Регистрация / Вход
Прислать материал

Повышение энергетической эффективности котельных путем разработки и внедрения автоматизированной системы управления и новой термоэлектрической установки

Докладчик: Садыков Ренат Ахатович

Должность: Заведующий кафедрой ФГБОУ ВПО "Казаснкого государственного архитектурно-строительного университета", заведующий кафедрой

Цель проекта:
1. Повышение энергетической эффективности теплогенерирующих установок (котлоагрегатов) и снижение топливно-энергетических ресурсов в системе теплоснабжения за счет разработки и внедрения оптимальной конструкции автоматизированной системы управления (микропроцессорного комплекса) и новой термоэлектрической установки преобразования избыточной (невостребованной) тепловой энергии на источнике. 2. Основными целями создания автоматизированной системы управления являются: - обеспечение управления теплогенерирующей установки (водогрейного или парового котла) в нормальных, растопочных, пиковых, полупиковых, предаварийных и аварийных режимах работы для возможности выполнения главной функции - выработки тепловой энергии требуемого количества и качества; - защита котла и его агрегатов путем останова или снижения нагрузки при угрозе аварии; - обеспечение персонала достаточной, достоверной и своевременной информацией (включая регистрацию событий, расчет показателей и диагностику оборудования) для анализа, оптимизации и планирования работы оборудования и его ремонтов; - повышение эксплуатационной готовности котла и точности выполнения диспетчерского графика; - повышение экономичности работы котла, включая экономию топлива и затрат энергии на собственные нужды; - повышение надежности и долговечности работы оборудования и сокращения затрат на его ремонты; - улучшение использования резервов мощности и маневренности энергоблока; - сокращение ошибок оперативного персонала. Улучшение перечисленных показателей должно быть достигнуто благодаря применению более совершенной и продуманной автоматизированной системы управления (микропроцессорного комплекса (МК)), которая включает новые принципы, методические подходы, методы и алгоритм управления режимами работы теплогенерирующей установки и вспомогательного оборудования. Основными целями создания термоэлектрической установки являются: - расширение применения технологий выработки электроэнергии с помощью термоэлектрических установках, работающих по органическому циклу Ренкина, для утилизации избыточной тепловой энергии в системах теплоснабжения; - расширение применения новых видов органических теплоносителей для применения их в установках утилизации тепловой энергии, работающих по органическому циклу Ренкина, на источниках систем теплоснабжения; - снижение теплового загрязнения окружающей среды за счет утилизации тепловой энергии уходящих дымовых газов на источниках теплоснабжения; - расширения номенклатуры оборудования для утилизации (преобразования) тепловой энергии в системах теплоснабжения за счет разработки новых видов термоэлектрических установок; - стандартизация (типизация) термоэлектрических установок для применения на источниках тепловой энергии в зависимости от их тепловой мощности; - расширения применения компрессорного оборудования для повышения эффективности термоэлектрических установок; - стандартизация (типизация) компрессоров как 2-й ступени турбодетандера термоэлектрической установки.

Основные планируемые результаты проекта:
Основные планируемые результаты:
- моделирование, основанные на материальном и тепловом балансе жидкости и газовых фракций, отражающие протекание основных процессов по всем трактам водогрейного котла;
- обобщенный функциональный алгоритм управления режимами работы теплогенерирующей установки (котлоагрегата) и вспомогательного оборудования (регулирование температурного графика, разности давлений и т.д.);
- технический принцип структуры МК, обеспечивающего оптимальные энергосберегающие режимы работы теплогенерирующей установки с обеспечением достаточной надежности его эксплуатации;
- алгоритм резервирования компонентов, т.е. когда элементы МК одной теплогенерирующей установки являются резервирующими элементами МК другой установки;
- методика симуляции с применением МК (компьютерного симулятора котлоагрегата), позволяющей проводить достоверное моделирование теплоэнергетических процессов и тестировать алгоритмы управления теплогенерирующей установки;
- программа и симулятор реального времени теплогенерирующей установки;
- математическая модель термодинамических процессов, протекающих в турбодетандере термоэлектрической установки;
- математическая модель газодинамических процессов, протекающих в турбодетандере термоэлектрической установки;
- математическая модель термодинамических процессов, протекающих в теплообменниках (испарителе, конденсаторе) термоэлектрической установки;
- методика проектирования термоэлектрических установок, предназначенных для утилизации тепловой энергии на источниках систем теплоснабжения;
- алгоритмы расчета технологических параметров и основных конструктивных элементов (теплообменников, турбодетандера, насоса) термоэлектрических установок, работающих по органическому циклу Ренкина;
- технические решения и рекомендации по внедрению термоэлектрических установок на существующие источники теплоснабжения;
- технические требования для создания термоэлектрических утилизационных установок для существующей номенклатуры теплогенерирующего оборудования теплоисточников в виде технического задания на проектирование;
- технические решения и рекомендации по использованию (внедрению) компрессоров в конструкции термоэлектрических утилизационных установок;
- технические требования для проектирования компрессоров как 2-й ступени турбодетандера для номенклатуры разрабатываемых термоэлектрических установок в виде технического задания на изготовление конструкторской документации;
- оптимальные профили рабочих органов компрессоров турбодетандеров для термоэлектрических установок, работающих по органическому циклу Ренкина;
- экспериментальный образец рабочего органа (ротора) компрессора турбодетандера термоэлектрической установки.
2. Основные характеристики планируемых результатов:
- автоматизированная система управления должна оснащаться современными приборами и сервисной аппаратурой, обеспечивающей автоматизированную проверку измерительных каналов и устройств, а также аппаратурой для контроля условий эксплуатации;
- для измерительных каналов должна проверяться погрешность на стадии приемки из монтажа и наладки;
- алгоритмы и программы расчетов, производимых системой, должны быть аттестованы в установленном порядке;
- должно быть предусмотрено единое лингвистическое обеспечение в пределах всей системы управления и для всех видов интерфейсов;
- инженерный язык технологического программирования должен отражать структуру системы управления и быть доступным оперативному техническому персоналу, не имеющему подготовки программиста;
- информационная часть языка должна содержать: мнемосхемы и структурные схемы управления, регулирования и информации, содержащие все виды преобразований, связей и текущие значения сигналов;
- структура команд должна обеспечивать простые процедуры конфигурирования таблиц, графиков, протоколов и т. п., а также запуск и останов системы и ее частей;
- термоэлектрические установки должны быть типизированы (унифицированы) по электрической мощности и параметрам греющего (первичного) теплоносителя;
- для всех типов термоэлектрических установок должны быть предусмотрены соответствующие по типу и производительности основные узлы (турбодетандер, испаритель, конденсатор, насос);
- турбодетандер должен являться составной конструкцией из блока турбины (1-я ступень) и компрессора (2-я ступень), являющимися также стандартными, либо разработанными и рекомендованными стандартизации применения;
- соответственно все материалы и конструктивные узлы отдельных аппаратов термоэлектрической установки должны быть также из стандартной номенклатуры, использующейся в различных отраслях промышленности.
3. Новизна:
- вновь разрабатываемые принципы моделирования основных процессов по всем трактам водогрейного котла;
- обобщенный функциональный алгоритм управления режимами работы теплогенерирующей установки и вспомогательного оборудования;
- новый технический принцип структуры МК;
- усовершенствованный алгоритм резервирования компонентов МК;
- новая методика симуляции с применением МК (компьютерного симулятора котлоагрегата);
- моделирование термодинамических и газодинамических процессов в турбодетандере и в теплообменниках (испарителе, конденсаторе) термоэлектрической установки;
- обновленная методика проектирования термоэлектрических установок;
- получение новых результатов и знаний о газодинамических процессах в турбодетандере и в установке в целом при использовании разрабатываемых конструкций «малорасходных» закрытых и полузакрытых колес и сопоставление с традиционно используемыми в подобных циклах турбинами.
4. В мировой практике имеется опыт использования робастного подхода к синтезу систем регулирования сложными системами в условиях неопределенности или невозможности создания полной математической модели объекта управления. Суть данного подхода заключается в создании интеллектуальных систем управления, основанных на теории нечетких множеств, позволяющие учитывать некоторые неформализуемые или трудноформализуемые факторы. Но данные системы имеют недостатки. Например, при регулировании температуры перегретого пара необходимы периодический контроль и коррекция параметров регулятора и дифференциатора, что связано с изменениями характеристик пароперегревателя.
Программная система для моделирования котла, предложенная группой авторов Иванов А.П., Михейкина Н.Д. и Сизова Т.Б. «Программное обеспечение для моделирования динамики теплогидравлических процессов в паровых котлах», позволяет моделировать стационарное состояние и переходные процессы в прямоточных и барабанных котлах с использованием опыта автоматизации моделирования энергетического оборудования. Модель строится из типовых модулей, которые определяют поведение структурных элементов различного типа. Данная система моделирования базируется только на применении программного обеспечения и не в состоянии учитывать все особенности реального объекта.
Целесообразно разработка эмулятора, который не только реализовывает компьютерное моделирование, но и максимально достоверно имитировал бы реальную аппаратную составляющую микропроцессорного комплекса. В таком случае его можно использовать также для тестирования управляющего оборудования.
В настоящее время активно развивается способ численного моделирования нестационарных режимов паровых котлов с естественной циркуляцией типа БКЗ 420-140-2 ОАО «Сибэнергомаш». Способ основан на математической модели, воспроизводящей динамические состояния барабана, распределительных коллекторов, опускных и подъемных труб в условиях протекания в них неадеабатных процессов. Котлы разбиваются на участки, и для каждого из них дано математическое описание нестационарных процессов. При этом все расчетные участки рассматриваются как участки с сосредоточенными параметрами. Проблема в том, что данная модель применима только для котлов типа БКЗ.
Термоэлектрические установки выпускаются разных модификаций, и чаще всего бывают от 10 кВт до 4 мВт мощности. Основными производителями и передовыми мировыми разработчиками данного вида оборудования являются компании «Инфинити Турбайн» (США), «Турбоден» (Италия), «Опкон» (Швеция) – аналоги российских научно-производственных объединений. В мире существуют и другие изготовители оборудования – в Велибритании, Голландии, Германии, США.
В России единственный пример разработок термоэлектрических установок принадлежит группе ученых Московского энергетического института (МЭИ) и Московского государственного университета (МГУ) им. М.В.Ломоносова. Данные разработки производятся на базе малого предприятия ООО «Турбоком». Однако существует только опытно-конструкторский (тестовый) образец. Внедренных промышленных образцов на сегодняшний день пока нет.
При всех своих передовых возможностях применения, все вышеперечисленные установки крайне редко использовались в централизованных системах теплоснабжения. Это объясняется невысокой развитостью централизованного теплоснабжения в данных странах (за исключением Швеции). Для данной работы произведен анализ мировых и отечественных технологий и установок, утилизирующее избыточное тепло на источниках теплоснабжения и тепловых сетях. К таким относятся экономайзеры котлов, теплонасосные установки, различные схемы рациональной утилизации невостребованной теплоты пара и воды, а также уходящих топочных газов. Анализ мирового и российского опыта в данном направлении показал, что существует перспективная реальная возможность разработки и внедрения данных технологий и оборудования на основе отечественного энергетического оборудования, а также создания импортозаменяющего оборудования применительно непосредственно к централизованным системам теплоснабжения с российскими особенностями.
5. Все полученные результаты будут являться собой законченными интеллектуальными продуктами, готовые к использованию. Для доведения до потребителя необходима апробация (экспериментальные исследования) теоретических результатов и непосредственное внедрение опытных образцов в производственные процессы. Большая часть результатов будет апробирована в ходе выполнения проекта на действующих системах теплоснабжения ОАО «Каззэнерго». На основе разработок по термоэлектрической установки необходимо создание опытного образца для проведения эксперимента в производственных условиях. В перспективе опытные образцы планируется испытать в работе совместно с оборудованием действующих котельных, находящихся также на балансе ОАО «Казэнерго». Все полученные результаты, возможно, реализовать посредством договорных соглашений и соглашений о сотрудничестве с энергоснабжающими организациями города Казани (ОАО «Казэнерго» или ОАО «Казанская теплосетевая компания»).

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Основная область применения микропроцессорного комплекса (МК) на базе управляющих средств - это автоматизация котельных, а именно отечественных водогрейных и паровых котлов.
Применение МК позволит:
- получать в реальном времени информацию о параметрах работы котельной установки и предупреждения аварийного отключения параметров;
- исключить субъективный (человеческий) фактор, влияющий на безопасность и эффективность работы котельной установки, и тем самым увеличить срок службы технологического оборудования котельной в целом;
- оптимизировать параметры и режимы технологических процессов котлов путем повышения уровня автоматизации процессов;
- обеспечить безопасный и надежный режим работы котлов;
- снизить расход топлива и электроэнергии на производство оптимального количества теплоносителя и тем самым уменьшить себестоимость получаемого продукта (тепла для населения);
- улучшить процесс горения, снизить выброс вредных газов от отработанного топлива в атмосферу и улучшить условий труда эксплуатационного персонала;
Помимо технической стороны, данный комплекс позволит:
- достоверное моделирование теплоэнергетических процессов и тестировать алгоритмы управления теплогенерирующей установки;
- понимать физическую картину основных процессов, протекающих по всем трактам теплогенерирующей установки (котла);
- развивать общую теорию компьютерного моделирования, будут полезны при постановке экспериментальных исследований по энерго- и массопереносу, расчету обменных процессов при проектировании; позволит значительно сократить объем необходимых экспериментальных исследований или полностью заменить натурные эксперименты на численные;
- разрабатывать оптимальные энергосберегающие режимы работы теплогенерирующей установки с обеспечением достаточной надежности его эксплуатации.
Существует возможность коммерциализации создаваемого микропроцессорного комплекса для автоматического управления технологическими процессами, параметрами и режимами теплоэнергетических установок (котлов) посредством Индустриального партнера.
Принцип разрабатываемого алгоритма управления теплогенерирующими установками на основе микропроцессорных комплексов можно применить в сфере коммерческого учета энергоносителей, например, в автоматизированной системе коммерческого учета теплоносителей ТЭЦ. Данная система предназначена для автоматизированного централизованного сбора, обработки и архивирования информации о количестве произведенной на ТЭЦ и отпущенной потребителям тепловой энергии, для автоматизированной подготовки на основе собранных данных различных сводок, отчетов и хозрасчетных документов, а также для передачи информации в системы автоматизированного управления и в корпоративную информационную систему Генерирующей компании.
Основная область применения термоэлектрических установок, работающих по ОЦР – это технологические процессы, где существует необходимость преобразовать (полезно и эффективно утилизировать) избыточную невостребованную тепловую энергию, которая образуется вследствие некачественного регулирования нагрузки и (или) разнородности потребителей и их теплопотребляющих установок, что является часто встречающейся проблемой в системах теплоснабжения на территории нашей страны.
Применение термоэлектрической установки позволит:
- утилизировать невостребованную тепловую энергию, преобразуя данную энергию в механическую, а далее в электрическую энергию;
-снизить удельное потребление электроэнергии на выработку 1 Гкал тепловой, что сказывается на конечной величине потребленной электроэнергии тепловым источником;
- по предварительным расчетам снизить себестоимость выработки тепловой энергии на величину 8% от конечного тарифа для потребителей.
По сути, данная технология является новой когенерационной технологией и может применяться везде, где есть избыток тепловой энергии, при этом получая дополнительные энергетические ресурсы. В качестве источника для получения избыточной теплоты могут использовать следующие вторичные энергоресурсы: тепло отходящих газов крупных котельных, ТЭЦ и ТЭС; скрытая теплота парообразования на блоках конденсаторов на ТЭЦ и паровых котельных; тепло отходящих газов газо-турбинных двигателей на компрессорных станциях газотранспортной системы; сбросное тепло систем центрального теплоснабжения; отходящее тепло факельных сбросов, попутных нефтяных газов, холодильных установок, дизельных двигателей, печей обжига, установок по сжиганию отходов.
Типовая схема и конструкция элементов оборудования термоэлектрических установок могут быть использованы для изготовления опытных и образцов для дальнейших экспериментов и производственного применения.
Ожидаемые результаты проекта можно рекомендовать использовать на крупных производственных предприятиях с собственной котельной и системой теплоснабжения, теплофикационных тепловых электростанциях, предприятиях коммунального теплоснабжения, эксплуатирующих организациях и других предприятиях, где остро стоит вопрос энергосбережения.
2. Совместно с компанией ООО «Эталон МКС» планируется проведение тестирования и отладка работоспособности нового микропроцессорного комплекса теплоэнергетического оборудования в условиях, приближенных к реальным условиям эксплуатации.
Результаты проекта, связанные с разработкой термоэлектрической установки для утилизации тепловой энергии, могут быть использованы как в энергетике, так и машино- и приборостроении. В данной области потребителями результатов НИР также могут являться конструкторские бюро, проектирующие установки, и заводы по изготовлению подобного оборудования. Конечным потребителями данных установок являются также энергоснабжающие организации, для объектов которых предназначены данные термоэлектрические установки. ОАО «Казэнерго», входящее в ведущую энергетическую компанию Республики Татарстан ОАО «Генерирующая компания», заинтересовано в результатах проекта в области применения термоэлектрических установок и предложило свое сотрудничество в плане проведений натурных испытаний на своих районных котельных. В перспективе опытные образцы планируется испытать в работе совместно с оборудованием действующих котельных, находящихся также на балансе ОАО «Казэнерго».
Результаты проекта могут найти применение при разработке научно-образовательных курсов на кафедре «Теплоэнергетика» ФГБОУ ВПО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет» при подготовке специалистов-инженеров и кадров высшей квалификации.
3. Применение современных микропроцессорных комплексов (МК) на базе передовых управляющих средств позволяет существенно оптимизировать параметры и режимы тепловых технологических процессов. К главным целям создания МК можно отнести: обеспечение безопасного технологического режима работы котлов, снижение расходов топлива и электроэнергии, увеличение срока службы технологического оборудования, снижение вредных выбросов в атмосферу и улучшение условий труда эксплуатационного персонала.
К тому же, данные МК имеют высокую надежность, что дает возможность улучшить эксплуатационные и технико-экономические характеристики теплогененрирующего оборудования. В проекте под данным оборудованием понимается водогрейный котел, являющейся основным оборудованием котельной системы теплоснабжения. И основная цель применения МК является обеспечение экономии энергетических ресурсов (топливо) и улучшение качества выпускаемой продукции (теплоноситель).
Полученные результаты исследований послужат развитию общей теории компьютерного моделирования, будут полезны при постановке экспериментальных исследований по энерго- и массопереносу, расчете обменных процессов при проектировании; позволят значительно сократить объем необходимых экспериментальных исследований или полностью заменить натурные эксперименты на численные.
На базе российского и мирового опыта эксплуатации энергосберегающего оборудования возможно создание типовых схем систем теплоснабжения с применением новых термоэлектрических установок. Данные установи должны обеспечивать наиболее полное использование всех видов энергии в системах теплоснабжения и высокую эффективность ее преобразования при утилизации невостребованной и избыточной части. По предварительным расчетам позволят снизить себестоимость выработки тепловой энергии на величину 8% от конечного тарифа для потребителей. Существует перспективная реальная возможность разработки и внедрения данных технологий и оборудования на основе отечественного энергетического оборудования, а также создания импортозаменяющего оборудования применительно непосредственно к централизованным системам теплоснабжения с российскими особенностями.

Текущие результаты проекта:
Согласно План-графику по этапу №1 получены следующие результаты:
1. Выполнен аналитический обзор эффективного решения задач оптимизации теплоэнергетических установок (ТЭУ) путем разработок в области программно-технический комплекса (ПТК) для симулирования теплоэнергетические процессы не только на программном уровне как у существующих эмуляторов, но и с учетом влияния аппаратной составляющей микропроцессорного комплекса (МК) ТЭУ. При обзоре делался акцент на конструкции МК ТЭУ, применяемые на практике, обеспечивающие комплексное решение задач энергосбережения при эксплуатации энергетического оборудования. Для этого проведен анализ существующих МК ТЭУ, в которых существует возможность дублирования компонентов МК и принципа взаимного резервирования компонентов ТЭУ. Проведен аналитический обзор по эксплуатации теплоэнергетических установок (котлов) совместно с установками по утилизации энергии уходящих газов. Акцент делался именно на внедрение новых видов оборудования и схем данных установок, применение которых сказывается на себестоимости тепловой энергии для потребителей. Рассматрены перспективные направления внедрения теплонасосного оборудования и установок, работающих по органическому циклу Ренкина, т.к. именно в России данный вид оборудования практически не изучен, применяется единично и в основном на базе зарубежного оборудования. Как показывает мировой опыт, утилизация тепловой энергии уходящих дымовых газов значительно повышает КПД котельной и снижает удельный расход топлива на производство тепловой энергии в котельных установках.
2. Выполнены патентные исследования изобретений по автоматизации ТЭУ на основе программно-технических комплексов для эффективного решения задач оптимизации ТЭУ. Выполнены патентные исследования изобретений по утилизации тепловой энергии, при этом основной упор делается на способы утилизации теплоты от автономных теплогенераторов и двигателей, а также незначительное использование новых теплонасосных и когенерационных технологий. Акцент делался на способы учета и контроля теплопотребления, на установки и способы, использующие низкопотенциальную тепловую энергию, на способы защиты трубопроводов от теплопотерь и коррозии.
3. Проведено теоретическое исследование в области компьютерного моделирования теплоэнергетических процессов, протекающих по трактам котельной установки и ставится задача разработки математической модели, отражающая протекание основных процессов по всем трактам. В связи с тем, что оптимизация алгоритмов, проектирование и разработка автоматизированных систем для управления теплоэнергетическими процессами являются сложными техническими задачами и при этом не всегда применимы универсальные методы решения. Помимо разработки автоматизированного симулятора реального времени для промышленных котельных установок с возможностью тестирования систем автоматизации также необходимо понимание процессов, которые происходят в данных установках. Для решения этой проблемы необходимы конкретные компьютерные математические модели функционирования отдельных ключевых узлов котельной установки (топливный, воздушный, газовый и водяной тракты), программные средства и симулятор котельной установки.
4. Проведено теоретическое исследование путей создания
термоэлектрических установок для утилизации невостребованной тепловой энергии. В технической литературе и публикациях по тематике проектирования различных типов и конструкций термоэлектрических установок основной упор направлен на турбодетандер. При этом главный акцент делается на турбодетандер с рабочим(и) органами в виде радиального или радиально-осевого колеса, которые являются наиболее технологичными по сравнению с открытыми или полуоткрытыми. Закрытое колесо обеспечивает максимальную скорость потока газа при малых расходах. Данный тип колес уступает открытым типам в прочности, но при использовании турбодетандера в установках с закрытым циклом, и при правильном выборе параметров газа можно исключить образование в рабочем объеме машины влажного пара, чем можно обеспечить длительную безотказную работу закрытого типа колеса и увеличить КПД турбодетандера.
Существует техническая проблема полной работы газа в объеме турбодетандера из-за больших перепадов давления на входе и выходе турбомашины. Такие перепады приводят к критическим скоростям потока с большими числами Маха, что может сказаться на запасе прочности материала колеса и ротора. Для решения данной проблемы необходимо разбивать процесс расширения газа на несколько ступеней и выбирать соответственно многоступенчатые конструкции турбодетандеров.
6. Выполнена сравнительная оценка вариантов возможных решений
исследуемой проблемы. По результатам многих исследований сделан вывод о влиянии термодинамических свойств рабочей среды на процесс органического цикла Ренкина, однако в немногих работах по-настоящему подробно описаны имитационные модели процессов. В технической литературе проводятся исследования и предлагаются полуэмпирические модели с 3-зоными теплообменниками, модели спиральных расширителей с учетом потерь на трение, пути дросселирования во входном сопловом аппарате и внутренней протечки. Эти модели используются для проведения термоэкономической оптимизации системы. Также в публикациях представлена динамическая модель установки ОРЦ, основанная на зависимостях процессов в испарителе и эмпирических законов в насосе и турбине. Разработаны и опубликованы модели цикла ОРЦ, учитывающие потери в окружающую среду через корпус турбины. Однако не все модели были полностью апробированы экспериментальными данными, в т.ч. и для радиального типа колеса турбомашины. Таким образом, ставится задача создания «глобальной» модели цикла, построенная объединением суб-моделей различных компонентов: теплообменников, насоса и турбодетандера путем применения полуэмпирического подхода к моделированию основных элементов ОРЦ-установки, при этом окончательная модель должна будет подтверждена экспериментом. Полуэмпирические модели включают ограниченное число физически значимых параметров, которые могут быть легко определены посредством измерений, в то время как детерминированные модели требуют точного знания о геометрии всех конструктивных элементов. Полуэмпирические модели, как правило, численно более просты и надежны в вычислении, чем детерминированные модели и позволяют значительно снизить время расчетов. Поэтому для имитационной модели всей установки более целесообразно объединение суб-моделей именно такого типа. Полуэмпирические термодинамические модели хорошо подходят для моделирования одной конкретной машины.
7. Разработка математической модели термодинамических процессов, протекающих в турбодетандере термоэлектрической установки.
Разработана математическая модель термодинамических процессов, протекающих в турбодетандере, описывающая тепловые процессы, протекающие в машине. Модель включает зависимости параметров рабочего тела, проходящего через рабочий объем детандера во времени в любой точке объема. Основана на зависимостях неразрывности потока, термодинамических функций состояния реального газа.
8 Разработка математической модели газодинамических процессов, протекающих в турбодетандере термоэлектрической установки.
Модель описывает процессы протекания газа через сопловой аппарат и рабочий объем колеса. Включает зависимости физических параметров рабочего тела от скорости течения, геометрии профиля лопаток рабочего колеса. Позволяет определить баланс оптимального падения давления в аппарате и коэффициента полезного действия.
9 Разработка математической модели термодинамических процессов, протекающих в теплообменных аппаратах термоэлектрической установки.
Модель описывает процессы, протекающие в теплообменных аппаратах, фазовые превращения рабочего тела. На основе модели определяются конструктивные параметры теплообменников, эффективность цикла от данных характеристик. Модель применима для рабочих тел с различными физическими и химическими свойствами.
10. Разработана структурная схема микропроцессорного комплекса котельной установки, предназначенная для автоматического поддержания и стабилизации заданных параметров работы котлоагрегата и вспомогательного оборудования, а также визуального дистанционного контроля работы котла с автоматизированного рабочего места оператора. Ведутся разработки построения данного комплекса в составе следующих уровней: уровень датчиков, исполнительных механизмов и частотных регуляторов; уровень автономных котловых микропроцессорных комплексов; уровень интерфейса оператора.