольский Анатолий Иванович, Гусев Евгений Валентинович, Шомов Петр Аркадьевич, Пронин Владимир Юрьевич, Колибаба Ольга Борисовна
Производство электрической энергии на тепловых и атомных электростанциях связано с отводом большого количества тепловой энергии, для утилизации которой применяют охлаждающие устройства (градирни, брызгальные бассейны, водохранилища). Повышение эффективности охлаждающей способности данного оборудования в системе оборотного водоснабжения ТЭЦ связано с понижением температур, отвечающих оптимальным технико-экономическим показателям работы объекта. Этим проблемам посвящены работы И.И. Макарова, В.А. Гладкова, Б.С. Фарфаровского, З.К. Маймекова, С.А. Супруна. В связи с этим актуальным является разработка методики расчета процесса охлаждения технической воды для создания температурного режима работы оборудования при конденсации отработанного рабочего тела паровых турбин и минимизации количества добавочной воды из реки Томь в теплый период года. Для оценки работы брызгательных устройств использованы экспериментальные данные, полученные при обследовании пруда-охладителя Западно-Сибирской ТЭЦ (г. Новокузнецк), методы физического моделирования тепломассопереноса. Для повышения эффективности охлаждения технической воды на ТЭЦ предлагается дополнительно к существующему пруду-охладителю установить брызгальные устройства. Разработана методика расчета процесса охлаждения воды в брызгальных устройствах при совместной работе с прудом-охладителем, основанная на расчете оптимальной температуры воды в точке забора при соблюдении режимных параметров работы конденсаторов турбогенераторов и отличающаяся от существующих учетом влияния явлений теплоотдачи и массообмена в пограничном слое у поверхности диспергированных капель воды. Полученные экспериментально-расчетные данные подтверждают, что применение брызгальных устройств в пруде-охладителе снижает количество добавочной воды, забираемой из реки Томь, по сравнению с лимитным ее расходом почти в 10 раз при установленном перепаде температур при конденсации отработанного пара в летний период года. Методика расчета охлаждения технической воды в пруде-охладителе с брызгательными устройствами рекомендуется к внедрению на Западно-Сибирской ТЭЦ (г. Новокузнецк).
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Повышение эффективности противоаварийной автоматики при перспективном подключении источников распределенной генерации
стр.29-37
Кондрашова Юлия Николаевна, Газизова Ольга Викторовна, Малафеев Алексей Вячеславович, Лебедев Владимир Дмитриевич
Совершенствование энергоемких технологических процессов промышленных предприятий требует повышения надежности и экономичности электроснабжения потребителей. В связи с этим в энергетической отрасли осваивается одно из приоритетных направлений, связанных с повсеместным внедрением источников распределенной генерации. Данная тенденция имеет не только положительные аспекты, она усложняет управление нормальными, аварийными и послеаварийными режимами систем электроснабжения предприятий черной металлургии. При внедрении новых источников распределенной генерации в условиях сложнозамкнутой системы электроснабжения необходимо оценить уровень токов короткого замыкания для проверки электрооборудования и остаточные напряжения на шинах ответственных потребителей черной металлургии, определить предельные времена отключения генераторов и оценить их устойчивость при выходе на раздельную работу. Алгоритм автоматизированного поиска точки раздела при аварийном выходе на раздельную работу в зависимости от баланса мощностей в целях сохранения устойчивости разработан на основе сочетания методов последовательного эквивалентирования и последовательных интервалов. В целях повышения надежности ответственных потребителей разработан алгоритм автоматического поиска точки раздела при работе делительной автоматики в зависимости от баланса мощностей для сохранения устойчивости генераторов. Разработано оригинальное программное обеспечение для оценки эффективности противоаварийной автоматики многоуровневой сложнозамкнутой системы электроснабжения металлургического предприятия. Выполненные расчеты и анализ аварийных и послеаварийных режимов предназначены для разработки комплексного подхода, содержащего совокупность мероприятий для обеспечения надежности и сохранения устойчивости ответственных потребителей в режиме автоматического поиска.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Метод коррекции имитационной модели однофазного трансформатора с использованием осциллограмм тока холостого хода
стр.38-46
Тихонов Андрей Ильич, Подобный Александр Викторович, Снитько Ирина Сергеевна, Стулов Алексей Вадимович, Каржевин Андрей Александрович, Казаков Юрий Борисович
Одно из направлений цифровизации промышленности связано с понятием цифровых двойников, позволяющих имитировать работу реальных устройств в различных режимах. В настоящее время для этого используются имитационные пакеты, например MatLab Simulink, или системы моделирования физических полей, например ANSYS Maxwell. Проблема состоит в том, что, несмотря на декларируемую точность, практически ни одна модель технического устройства не способна демонстрировать точное совпадение результатов моделирования с результатами эксперимента, особенно в переходных режимах, что вызвано разбросом характеристик материалов и сложностью учета технологических факторов. Целью настоящего исследования является разработка способа коррекции имитационной модели однофазного трансформатора, после которой данная модель способна обеспечить 95 %-ю точность совпадения мгновенных значений токов в обмотках при моделировании работы трансформатора как в установившихся, так и в переходных режимах. Использованы методы моделирования электрических цепей, метод имитационного моделирования с использованием пакета MatLab Simulink SimPowerSystem, а также экспериментальные методы регистрации осциллограмм токов и напряжений. Проведено исследование возможности точного моделирования переходных и установившихся процессов в однофазном трансформаторе с учетом нелинейности магнитных свойств электротехнической стали и взаимного влияния магнитных потоков обмоток, замыкающихся за пределами магнитопровода, с применением для коррекции модели разработанного многоканального быстродействующего регистратора. Разработана методика коррекции имитационной модели однофазного трансформатора с использованием экспериментальных осциллограмм напряжения и тока холостого хода. Применение предложенной методики коррекции кривой намагничивания трансформатора с использованием экспериментальных осциллограмм реального трансформатора, а также расчет сопротивления параллельной ветви намагничивания схемы замещения трансформатора по данной осциллограмме позволяют получить практически идеальное совпадение кривой тока холостого хода, полученной при моделировании, с экспериментальной кривой. Предложенная методика построения имитационной модели дает более точные результаты моделирования переходных режимов в трансформаторах по сравнению с аналогами.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Исследование адаптивного закона управления мостовым краном на его макете
стр.47-57
Аксаментов Дмитрий Николаевич, Лебедев Сергей Константинович
В современном мире грузоподъемные краны широко применяются в различных сферах промышленной деятельности, многие из них используют подвесное крепление груза, что сопряжено с его колебанием во время транспортировки. Раскачивание груза чаще всего возникает при ускорении или торможении тележки крана, реже - из-за внешних возмущений, например воздействия ветра. Одно из основных направлений развития такого рода кранов является создание автоматизированной системы управления, способной гасить маятниковые колебания груза. В настоящее время предложено немалое количество систем управлений, однако большинство из них требует предварительной настройки под конкретные параметры переносимого груза. Задачей настоящего исследования является создание и отладка алгоритма управления на макете мостового крана ранее разработанного адаптивного закона управления, способного обеспечить точное позиционирование и гашение колебаний груза в условиях текущей параметрической неопределенности. Исследование на экспериментальной установке позволит определить и разобрать особенности внедрения закона управления перед его применением на промышленных кранах. Адаптивный закон управления в условиях текущей неопределенности параметров груза и внешних возмущений исследуется на макете мостового крана. Данный метод управления основан на схеме адаптивного управления с идентификатором и неявной эталонной моделью с использованием «упрощенных» условий адаптируемости. Описаны ранее разработанный адаптивный закон управления мостовым краном и экспериментальная установка мостового крана. Разработан алгоритм адаптивного управления макетом мостового крана. Представлены результаты первых экспериментальных исследований предлагаемого способа управления, которые подтверждают его работоспособность в реальных условиях. Результаты опытных испытаний показывают эффективность адаптивного закона управления. Система обеспечивает точное перемещение груза за малый промежуток времени, демпфирует маятниковые колебания груза при разгоне и торможении тележки, а также при внешних возмущениях. Адаптивный закон управления позволяет перемещать груз в назначенное положение и гасить маятниковые колебания при минимальной предварительной настройке системы управления. На качестве управления практически не сказывается изменения параметров груза и длины подвеса, поскольку идентификация параметров происходит в текущем времени.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Применение агентного подхода для моделирования процессов теплопроводности
стр.58-66
Бобков Сергей Петрович, Астраханцева Ирина Александровна, Мизонов Вадим Евгеньевич
Процессы теплопереноса лежат в основе большинства технологических процессов в энергетике. Это определяет важность и актуальность разработки современных подходов для компьютерной имитации и визуализации явлений переноса тепловой энергии в различных объектах. Классические модели в виде дифференциальных уравнений различного вида описывают процессы в непрерывном пространстве и времени. Их использование при исследовании нелинейных явлений, процессов в неоднородных средах при наличии разрывных решений на границах является затруднительным. В этих случаях приходится использовать упрощающие допущения, что понижает адекватность моделей. Представляет интерес использование принципиально иных подходов для описания процессов переноса, к которым можно отнести дискретные динамические модели. Целью настоящего исследования является рассмотрение возможностей использования дискретных подходов для моделирования нелинейных процессов теплопереноса в условиях неоднородности материала и наличия в нем объемных источников переменной мощности. Изучены возможности использования агентного подхода к имитационному моделированию сложных систем, позволяющего рассматривать сплошную среду как совокупность взаимодействующих элементов (агентов), поведение которых полностью описывается локальными зависимостями. При этом законы функционирования отдельных элементов приняты детерминированными и соответствующими фундаментальным положениям теории теплопередачи. Исследована возможность применения дискретного подхода для имитационного моделирования процесса переноса тепла по молекулярному механизму. Описана общая методология разработки агентной детерминированной модели и рассмотрена ее применимость к описанию квазилинейных и нелинейных процессов теплопроводности. Рассмотрены примеры моделирования процессов горения, осложненных экзотермическими и эндотермическими эффектами. Указаны достоинства и недостатки предлагаемого метода. Проведенные исследования показали, что дискретные агентные модели являются хорошей альтернативой классическим континуальным подходам при изучении процессов передачи тепла в неоднородных средах. Полученные результаты не противоречат современным подходам к описанию тепловых процессов. Также установлено, что применяемые в агентном подходе имитационные алгоритмы моделирования являются достаточно универсальными и легко адаптируются к изменениям условий задачи. Анализ результатов дает возможность рекомендовать дискретный агентный подход для разработки имитационных моделей сложных технологических процессов и систем.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
Мизонов Вадим Евгеньевич - замечательный человек, выдающийся ученый и талантливый педагог
стр.67-70
Загружаем данные из библиотечной системы...
