Май 30

МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СЖИГАНИЯ ГАЗА В ПАРОГЕНЕРАТОРЕ

Для сборника трудов Международная научно-практическая конференция “ЭКОНОМИКА И ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВО В СОВРЕМЕННОМ ЦИФРОВОМ ПРОСТРАНСТВЕ”  (30 мая 2021 г.) коллективом авторов в составе С.И. Чумаков, М.В. Шишкевич, И.В. Ананченко, А.А. Петров подготовлена статья “Моделирование и оптимизация технологического процесса сжигания газа в парогенераторе”. Ниже представлены основные положения, публикации.


Парогенераторы широко используются в тепловых сетях, а также при производстве электрической энергии. Отметим, что основу электроэнергетики составляет тепловые электрические станции, вырабатывающие порядка 70% электроэнергии в России. В связи с этим актуальна задача оптимизации технологического процесса на этих станциях, что особенно актуально это для арктических регионов, где повышено потребление тепловых ресурсов [1].
Объект исследования – парогенератор, предмет исследования – моделирование и оптимизация технологического процесса получения пара при сжигании газа. Исследуется парогенератор ДКВр – 6,5 – 13. Котлы паровые серии ДКВр – двухбарабанные, вертикально – водотрубные котлы с естественной циркуляцией. Цель работы заключается в оптимизации и моделировании технологического процесса сжигания газа в парогенераторе. Проведем исследование технологических режимов работы парогенератора. По данным мониторинга строим оценку функции регрессии критерия оптимальности и решаем задачу статической оптимизации. Так как регрессионные модели не отражают динамику процессов, то целесообразно построить математическую модель парогенератора.
Постановка задачи множественной регрессии. Система «Факел 2010» обеспечивает высокий КПД, но по представлениям руководства УРАН СПБ можно достичь дополнительной экономии газа. С этой целью, анализируется выборка, полученная в ходе мониторинга, объемом 500 записей, преобразованных в формат Excel. Отсчеты ведутся каждую минуту и сохраняются в компьютере в формате файла данных системы СУБД Aссess. По этим данным построим оценку функции регрессии критерия оптимальности и решим задачу статической оптимизации [2]. Реализация 30 случайных процессов за один день с равным промежутком по времени. Каждый случайный процесс — дискретный случайный процесс с дискретным временем.
Были выбраны два случайных процесса: расход газа и расход питательной воды, поступающей в барабан котла. Эти процессы были выбраны, потому что участвуют в расчете критерия оптимальности. Критерий оптимальности зависит от многих параметров, часть из них измеряется, а подавляющая часть не измеряется. Тем не менее, нужно отобразить пространство контролируемых переменных на множество значений критерия и решить задачу оценки множественной регрессии, но в такой постановке размерность пространства параметров очень высока, задача требует упрощения.  В рамках, данных мониторинга целесообразно построить оценку функцию регрессии критерия в пространстве 30 переменных. Задача получается высокой размерности, поэтому возникают большие вычислительные сложности. Для упрощения задачи выделяются наиболее значимые параметры, которые являются управляющими: ИМП – положение заслонки на воду, управляет расходом воды (% открытия); ИМГ – положение заслонки на газ, управляет расходом газа (%). Есть еще два управляющих параметра, но по данным мониторинга они не меняются. Задача минимизировать критерий по его регрессионной оценке. Для этого нужно, прежде всего, построить оценку поверхности регрессии.

Таким образом найдена зависимость оптимального положения заслонки на газ в зависимости от паровой нагрузки. Возможно использование зависимости в технологическом процессе для экономии топлива. Для технической реализации рассмотренных решений оптимизации технологического процесса сжигания газа в парогенераторе можно предложить использование систем промышленной автоматизации (например, на основе систем промышленной автоматизации от Байкал Электроникс).
Полный текст статьи можно получить у авторов по запросу.

* * *

Список литературы

* * *

  1. Новиков, О.Н. Оптимизация сжигания топлива в парогенераторе / Новиков О.Н., Окатьев А.Н., Чумаков С.И., Ананченко И.В., Шишкевич М.В. – Факторы и эффективные механизмы устойчивого развития: монография. – Пенза: МЦНС «Наука и Просвещение», 2020. – С. 102–125.
  2. Чумаков, С. И. Постановка задачи оптимизации в газовом парогенераторе / С. И. Чумаков, М. В. Шишкевич. // Сборник тезисов IX научно–технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых в рамках мероприятий, посвященных 150–летию открытия Периодического закона химических элементов Д. И. Менделеевым «НЕДЕЛЯ НАУКИ – 2019» – Санкт-Петербург: 2019. – 326 с.
Поделитесь статьей со своими друзьями
Общайтесь со мной:
comments: 0 »

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

Comment

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>