WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

ШЕЙШЕНОВ ЖАМИН ОРОЗОБЕКОВИЧ

СЕЛЕКТИВНАЯ ДИАГНОСТИКА МНОГОФАКЕЛЬНОГО

ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ ГАЗООБРАЗНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ

05.13.18. «Математическое моделирование, численные методы

и комплексы программ»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 2009

Работа выполнена в Институте автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель кандидат технических наук Борзов Сергей Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук Нежевенко Евгений Семенович доктор физико-математических наук Маркович Дмитрий Маркович

Ведущая организация Братский государственный университет

Защита диссертации состоится «_»2009 г. в _ час.

на заседании диссертационного совета Д 003.005.01 при Институте автоматики и электрометрии СО РАН, адрес: 630090, г. Новосибирск, просп.

Акад. Коптюга, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИАиЭ СО РАН.

Автореферат разослан «» 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.ф.-м.н. Насыров К.А.

-2

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Одной из главных научно-технических проблем в теплоэнергетике является повышение эффективности сжигания углеводородного топлива и снижение вредных выбросов в атмосферу. При этом первостепенное значение имеет задача поддержания оптимального соотношения воздух/газ в зоне воспламенения каждого факела. Соотношение воздуха и газа в смеси принято характеризовать показателем стехиометрии. Если соотношение оптимальное – показатель стехиометрии равен 1, сжигание происходит с максимальной эффективностью, топливо используется полностью, окончательными продуктами горения являются лишь углекислый газ и вода. Избыток воздуха в смеси приводит к увеличению концентрации окислов азота и остаточного кислорода в продуктах горения, недостаток воздуха – к увеличению концентрации горючих газов, в частности водорода.





Топливо поступает в топочное пространство либо через одно горелочное устройство (ГУ), тогда горение идет в однофакельном режиме, либо через несколько, в этом случае реализуется многофакельный режим.

Обеспечить оптимальное сжигание в случае однофакельного горения достаточно просто. Для этого необходимо контролировать концентрацию кислорода и водорода в продуктах горения и, регулируя соотношение воздух/газ в топливной смеси, поддерживать их на определенном уровне. Однако при многофакельном режиме измерения состава конечных продуктов химических реакций недостаточно, поскольку такой контроль является интегральным и не позволяет оценить эффективность горения в каждом факеле. В тоже время, очевидно, что селективную по пространству информацию можно получить на основе измерения оптических свойств излучения пламени. Так в результате обследования 4300 объектов, выполненного Департаментом энергетики США, Рутгеровским университетом, Ассоциацией инженеров-энергетиков, Центром анализа и распространения энергетических демонстрационных проектов (CADDET) было установлено, что весь потенциал энергосбережения от оптимизации режима горения топлива находится в пределах 20%, при этом простая регулировка соотношения воздух/газ на котлах позволяет достигнуть экономии топлива 2-3%. В соответствии с международным стандартом ISO9931 отклонение в расходах топлива по отдельным ГУ не должно превышать 5%, а неравномерности в избытках воздуха не более 3%. Для достижения таких параметров необходимо совершенствовать методы селективной диагностики многофакельного горения.

В рамках работ в этом направлении в Институте автоматики и электрометрии СО РАН разработан метод диагностики горения, основанный на измерении пространственного распределения излучения пламени в специально выбранных спектральных диапазонах, а также концентрации водорода и кислорода в продуктах горения, с последующим совместным анализом полученных данных. Создан комплекс аппаратуры, состоящий из базового блока и фотоэлектронных датчиков факелов, твердоэлектролитных газоанализаторов кислорода, МДП-емкостных газоанализаторов водорода.

Опытная эксплуатация данной аппаратуры в промышленных условиях показала необходимость проведения дополнительных исследований, ориентированных на разработку методов комплексной обработки данных системы диагностики, позволяющих повысить селективность контроля многофакельного горения.

Цель работы: Исследование многофакельного процесса горения газообразных углеводородов в реальных условиях, разработка методов селективной по факелам диагностики режимов горения на основе контроля оптических характеристик излучения и состава уходящих газов.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Исследовать закономерности изменения параметров излучения пламени, концентрации кислорода и водорода в уходящих газах при однофакельном сжигании углеводородного топлива.

2. Определить закономерности изменения параметров излучения пламени в многогорелочных установках и установить основные факторы взаимного влияния отдельных факелов друг на друга.





3. Разработать имитационную модель типовой многогорелочной установки.

4. Разработать методы и программно-алгоритмическое обеспечение селективной диагностики многофакельных процессов сжигания газообразных углеводородов на основе имитационной модели установки.

5. Исследовать возможность применения разработанных методов для селективного определения наличия факелов в установках со значительным уровнем фонового излучения.

Научная новизна • Определены зависимости интенсивности излучения пламени, концентрации кислорода и водорода в уходящих газах от соотношения топливной смеси при однофакельном сжигании углеводородного топлива в реальных условиях. Установлено, что зависимость интенсивности излучения пламени имеет локальный максимум при стехиометрическом составе смеси, а изменения концентрации кислорода и водорода носят монотонный характер.

• Определены основные факторы взаимного влияния факелов в типовых многогорелочных установках. Показано, что наиболее существенными являются: перераспределение расхода газа и воздуха по горелкам, оптическое влияние соседних факелов, участие атмосферного кислорода в реакциях горения.

• Создана имитационная модель типового многогорелочного котлоагрегата, основанная на закономерностях, установленных при исследованиях процессов горения в одногорелочном и многогорелочном котлоагрегатах.

• Разработан метод селективной по факелам диагностики режимов горения в установках с низким уровнем фонового излучения, основанный на измерении интенсивности излучения факелов, концентрации кислорода и водорода уходящих газов и совместной обработке полученных данных с учетом конструктивных особенностей котлоагрегатов.

• Предложено для селективного контроля наличия факела в установках со значительным уровнем фонового свечения, в том числе при наличии вторичного диффузионного пламени, осуществлять измерение уровня пульсаций излучения пламени в УФ диапазоне.

Практическое значение диссертации:

• Разработаны программно-алгоритмические средства для обеспечения селективной диагностики процесса сжигания топлива, которые применены в многогорелочных котлоагрегатах ТГ-104 (с односторонним расположением ГУ) на Сургутской ГРЭС-1 и ПТВМ-50 (с двухсторонним расположением ГУ) на тепловой станции ТС-1 СО РАН.

• На основе экспериментально установленных закономерностей и созданной имитационной модели разработан симулятор котлоагрегата, предназначенный для обучения оперативного персонала станции.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности изменения интенсивности излучения пламени, концентрации кислорода и водорода при разных соотношениях топливной смеси, установленные при исследовании процесса горения газообразных углеводородов в одногорелочных котлоагрегатах, позволяют оценить эффективность сжигания топлива.

2. Учет факторов взаимного влияния, установленных при исследованиях в многогорелочных установках, позволяет существенно повысить селективность диагностики процесса горения.

3. Разработанная имитационная модель многогорелочного котлоагрегата в отсутствии дополнительных источников излучения адекватно описывает основные режимы работы котлоагрегата.

4. Разработанный метод диагностики многофакельного сжигания газообразных углеводородов, основанный на анализе данных датчиков факелов и газоанализаторов кислорода и водорода с использованием -5имитационной модели котлоагрегата, обеспечивает определение режимов работы отдельных ГУ и котлоагрегата в целом.

5. Определение уровня пульсаций излучения в УФ диапазоне позволяет обеспечить селективный контроль наличия факела в установках со значительным уровнем фонового излучения, в том числе при наличии вторичного пламени.

Апробация работы Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: международной научно-практической конференции молодых ученых (г. Астана, декабрь 2005 г.); конкурсах научных трудов молодых ученых ИАиЭ СО РАН в 2005-2006 гг. (г. Новосибирск); III Всероссийской школе-семинаре «Энергосбережение – теория и практика» (г. Москва, сентябрь 2006 г.); всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука, технологии, инновации» (г. Новосибирск, декабрь 2006 г.); Всероссийской школесеминаре молодых ученых «Физика неравновесных процессов в энергетике и наноиндустрии» (г. Новосибирск, октябрь 2007 г.).

Публикации Материалы диссертации опубликованы в 9 печатных работах, в том числе в 2 статьях в российских рецензируемых научных журналах.

Личный вклад автора заключается в участие в проведении экспериментальных исследований сжигания газообразного топлива в реальных условиях и разработке программно-алгоритмического обеспечения системы селективной диагностики режимов горения. Автором лично выполнены обработка полученных экспериментальных данных, определены закономерности изменения параметров излучения пламени, концентрации кислорода и водорода в уходящих газах от состава топливной смеси, разработаны имитационная модель многогорелочной установки и итерационный алгоритм диагностики многофакельного процесса горения.

Структура и объем диссертации Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 119 страницах, содержит 39 рисунков и 2 таблицы.

Список литературы состоит из 81 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследований, определены цель и задачи работы, приведены основные положения, выносимые на защиту, и структура диссертации.

В первой главе, составленной на основе обзора литературы, рассмотрены основные подходы к управлению сжиганием углеводородного топлива. Для рассмотренных методов указаны их сравнительные преимущества работа по замене существующих ГУ достаточно трудоемка и требует высоких затрат. Рассмотрен традиционный метод контроля режимов горения, основанный на измерении состава уходящих газов. Данный метод не обеспечивает эффективного использования топлива при многофакельном сжигании. Показана перспективность диагностики горения, основанной на контроле оптических характеристик пламени. Проанализированы природа возникновения и характеристики различных составляющих излучения в топочном пространстве котлоагрегата.

Вторая глава посвящена исследованию параметров пламени и основных режимов горения.

Экспериментальные исследования однофакельного сжигания выполнены на одногорелочном котле ДЕ 25/14. Исследования проводились при фиксированном расходе газа и ступенчатом изменении расхода воздуха с непрерывной регистрацией (с частотой 1Гц) интенсивности свечения пламени, концентрации кислорода и водорода в уходящих газах. Причем расход воздуха принимал как большие, так и меньшие значения относительно оптимального.

Путем аппроксимации экспериментальных данных получены аналитические выражения зависимости измеряемых параметров от соотношения воздух/газ в топливной смеси (рис.1).

Показано, что зависимость интенсивности излучения пламени от показателя стехиометрии может быть аппроксимирована полиномом второй степени. Максимум интенсивности наблюдается при сжигании топливной смеси оптимального состава. Зависимости концентрации водорода и кислорода носят линейный характер.

концентрация Н Рис. 1. Зависимость концентрации кислорода и водорода в уходящих газах и интенсивности излучения факела от соотношения смеси концентрации кислорода в уходящих газах, при этом концентрация водорода остается равной нулю. Недостаток воздуха в смеси (режим «недожог») приводит к повышению концентрации водорода и уменьшению концентрация остаточного кислорода в уходящих газах.

Исследования многофакельного процесса горения проведены на котлоагрегате ТГ-104 Сургутской ГРЭС-1. Данный агрегат имеет 12 ГУ, расположенных в два горизонтальных ряда на передней стенке котла (по 6 в ряд). ГУ 1 расположено над ГУ 7, ГУ 2 – над ГУ 8 и т.д. ГУ оказывают определенное влияние друг на друга.

В процессе исследований проводилась регистрация параметров излучения пламени в различных пространственных зонах (соответствующих первичным зонам горения каждого факела) и концентрации кислорода и водорода в продуктах горения при изменении режима подачи топлива. Обработка полученных данных показала, что при постепенном уменьшении количества воздуха в газовой смеси от оптимального уровня интенсивность излучения факела сначала падает, а затем резко возрастает в области богатых смесей в результате образования частиц углерода.

Очевидно, что прекращение подачи газа на одном из ГУ (при сохранении общего расхода) приводит к увеличению концентрации данной компоненты в других областях топочного пространства и, соответственно, к изменению параметров остальных факелов. На рис. 2 приведены значения сигналов датчиков факелов в некоторых режимах (режимы I, III, V – работают все ГУ, режим II – выключено ГУ 5, режим IV – выключено ГУ 11).

Рис. 2. Показания датчиков факелов в некоторых режимах (I,III,V – работают все -8Анализ полученных данных показывает, что в режиме II интенсивность излучения большинства факелов верхнего ряда растет, а факелов нижнего ряда - уменьшается. Учитывая, что ГУ верхнего ряда котлоагрегата в обычном режиме работают при некотором недостатке топлива, а нижнего – при избытке (такой режим обеспечивает наиболее эффективное сжигание), данные диагностики подтверждают наличие локального максимума интенсивности излучения пламени при оптимальном составе смеси.

В режиме IV интенсивность излучения ГУ 1 – ГУ 3 растет (верхний ряд), ГУ 7, ГУ 8 (нижний ряд) уменьшается. Однако в отличие от режима II, показания датчиков факела ГУ 4 и ГУ 6 уменьшаются, ГУ 10 и ГУ 12 – увеличиваются. Данный эффект, очевидно, вызван участием в горении кислорода, поступающего через ГУ 11 и приводящего к эффективному увеличению окислителя в соседних пространственных зонах. Дело в том, что при условиях, близких к стехиометрическим, весь поступающий кислород выгорает и его концентрация в топочном пространстве низка. Однако, если на одно из ГУ поступает смесь с существенным избытком воздуха, это приводит к резкому возрастанию концентрации кислорода в соответствующей области и эффективному увеличению кислорода в смеси соседних ГУ.

Уменьшение сигнала датчика ГУ 5 свидетельствует о существенном влиянии нижнего факела (в данном случае факела ГУ 11) на показания датчика верхнего ГУ.

Таким образом, в результате исследований установлено, что при многофакельном горении имеется существенное влияние ГУ друг на друга, которое состоит из нескольких основных факторов:

• частичное или полное закрытие газовых заслонок на одном из ГУ приводит к увеличению данного компонента в смеси на других ГУ, поскольку общий расход газа поддерживается постоянным;

• интенсивность излучения пламени, регистрируемая датчиком, складывается из интенсивности контролируемого факела и некоторого фонового освещения, обусловленного соседними факелами; при этом особенно большое влияние оказывают факела нижнего ряда на показания соответствующих датчиков верхнего ряда;

• помимо кислорода, поступающего через каждое ГУ, в реакциях горения также участвует атмосферный кислород внутри котлоагрегата.

Третья глава посвящена разработке и применению имитационной модели многогорелочного котлоагрегата.

На основе закономерностей, полученных при исследовании однофакельного горения и факторов взаимного влияния ГУ, установленных при исследовании многофакельного сжигания, разработана и создана имитационная модель типовой многогорелочной установки (рис. 3).

- каждый факел является пространственно локализованным источником излучения;

- топливо, поступающее через каждое ГУ, сгорает в первичной зоне горения;

- источники дополнительного излучения отсутствуют.

Входными данными модели являются расход газа (Vг) и воздуха (Vв) на котел, степень открытия газовых (1,2,…,n) и воздушных (1, 2, …,n) заслонок. Выходными – интенсивности излучения пламени (I1…In), концентрации кислорода (О2) и водорода (Н2) в уходящих газах.

В модели использованы зависимости, описывающие:

• распределение газа и воздуха по ГУ;

• интенсивность свечения факела и концентрации измеряемых компонент в дымовых газах от соотношения воздух/газ (установлены экспериментально на одногорелочном котле);

• влияние излучения соседних факелов на показания датчиков (определены в экспериментах на многогорелочном котле);

• влияние «атмосферного» кислорода котла на горение.

При этом параметрами модели являются коэффициенты влияния соседних горелок (lij – влияние факела i-го ГУ на датчик j-го ГУ), коэффициенты влияния (kim) i-го ГУ на m-й газоанализатор и qij – коэффициенты влияния остаточного кислорода j–го ГУ (Oj) на горение в факеле i–го ГУ.

Вычисление показателя стехиометрии для каждого факела в данной модели осуществлялось в два этапа.

Вначале расчет ведется без учета влияния атмосферного кислорода.

Поскольку компоненты топлива поступают на ГУ из магистральных трубопроводов и их расход поддерживается постоянным, расход газа Viг и воздуха Viв на каждое ГУ вычислялись следующим образом:

на каждом ГУ определялось в соответствии с выражением Показатель стехиометрии для отдельного факела где К0. – оптимальное соотношение воздух/газ.

Вычисление интенсивности излучения пламени (Ii) и концентрации остаточного кислорода (Oi) и водорода (Hi) для каждого ГУ осуществлялось в соответствии с зависимостями, полученными на одногорелочном котлоагрегате:

Далее учет влияния на процесс горения атмосферного кислорода осуществлялся с помощью добавки где qij – коэффициенты влияния остаточного кислорода j–го ГУ (Oj) на горение в факеле i–го ГУ. Затем повторяется расчет по формулами (2, 3) с использованием Vвi.

При определении сигнала датчика факела каждого ГУ учитывается влияние излучения других факелов где lij – коэффициенты влияния факела j–го ГУ на показания датчика i–го ГУ (lii=1).

Сигналы газоанализаторов кислорода и водорода при этом определялись следующим образом:

где kim - влияние i–го ГУ на газоанализатор m.

Приведенные выражения содержат ряд коэффициентов (qij, lij, kim) значения которых зависят от конструктивных особенностей котлоагрегата и ГУ. Эти значения должны быть определены при адаптации модели к конкретному типу котлоагрегата.

определения режима горения после неизвестного воздействия. Состояние котлоагрегата будем характеризовать показаниями датчиков. Любое изменение в режиме работы ведет к изменениям всех контролируемых параметров.

Для определения произошедших изменений рассчитаем состояния модели котлоагрегата для различных значений степени открытия газовой заслонки на каждом из ГУ и определим меру близости каждого из этих состояний и состояния системы, полученного после воздействия в натурном эксперименте. Мера близости рассчитывается как сумма квадратов разностей показаний датчиков по формуле:

Результаты расчетов приведены в графическом виде на рис. 4,а,б, при гашении горелок № 2 и № 8 в натурном эксперименте.

Степень открытия газовых заслонок Рис. 4. Мера близости натурного и модельного экспериментов:

Показано, что для первого случая (рис. 4,а) наибольшее соответствие натурного и модельных состояний получено при полном закрытии в модели газовой заслонки на горелке № 2, а для второго (рис. 4,б) – при полном закрытии в модели газовой заслонки на горелке № 8. Таким образом, путем моделирования определены погашенные в эксперименте горелки. В данном случае для наглядности использован простой перебор возмущающих воздействий. Блок-схема алгоритма, реализующего решение данной задачи путем итерационного подбора с анализом промежуточных решений, приведена на рис. 5.

В процессе контроля датчики системы осуществляют непрерывное измерение соответствующих физических параметров процесса. При выходе сигнала какого-либо датчика факела из допустимого диапазона для определения причины возникшего изменения осуществляется подбор воздействия, вызывающего наиболее близкое изменение в компьютерной модели котлоагрегата.

Перебор в модели положений заслонки для данного ГУ, определение положения, дающего минимальное отклонение от текущего состояния объекта Вычисление отклонения текущего состояния объекта и найденного состояния модели наиболее вероятном событии Рис.5. Блок-схема алгоритма обработки данных при функционировании Таким образом, зная исходное состояние котлоагрегата, по изменению сигналов датчиков факелов определяется текущий режим работы каждого ГУ.

имитировать реакцию объекта на управляющие воздействия оператора.

Симулятор показывает уровень интенсивности излучения пламени каждого факела, КПД котлоагрегата, концентрацию кислорода, водорода, оксида углерода и оксида азота в уходящих газах при заданных расходах газа и воздуха и установленной степени открытия регулируемых заслонок ГУ.

Данный симулятор может быть адаптирован к различным котлоагрегатам с учетом их конструктивных особенностей. Для этого в первую очередь необходимо установить коэффициенты взаимного влияния ГУ. Симулятор может быть использован при обучении персонала станции управлению котлоагрегатом.

Четвертая глава посвящена исследованию процесса горения в котлах с двухстадийной организацией сжигания топлива. При двухстадийном сжигании горючий газ в ГУ смешивается лишь с частью необходимого воздуха. В первичной зоне каждого факела горение идет в режиме существенного недожога. Недостающее количество воздуха поступает в объем пламени из окружающей среды, образуя вторичное пламя. В этом случае задача селективного контроля работы каждого ГУ усложняется. Наличие вторичного пламени приводит к появлению в топочном пространстве дополнительного интенсивного источника излучения, причем пространственное распределение данного излучения зависит в первую очередь от конструктивных особенностей котлоагрегата и лишь в незначительной степени от распределения топлива по ГУ.

Эксперименты по определению наличия факелов при двухстадийной организации сжигания проведены в реальных условиях на 12–горелочном энергоблоке ПТВМ-50 (водогрейный котел) тепловой станции ТС-1 СО РАН. Исследованы возможности датчиков факелов УФ (260-540нм) и видимого и ближнего ИК (400 – 1100 нм) диапазонов.

Уровень сигналов датчиков факелов видимого и ближнего ИК диапазонов, при различном количестве работающих ГУ, приведен на рис. 6.

Сигналы датчиков работающих ГУ на диаграммах показаны закрашенными столбиками. На рисунке видно, что при розжиге отдельных ГУ изменяются сигналы всех датчиков факелов. До четырехгорелочного режима величина сигнала датчика, соответствующего работающему ГУ, превышает сигналы погашенных. Это позволяет определять наличие соответствующего факела. При переходе к режимам с большим количеством факелов решение данной задачи затрудняется увеличением общего фонового излучения в котле. В данных режимах невозможно определить наличие факела отдельного ГУ. Измерение интенсивности излучения с использованием рассматриваемых датчиков дает возможность контролировать распределение излучения общего пламени в котлоагрегате, однако необходимую селективность контроля режима работы ГУ не обеспечивает.

На рис. 7 приведены в виде диаграмм сигналы УФ датчиков, полученные в различных режимах работы котлоагрегата. Диаграмма на рис. 7,а отображает уровень сигналов датчиков, на рис. 7,б – их среднеквадратичное отклонение (СКО). Сигналы датчиков факела, соответствующих погашенным ГУ при погашенном встречном, существенно ниже сигналов остальных датчиков (приблизительно на порядок).

Интенсивности излучения Рис. 6. Уровень сигналов датчиков факелов горелок в различных Интенсивности излучения Рис.7. Данные УФ датчиков, полученные в различных режимах работы котлоагрегата: а - уровень сигналов датчиков, б – СКО сигналов № 3,10 в шестигорелочном режиме) по уровню близки и даже превосходят сигналы работающих при погашенных встречных (ГУ № 4,9), однако уровень флуктуаций (СКО) сигналов датчиков работающих ГУ превосходит уровень погашенных. Данный факт видимо объясняется существенным вкладом в интенсивность регистрируемого излучения составляющей, обусловленной свечением футеровок (защитных внутренних облицовок) ГУ.

Действительно, излучение футеровки контролируемого ГУ не регистрируется датчиком, в то время как излучение футеровки встречного ГУ оказывает существенное влияние на результат измерений. Регистрация СКО сигналов позволяет существенно уменьшить влияние данной составляющей излучения и, соответственно, повысить достоверность селективного определения режима работы ГУ.

Результаты проведенных исследований показали, что использование датчиков факела видимого и ИК диапазона не обеспечивает селективный контроль факелов в многогорелочных котлоагрегатах. При использовании датчиков УФ диапазона селективность контроля существенно возрастает, однако такое решение все же не обеспечивает надежное определение факела для встречных ГУ. Наиболее перспективным является подход, основанный на анализе пульсаций излучения в УФ области спектра. Использование УФ датчиков факелов, регистрирующих переменную составляющую излучения, позволило определить работающие и неработающие ГУ в котлоагрегате со встречным расположением горелок, несмотря на ограниченные возможности выбора линии визирования.

С учетом результатов выполненных исследований разработана система селективной диагностики режимов горения, предназначенная для:

- оперативного измерения параметров излучения факелов;

- определения состояния отдельных ГУ;

- оперативного измерения концентрации остаточного кислорода и водорода в уходящих газах;

- сбора, обработки, отображения в графическом виде и архивирования данных измерений.

В заключении сформулированы основные результаты диссертации:

1. Определены закономерности изменения интенсивности излучения пламени, концентрации водорода и кислорода при различных составах смеси в одногорелочном котлоагрегате. Показано, что при увеличении воздуха в топливной смеси концентрация водорода в уходящих газах падает и достигает нулевого значения при =1, концентрация кислорода при этом растет. Зависимость интенсивности изучения пламени от в широком спектральном диапазоне (400нм) имеет явно выраженный максимум при =1.

- 16 Определены основные факторы, обуславливающие влияние отдельных ГУ друг на друга в многогорелочных установках. Показано, что наиболее существенными являются:

• перераспределение расхода газа и воздуха по горелкам;

• оптическое влияние соседних факелов (уровень фонового излучения зависит от конструкции топочной камеры и может составлять до 60% полного излучения);

• участие атмосферного кислорода котла в реакциях горения (может изменять уровень излучения на 20%).

3. Создана имитационная модель типового многогорелочного котлоагрегата, основанная на закономерностях, установленных при исследованиях процессов горения в одногорелочном и многогорелочном котлоагрегатах.

4. Разработан итерационный алгоритм диагностики многофакельного процесса горения, основанный на созданной имитационной модели.

5. Предложены методы селекции источников света, основанные на измерении амплитуды пульсаций интенсивности УФ излучения и позволяющие обеспечить работоспособность предложенного подхода в установках с уровнем фонового излучения в 200-300 раз превышающим интенсивность свечения первичной зоны горения.

6. Разработано программное обеспечение комплекса диагностики, позволяющее повысить селективность диагностики процесса сжигания в котлоагрегатах с произвольным расположением ГУ.

7. Разработанные программно-алгоритмические средства применены в системах дистанционной диагностики многогорелочных котлоагрегатов ТГ-104 Сургутской ГРЭС-1 и ПТВМ-50 тепловой станции ТС- Список публикаций по теме диссертации:

1. Борзов С.М., Васьков С.Т., Потатуркин О.И., Шейшенов Ж.О. Селективная диагностика многофакельного горения с использованием имитационного моделирования // Автометрия. 2008. Т. 44. № 2. С.

2. Борзов С.М., Козик В.И., Шейшенов Ж.О. Селективный контроль наличия пламени в котлах со встречным расположением горелочных устройств // Теплоэнергетика, 2009. № 3. С. 71-74.

3. Борзов С.М., Козик В.И., Потатуркин О.И., Шейшенов Ж.О., Шушков Н.Н. Автоматизированный контроль процессов горения органического топлива // Материалы III международной научнопрактической конференции «Энергосберегающие и природоохранные технологии», Улан-Удэ: ВСГТУ, 2005. С. 226-230.

модели многогорелочного котлоагрегата // Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых «Современные научные труды молодых ученых», Астана: Ассоциация молодых ученых Казахстана, 2006. С. 149-152.

5. Борзов С.М., Шейшенов Ж.О. Разработка алгоритма селективной диагностики многофакельного горения на основе имитационного моделирования // Материалы научно-практической конференции молодых ученых и студентов НГУ и ИАиЭ СО РАН «Информационновычислительные системы анализа и синтеза изображений», Новосибирск: НГУ, 2006. С. 60-62.

6. Борзов С.М., Шейшенов Ж.О. Селективная диагностика многофакельного горения в промышленных котлоагрегатах // Труды третьей всероссийской школы-семинара молодых ученых и специалистов «Энергосбережение – теория и практика», Москва: Издательский дом МЭИ, 2006. С. 265-269.

7. Шейшенов Ж.О. Исследование многофакельного горения и разработка адаптивной имитационной модели котлоагрегата // Материалы всероссийской научной конференции молодых ученых «Наука, технологии, инновации», Новосибирск: НГТУ, 2006. Часть 3. С. 170Борзов С.М., Козик В.И., Шейшенов Ж.О., Шушков Н.Н. Опыт использования датчиков факела на котлах с двухсторонним расположением горелочных устройств // Сборник докладов VI Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Механики – XXI веку», Братск: БрГУ, 2007. С. 229-232.

9. Борзов С.М., Козик В.И., Шейшенов Ж.О. Селективная диагностика многофакельного горения на котлах с двухсторонним расположением горелочных устройств // Труды Братского Государственного Университета «Естественные и инженерные науки развитию регионов Сибири». Братск: БрГУ. 2007. Т. 2. С. 107-111.

Бумага офсетная. Тираж 100 экз. Заказ № ???

Типография Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН 630090, г. Новосибирск, проспект академика Лаврентьева, 5.



 
Похожие работы:

«Захаров Андрей Павлович МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ С ЗАПАЗДЫВАЮЩЕЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Пермь – 2014 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Пермский государственный гуманитарнопедагогический университет Научный руководитель : доктор физико-математических наук, доцент, зав. кафедрой теоретической физики и...»

«Портнов Игорь Сергеевич РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПОТРЕБЛЕНИЕМ ТОПЛИВНОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ Специальность: 05.13.01– Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность) АВТОРЕФЕРАТ Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Владикавказ 2009 Работа выполнена в ГОУ ВПО Северо-Кавказский горнометаллургический институт (государственный технологический университет) Научный руководитель : доктор технических наук, доцент...»

«МАЗУРОВ АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ ДИССИПАТИВНОСТЬ СТОХАСТИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ФУНКЦИЕЙ НАКОПЛЕНИЯ, ЧУВСТВИТЕЛЬНОЙ К РИСКАМ 05.13.01 — Системный анализ, управление и обработка информации АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Нижний Новгород — 2009 Работа выполнена в Арзамасском политехническом институте (филиале) Нижегородского государственного технического университета им. Р. Е. Алексеева. Научный руководитель : доктор...»

«Грибанова Екатерина Борисовна АЛГОРИТМЫ И КОМПЛЕКС ПРОГРАММ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ ПРИКЛАДНОЙ ЭКОНОМИКИ Специальность 05.13.18 Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Томск – D Работа выполнена в Томском государственном университете систем управления и радиоэлектроники. Научный руководитель : доктор технических наук, профессор Мицель Артур...»

«Сачкова Елена Федоровна Методы, алгоритмы и программы приближенного решения задачи управления 05.13.11 Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей 05.13.01 Системный анализ, управление и обработка информации (технические наук и) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Переславль-Залесский 2009 г....»

«Стасенко Александр Павлович МОДЕЛИ И РЕАЛИЗАЦИЯ ТРАНСЛИРУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ 05.13.11 – математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Новосибирск 2009 Работа выполнена в Институте систем информатики имени А. П....»

«ИВАЩУК ОЛЬГА АЛЕКСАНДРОВНА ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ПРОМЫШЛЕННОТРАНСПОРТНОГО КОМПЛЕКСА Специальность: 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук Орел 2009 2 Работа выполнена на кафедре Информационные системы Государственного образовательного учреждения высшего...»

«Круглов Игорь Александрович Нейросетевая обработка данных для плохо обусловленных задач идентификации моделей объектов 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (в информационных системах) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Москва – 2013 Работа выполнена в Национальном исследовательском ядерном университете МИФИ. Научный руководитель : кандидат технических наук, доцент Мишулина Ольга Александровна Официальные...»

«Малеев Павел Геннадиевич РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СРЕДСТВ ПОДДЕРЖКИ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МОСКОВСКОГО МЕТРОПОЛИТЕНА Специальность: 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Белгород – 2014 2 Работа выполнена в ОАО Научно-исследовательский институт вычислительных комплексов имени М.А. Карцева, г. Москва Научный руководитель : доктор технических наук...»

«Трифонов Сергей Владимирович ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ МАЛОМОЩНОЙ БЕСПРОВОДНОЙ СЕНСОРНОЙ СЕТИ НА БАЗЕ ЕЁ ИМИТАЦИОННОЙ МОДЕЛИ Специальность 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ. АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2013 2 Работа выполнена на кафедре вычислительной математики Московского физико-технического института (государственного университета) Научный руководитель : кандидат...»

«ВАСИЛЬЕВ ЕВГЕНИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ГАЗОДОБЫВАЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ (НА ПРИМЕРЕ ООО НОЯБРЬСКГАЗДОБЫЧА) Специальность: 05.13.01 Системный анализ, управление и обработка информации (в наук е и промышленности) по техническим наукам Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Нижний Новгород– 2008 Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии Федеральный научно-производственный центр...»

«АЛТЫНБАЕВ Равиль Биктимурович ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ АВИАЦИОННЫМИ РАБОТАМИ ПО ТЕРРИТОРИАЛЬНОМУ РАСПРЕДЕЛЕНИЮ АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ОСНОВЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (НА ПРИМЕРЕ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА) Специальность: 05.13.06 Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в промышленности) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Уфа – Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Оренбургский государственный...»

«Лапшин Виктор Александрович Математические модели динамики срочной структуры процентных ставок, учитывающие качественные свойства рынка 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Москва – 2010 Работа выполнена в Московском государственном...»

«ОЛЕНЦЕВИЧ Виктория Александровна МЕТОДИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АНАЛИЗА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПОДСИСТЕМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА Специальность 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Иркутск – 2014 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО Иркутский государственный университет путей сообщения Научный руководитель : доктор технических...»

«РАДЧЕНКО СЕРГЕЙ АЛЕКСЕЕВИЧ ФОРМИРОВАНИЕ И ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ОРГАНИЗАЦИОННО-УПРАВЛЕНЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ В МНОГОПРОФИЛЬНОЙ КОМПАНИИ Специальность: 05.13.10 – Управление в социальных и экономических системах (экономические наук и) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук Ростов-на-Дону – 2007 Диссертация выполнена в ГОУ ВПО Ростовский государственный университет путей сообщения Научный руководитель : доктор технических наук, профессор...»

«УТКИН Павел Сергеевич ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНИЦИИРОВАНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЛН ГАЗОВОЙ ДЕТОНАЦИИ В ПРОФИЛИРОВАННЫХ ТРУБАХ Специальность 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук МОСКВА – 2010     Работа выполнена в отделе Вычислительных методов и турбулентности Учреждения Российской академии наук Институт автоматизации проектирования РАН Научный...»

«Мазанова Валентина Ивановна МОДЕЛИ И АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ ЗАКАЛКИ СТЕКЛА ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА Специальность 05.13.06 – Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Владимир - 2014 2 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования (ФГБОУ ВПО)...»

«Ягодка Евгений Алексеевич ПОДДЕРЖКА ПРИНЯТИЯ УПРАВЛЕНЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ О СООТВЕТСТВИИ ОБЪЕКТА ЗАЩИТЫ ОБЯЗАТЕЛЬНЫМ ТРЕБОВАНИЯМ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ Специальность: 05.13.10 – Управление в социальных и экономических системах (технические наук и) АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Москва 2014 2 Работа выполнена в НИО организации надзорной деятельности (ОНД) учебно-научного комплекса (УНК) ОНД ФГБОУ ВПО Академия Государственной...»

«КОЧЕРГИН ГЛЕБ АЛЕКСАНДРОВИЧ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОДНОРОДНЫХ ТЕРРИТОРИАЛЬНЫХ ЗОН НА ОСНОВЕ МНОГОМЕРНОЙ КЛАСТЕРИЗАЦИИ И ГИС-АНАЛИЗА В УСЛОВИЯХ МАЛОГО ОБЪЕМА ДАННЫХ Специальность 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Ханты-Мансийск – 2011 Работа выполнена в Автономном учреждении Ханты-Мансийского автономного округа – Югры “Югорский научно-исследовательский институт...»

«Фиалко Надежда Сергеевна МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕНОСА ЗАРЯДА В ДНК Специальность: 05.13.18 – математическое моделирование, численные методы и комплексы программ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Пущино 2007 Работа выполнена в Институте математических проблем биологии РАН (г. Пущино) Научный руководитель : доктор физико-математических наук, профессор Лахно Виктор Дмитриевич Официальные доктор физико-математических наук,...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.