К оптимизации управления топочными процессами котлов
Изучение оптимального управления топочным процессом котла БКЗ-420 путем распределения материальных потоков между молотковыми мельницами и трубопроводами и центрированием факела. Оценка рабочего состояния, влияющего на процесс горения каждой мельницы.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 30.01.2017 |
| Размер файла | 20,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
УДК 621.182.233:621.365.413
К ОПТИМИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ ТОПОЧНЫМИ ПРОЦЕССАМИ КОТЛОВ
Б.Д.Хисаров, Ж.М.Рахимбеков
Алматинский институт энергетики и связи
В статье рассматривается оптимальное управление топочным процессом котла БКЗ-420 путём распределения материальных потоков между молотковыми мельницами и трубопроводами и центрированием факела.
Как объект управления технологический процесс распространенных в Казахстане котлов БКЗ-420 характеризуется:
- нестационарностью технологического режима комплекса в целом;
- многомерностью (большим числом управляемых переменных);
- многокритериальностью (наличием множества критериев эффективности отдельных технологических операций и видов продукций);
- иерархичностью (наличием взаимосвязей материальных потоков подсистем в одном уровне и взаимосвязей различных уровней управления).
Одной из основных задач является оптимальная загрузка молотковых мельниц с учётом их рабочего состояния и стабилизация факела в центре топки на определённой высоте [1,2].
Данная задача в настоящее время решается известными методами. Для котла БКЗ-420 существующие методы не совсем применимы: особое расположение горелок - неравномерность на делителе пыли; управлять центрированием факела приходится другим методом; затруднена задача обнаружения центра факела. C учётом указанных особенностей и возможностей перераспределения материальных потоков в работе рассматривается задача, математически моделируемая с применением теории нечётких множеств.
Другой важной задачей разработки систем управления сложными объектами является распределение нагрузок между параллельными технологическими операциями. Существующие модели и методы распределения нагрузок в параллельных системах не учитывают таких важных факторов, как частичная однотипность параллельных технологических операций и необходимость эффективного распределения нагрузок в условиях неполной информации о структуре и параметрах модели задачи. Условием математического моделирования задачи оптимального распределения нагрузок молотковых мельниц принимается недопустимость смещения зоны максимальных температур из центра топки с тем, чтобы перекосы тепловосприятий потоков водопарового тракта (ВПТ) не превышали некоторой заданной величины.
Для оценки рабочего состояния, влияющего на процесс горения каждой мельницы, вводится целевая функция задачи в виде
, (1)
где - общий расход топлива и воздуха (пылевоздушной смеси) горелки j-той мельницы; n - количество работающих мельниц;-оценка рабочего состояния j -той мельницы. Величина изменяется от 0 до 1 - максимальная нагрузка. Неработающие мельницы имеют нулевую оценку.
Введём дополнительные переменные: -расход топлива j -той мельницей;
расход первичного воздуха в Размещено на http://www.allbest.ru/
j -тую мельницу;-расход вторичного воздуха в i -тую горелку. Переменная имеет аддитивный характер и относительно введённых переменных принимает вид
. (2)
Расчет новых значений, а следовательно, изменения значений его составляющих должны производиться в соответствии с системой приоритетов:
,
котел процесс топочный
т.е. при изменении сначала необходимо изменять, затем и потом уже. Причем: при уменьшении желательно уменьшать ; при увеличении увеличивать также
Заданный расход топлива должен быть распределен по мельницам полностью, без остатка, т.е.
. (3)
Характер работы агрегатов и их пропускные способности, а также взаимозависимость расходов топлива и воздуха с учётом, что , предполагают наличие позиционных ограничений:
(4)
(5)
(6)
,
где H и Z - n - мерные векторы; M и V - верхние и нижние ограничения. Окончательная математическая модель задачи управления непрерывным технологическим комплексом подготовки пылевидного топлива следующая
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
Смысл (7) - (12) в оптимальной загрузке мельниц топливом в соответствии с их рабочим состоянием при одновременной стабилизации положения факела в центре топки.
Данная модель относится к классу линейных моделей задачи распределения нагрузок для объектов с параллельной структурой и позволяет решать поставленные задачи. Однако существует неравномерность распределения на делителе топлива, которая не позволяет путём регулирования подачей топлива контролировать центр факела. Поэтому в этой ситуации для определения месторасположения факела эффективно применить метод нечётких множеств, со следующим АЛГОРИТМОМ [3]:
Задать ряд приоритета для ограничений I=[1,…,L].
На основе информации, заранее получаемой от ЛПР, специалистов экспертов определить терм - множество нечётких параметров, и для каждого ограничения построить функции принадлежности выполнения ограничений .
ЛПР назначить начальные граничные значения ограничений
Решить задачу максимизации целевой функции с учётом наложенных ограничений, определить решение:
Определить координаты точки схождения факелов. В качестве координат этих точек можно использовать max или min значения функции принадлежности.
Решение предъявить ЛПР для анализа.
Определив место расположения факела, переместим его в нужное положение при помощи метода крутки, который основывается на придаче нужного направления первичному воздуху на горелке.
Список литературы
1. Александровский Н.М., Егоров С.В., Кузин Р.Е. Адаптивные системы автоматического управления сложными технологическими объектами.- М.:Энергия,1973.- 272с.
2. Есбатыров Т.Е., Шукаев Д.Н. Распределение нагрузок между параллельными агрегатами. Учёт фактора однотипности агрегатов // Сб. научн. тр. Теория и практика создания АСУ.- Алматы:, M., 1986.- 45-57с.
3. Оразбаев Б.Б. Методы математического моделирования технологических систем при нечёткой исходной информации // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности.- 1994.-№4.-11- 13c.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Схема устройства котла пульсирующего горения. Общий вид камеры сгорания. Технические характеристики котлов. Перспективные разработки НПП "Экоэнергомаш". Парогенератор пульсирующего горения с промежуточным теплоносителем паропроизводительностью 200 кг.
презентация [153,2 K], добавлен 25.12.2013Классификации паровых котлов. Основные компоновки котлов и типы топок. Размещение котла с системами в главном корпусе. Размещение поверхностей нагрева в котле барабанного типа. Тепловой, аэродинамический расчет котла. Избытки воздуха по тракту котла.
презентация [4,4 M], добавлен 08.02.2014Конструкции современных утилизационных котлов. Судовые потребители пара. Оценка фактического паропотребления. Система обогрева забортных отверстий. Основные технические характеристики котла КВА-0,63/5М. Выбор вспомогательного и утилизационного котлов.
контрольная работа [161,0 K], добавлен 13.12.2013Назначение и основные типы котлов. Устройство и принцип действия простейшего парового вспомогательного водотрубного котла. Подготовка и пуск котла, его обслуживание во время работы. Вывод парового котла из работы. Основные неисправности паровых котлов.
реферат [643,8 K], добавлен 03.07.2015Назначение, конструкция и эксплуатационная характеристика котла ТП-10. Пароводянная схема и конструктивные характеристики прямоточных котлов. Система пылеприготовления. Краткое описание шаровой барабанной мельницы для приготовления пыли из угля.
реферат [390,9 K], добавлен 28.03.2010Типы топок паровых котлов, расчетные характеристики механических топок с цепной решеткой. Расчет необходимого объема воздуха и объема продуктов сгорания топлива, составление теплового баланса котла. Определение температуры газов в зоне горения топлива.
методичка [926,6 K], добавлен 16.11.2011Понятие и строение парового котла, его назначение и функциональные особенности. Характеристика основных элементов рабочего процесса, осуществляемого в котельной установке. Конструкция парового котла типа ДЕ. Методы и средства управления работой котла.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 27.06.2010Модернизация системы управления котлоагрегатом. Датчики и оборудование, использованные в системе автоматизации парового котла. Автоматизация парового котла Е-1-0,9Г в программном обеспечении "Alpha Programming". Особенности системы серии "Альфа-2".
курсовая работа [3,6 M], добавлен 16.08.2011Водоснабжение котельной, принцип работы. Режимная карта парового котла ДКВр-10, процесс сжигания топлива. Характеристика двухбарабанных водотрубных реконструированных котлов. Приборы, входящие в состав системы автоматизации. Описание существующих защит.
курсовая работа [442,0 K], добавлен 18.12.2012Полезная тепловая нагрузка печи. Расчет процесса горения топлива в печи. Коэффициент избытка воздуха. Построение диаграммы продуктов сгорания. Тепловой баланс процесса горения. Подбор котла-утилизатора. Расчет испарительной поверхности, экономайзера.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 03.12.2012Изучение теоретической базы составления материального и теплового баланса парового котла теплоэлектростанции. Определение рабочей массы и теплоты сгорания топлива. Расчет количества воздуха, необходимого для полного горения. Выбор общей схемы котла.
курсовая работа [157,8 K], добавлен 07.03.2014Получение энергии в виде ее электрической и тепловой форм. Обзор существующих электродных котлов. Исследование тепломеханической энергии в проточной части котла. Расчет коэффициента эффективности электродного котла. Компьютерное моделирование процесса.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 20.03.2017Основы проектирования котельных. Выбор производительности и типа котельной. Выбор числа и типов котлов и их компоновка. Тепловой расчет котельного агрегата. Определение количества воздуха, необходимого для горения, состава и количества дымовых газов.
дипломная работа [310,5 K], добавлен 31.07.2010Характеристики судовых паровых котлов. Определение объема и энтальпия дымовых газов. Расчет топки котла, теплового баланса, конвективной поверхности нагрева и теплообмена в экономайзере. Эксплуатация судового вспомогательного парового котла КВВА 6.5/7.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 31.03.2012Область горения частицы топлива в топке котельного агрегата при заданной температуре. Расчет времени выгорания частиц топлива. Условия выгорания коксовой частицы в конечной части прямоточного факела. Расчет константы равновесия реакции, метод Владимирова.
курсовая работа [759,2 K], добавлен 26.12.2012Расчет горения топлива. Тепловой баланс котла. Расчет теплообмена в топке. Расчет теплообмена в воздухоподогревателе. Определение температур уходящих газов. Расход пара, воздуха и дымовых газов. Оценка показателей экономичности и надежности котла.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 10.01.2013Применение автоматизированных систем управления. Технический, экономический, экологический и социальные эффекты внедрения автоматизированной системы управления технологическими процессами. Дистанционное управление, сигнализация и оперативная связь.
курсовая работа [479,2 K], добавлен 11.04.2012Кинематические схемы электроприводов. Требования к системе автоматики. Выбор рода тока и величины питающих напряжений. Расчет мощности и регулирование частоты вращения двигателя сырьевой мельницы. Выбор аппаратов защиты и управления, кабелей и проводов.
курсовая работа [383,3 K], добавлен 24.03.2016- Термодинамические процессы. Определение работы и теплоты через термодинамические параметры состояния
Взаимосвязь между количеством теплоты, внутренней энергией и работой; методы исследования основных термодинамических процессов, установление зависимости между основными параметрами состояния рабочего тела в ходе процесса; изменения энтальпии, энтропии.
реферат [215,5 K], добавлен 23.01.2012 Подготовка парового котла к растопке, осмотр основного и вспомогательного оборудования. Пусковые операции и включение форсунок. Обслуживание работающего котла, контроль за давлением и температурой острого и промежуточного пара, питательной воды.
реферат [2,1 M], добавлен 16.10.2011
