Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Рожков Владимир Николаевич. Методы повышения эффективности управления технологическими процессами районных тепловых станций : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 : Москва, 2004 179 c. РГБ ОД, 61:05-5/1752

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАЙОННЫХ
ТЕПЛОВЫХ СТАНЦИЙ И ВНЕДРЕНИЯ АСУТП
9

1.1. Общая характеристика РТС как части системы централизо-

9
ванного теплоснабжения

  1. Анализ тепловых режимов работы РТС 12

  2. Анализ эффективности работы РТС 17

  3. Анализ процессов внедрения АСУ ТП РТС 22

  4. Факторы, влияющие на эффективность работыРТС 26

  5. Цель и задачи диссертации 27

ГЛАВА 2. ОПТИМИЗАЦИЯ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ
КОТЛОВ ПТВМ
29

  1. Подсистема управления тепловой производительностью

  2. Подсистема управления выбросами оксидов азота 40

  3. Подсистема управления экономичностью процесса горения... 49

  4. Общая структура АСУ ТП котла ПТВМ 56

  5. Выводы 59

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИХ
СРЕДСТВ ДЛЯ ОТЛАДКИ ПРИКЛАДНОГО ПРОГРАММНОГО
ОБЕСПЕЧЕНИЯ АСУ ТП РТС
60

3.1 .Структура и функции АСУ ТП РТС 60

  1. Требования к специализированному программному отладочному комплексу 64

  2. Математические модели водогрейных котлов 66

  3. Определение динамических характеристик водогрейных

котлов 76

  1. Методика отладки прикладного программного обеспечения АСУТПРТС 82

  2. Выводы 85

ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ОТ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССА
ГОРЕНИЯ НА ВОДОГРЕЙНЫХ КОТЛАХ.
86

  1. Общие положения 86

  2. Определение составляющих экономического эффекта 89

  1. Составляющие экономического эффекта 89

  2. Оценка топливной составляющей издержек 90

  3. Оценка экологической составляющей издержек 98:

  4. Экономическая эффективность внедрения 104.

4.3. Выводы 107

ЗАКЛЮЧЕНИЕ - 108

ЛИТЕРАТУРА. П0

ПРИЛОЖЕНИЯ. И8

Введение к работе:

Одной из главных задач энергетической программы Московского региона является определение путей обеспечения эффективного и надежного снабжения народного хозяйства и населения топливом, электрической и тепловой энергией при ограничении негативного воздействия топливно-энергетического комплекса на окружающую среду [88].

В решении задач качественного централизованного теплоснабжения в г. Москве принимают участие многочисленные организации АО «Мосэнерго» и ГУЛ «Мостеплоэнерго», среди которых одно из ведущих мест занимает РНП «Теплоэнергоремонт» (входящее в состав ГУЛ «Мостеплоэнерго»).

Значительная экономическая самостоятельность предприятий тепловых станций и сетей ГУЛ «Мостеплоэнерго», сокращение централизованно выделяемых средств на ремонт оборудования и увеличение цен на органическое топливо придает исключительную актуальность проблеме дальнейшего повышения эффективности процесса производства теплоты. В настоящее время в ведении ГУЛ «Мостеплоэнерго» насчитывается около сорока пяти районных тепловых станций (РТС), оборудованных водогрейными котлами различной модификации (ПТВМ, КВГМ, ДКВР) и тепловой производительности, и обеспечивающих до 30 % потребностей города в тепловой энергии [68]. С учетом вышесказанного РТС, являющаяся важной частью системы централизованного теплоснабжения, служит главным объектом исследования в данной работе.

Для г. Москвы, как крупнейшего мегаполиса страны, наиболее остро стоит проблема снижения вредного воздействия от энергокомплекса в силу концентрации промышленности, коммунального хозяйства и населения, сосредоточения тепловых и электростанций на ограниченной территории. Для решения проблемы необходим системный подход по снижению вредного экологического воздействия РТС, как одного из основных теплоэнергетических объектов города, на основании исследования общей картины загрязне-

ния, анализа существующей природоохранной политики, определения приоритетов и разработки комплекса мер по их реализации [63]. Экологическая эффективность деятельности РТС является одним из непременных условий, оказывающих существенное влияние на городскую экологическую безопасность, а также важным фактором сохранения природной среды г. Москвы [24]. Основными составляющими негативного воздействия на окружающую среду при эксплуатации РТС являются вредные выбросы в атмосферу при сжигании органического топлива в котлах. Так, выбросы NOx тепловыми станциями ГУЛ «Мостеплоэнерго» за 1999 год составили около 5000 т, из них 88% от РТС [68]. Кроме этого, производство тепловой энергии на РТС сопровождается большим водопотреблением и водоотведением [57], что ведет к сбросу минерализованных сточных вод с водоподготовительных установок тепловых станций. Тенденция к увеличению описанных выше негативных воздействий на окружающую среду при эксплуатации РТС ведет к необходимости проведения мероприятий по снижению вредных выбросов в атмосферу (главным образом оксидов азота и углерода) с использованием постоянного мониторинга вредных выбросов в атмосферу, а также к внедрению малоотходных технологий подготовки подпиточной воды теплосети [1,4,76].

В настоящее время для России большое значение имеет энергосбережение. Потенциал энергосбережения России оценивается в 40% современного энергопотребления, что свидетельствует о возможности существенного снижения расхода топлива, затрат на его добычу, транспорт, переработку с одновременным снижением загрязнения окружающей среды [1,88]. При эксплуатации РТС экономия даже доли процента теплоты дает дополнительный мощный поток тепловой энергии, поэтому в современных условиях особую актуальность приобретает внедрение энергосберегающих технологий как при производстве, так и при потреблении теплоты [67].

Решение задач управления сложными процессами выработки тепловой энергии, ее распределением и потреблением в настоящее время тесно связано

с внедрением автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) на микропроцессорной элементной базе, которые позволяют существенно повысить эффективность работы систем централизованного теплоснабжения.

Современные АСУ ТП, внедряемые на РТС, должны обеспечивать качественное выполнение всего комплекса функций по обработке информации, контролю, диагностике, защите, сигнализации, управлению и регулированию, необходимого для надежной и безопасной работы оборудования РТС в нормальных и экстремальных режимах эксплуатации в условиях высокого уровня производственных помех и возмущений, в том числе, обусловленных случайными изменениями характеристик оборудования. Это достигается за счет рациональной организации структуры АСУ ТП РТС, развитого программного обеспечения и применения эффективных методов автоматического регулирования технологических параметров [34,70,80].

Постоянное повышение требований, предъявляемых к современным АСУ РТС, ведет к росту уровня сложности их технических, алгоритмических и информационных структур. Одним из основных способов повышения эффективности АСУ ТП РТС является совершенствование процесса разработки программного (ПО) и математического обеспечения (МО) с использованием преимуществ имитационного моделирования [8,20,81,82].

Введение блока имитации в состав АСУ ТП РТС позволяет перейти на новый качественный уровень проектирования и наладки АСУТП РТС. Выигрыш в качестве здесь достигается за счет возможности решения более сложных задач, увеличения степени типизации принимаемых проектных решений, основанной на использовании типовых методик и средств разработки, а также снижения сроков пуско-наладочных работ при внедрении АСУ ТП РТС [35, 42]. Таким образом, проблема разработки и отладки ПО и МО АСУ РТС с использованием методов и средств имитационного моделирования является актуальной, а ее решение своевременным и востребованным.

Очевидна необходимость в практических методиках оценки и прогнозирования технико-экономической эффективности нововведений, появляющихся в связи с развитием РТС для обоснования затрат на данные мероприятия [40].

С учетом вышесказанного в диссертации представлены результаты решения важной и актуальной задачи разработки методов повышения эффективности управления технологическими процессами РТС, которая решается за счет использования конструктивно-технологических, структурных, алгоритмических методов, а также методов имитационного моделирования.

Диссертация состоит из четырех глав и приложений.

В первой главе «Анализ проблем эксплуатации районных тепловых станций и внедрения АСУ ТП» проведен краткий анализ существующих проблем при производстве тепловой энергии на РТС, а также при и внедрении АСУ ТП РТС, определены основные факторы, влияющие на эффективность работы РТС, сформулированы цель и задачи диссертации. Во второй главе «Оптимизация структуры системы управления технологическими процессами котлов ПТВМ» для котлов указанного типа разработаны следующие подсистемы управления:

тепловой производительностью;

выбросами оксидов азота;

экономичностью процесса горения.

Представлена новая структура автоматизированного управления котлом ПТВМ, включающая в себя представленные выше разработки и обеспечивающая требуемую эффективность управления технологическими процессами котла, а именно: точность поддержания заданной тепловой производительности, экономичность преобразования энергии, снижение выбросов в атмосферу.

В третьей главе «Разработка программно - Технических средств отладки прикладного программного обеспечения АСУ ТП РТС» проведен анализ необходимых функций и структуры АСУ ТП РТС, на основе которого

сформулированы требования к специализированному программному отладочному комплексу (СПОК), его характеристикам, функциональным возможностям и программному обеспечению. Разработаны математические модели технологического оборудования и информационных каналов водогрейного котла для библиотеки математических моделей СПОК. Разработана методика отладки прикладного программного обеспечения АСУ ТП водогрейного котла с помощью СПОК.

В четвертой главе «Методика оценки экономической эффективности от оптимизации процесса горения на водогрейных котлах» приведена оценка экономического эффекта от использования сигналов газоанализатора КГА-8С в подсистеме управления экономичностью процесса горения водогрейных котлов. Оценка экономического эффекта базируется на сравнении затрат на выработку тепла водогрейным котлом с учетом платы за выбросы вредных веществ для базового варианта (без использования информации от газоанализатора в системе регулирования процесса горения) и нового варианта (с использованием информации от газоанализатора).

В приложениях приведены результаты теплотехнических испытаний котлов, алгоритмы автоматического управления, их программные реализации в среде «Trace Mode» [84]; приведен пример использования методики оценки экономического эффекта от оптимизации процесса горения на котле ПТВМ-60 №3 РТС «Нагатино».

Диссертационная работа выполнена на кафедре автоматизированных систем управления тепловыми процессами МЭИ (ТУ) под руководством д.т.н. профессора Аракеляна Э. К, которому автор благодарен за постоянное внимание и ценные советы. Автор выражает признательность сотрудникам кафедры АСУ ТП (профессору Панько М.А., доценту Кузищину В.Ф., доценту Зверькову В.П. и другим) оказавшим ему содействие на различных этапах работы. Автор отмечает также большую помощь и заинтересованность, проявленную сотрудниками РНП «Теплоэнергоремонт», РТС «Бирюлево», «Нагатино» ГУЛ «Мостешюэнерго», а также ОАО «Экотеплогаз» при проведении экспериментов на промышленных объектах.

Подобные работы
Шабельников Александр Николаевич
Разработка теории и методов автоматизации управления сложными процессами на сортировочной станции
Кузнецов Леонид Петрович
Разработка принципов и формализованных методов построения эргатических систем управления технологическими процессами на сортировочных станциях и участках железных дорог
Олзоева Сэсэг Ивановна
Методы повышения эффективности имитационного моделирования в задачах разработки распределенных АСУ
Зайцев Константин Сергеевич
Разработка моделей и методов повышения эффективности разработки и функционирования автоматизированных информационно-управляющих систем в социально-экономической сфере
Симаков Евгений Владимирович
Методы повышения эффективности управления технологическим комплексом метрополитена в нештатных ситуациях
Слободин Антон Владимирович
Модели и методы повышения эффективности коммуникаций в базах данных АСУП деревообрабатывающей промышленности
Шилов Алексей Вячеславович
Разработка методов расчета и повышения эффективности управления электромеханическими системами прядильного оборудования
Кисин Илья Львович
Разработка метода и средств повышения эффективности функционирования автотранспортного предприятия на основе оптимального управления заявками на грузоперевозки путем динамической настройки ресурсов
Геращенко Анатолий Николаевич
Разработка методов и средств повышения энергетической эффективности автономных приводных систем управления мобильными объектами
Суханова Наталия Вячеславовна
Совершенствование и повышение эффективности микропроцессорных систем управления оборудованием на основе методов оценки и контроля надежности

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net