Цифровая модель теплового баланса котла
Автор: Торопов Евгений Васильевич, Лымбина Людмила Ефимовна
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Теплоэнергетика
Статья в выпуске: 3 т.21, 2021 года.
Бесплатный доступ
Нормативный метод (НМ) теплового расчета котлов, неоднократно подтвержденный и уточненный, содержит структуру идей и методов, которые были сохранены и адаптированы при переходе к цифровым технологиям. В применении к анализу теплового баланса котла с факельными топками это потребовало преобразования большого массива исходных и справочных данных, которые без изменения не могут применяться при использовании ЭВМ. Это касается графических и табличных данных, которые занимают до 80 % объема НМ. Для получения корреляционных зависимостей применен метод неизвестных коэффициентов, достаточно простой и надежный, с включением проверочного алгоритма, в случае равноотстоящих аргументов - это коэффициенты Грегори - Ньютона. Как показал предварительный анализ, практически для всех зависимостей достаточен полином второй степени, иногда заменяемый двумя полиномами. Методом варьирования определяющих факторов в области номинальных значений ±20 % получен отклик модели в виде изменения расхода топлива. Количественно весь материал соответствует нормативным данным, представлен в цифровом формате и методически отвечает пакету Mathcad-15. В отличие от известных работ в этой области все факторы, влияющие на тепловой баланс, представлены аппроксимациями с учетом переменности температуры и давления.
Цифровая модель, котел, тепловой баланс, базы данных, аппроксимации, полиномы
Короткий адрес: https://sciup.org/147236634
IDR: 147236634 | УДК: 621.18-5 | DOI: 10.14529/power210302
Digital model of boiler heat balance
The normative method (NM) of boilers thermal calculation, repeatedly confirmed and refined, contains the structure of ideas and methods that were retained and adapted during the transition to digital technologies. As applied to the analysis of the heat balance of a boiler with flare furnaces, this required the transformation of a large array of initial and reference data, which cannot be applied unchanged when using a computer. This applies to graphical and tabular data, which form up to 80 % of the volume of NM. To obtain the correlation dependences, the authors use a simple and reliable method of unknown coefficients with the inclusion of a verification algorithm, in the case of equidistant arguments these are the Gregory-Newton coefficients. As shown by a preliminary analysis, for almost all dependencies a polynomial of the second degreesometimes replaced by two polynomials is sufficient. By varying the determining factors in the range of nominal values ±20 %, the model response was obtained in the form of a change in fuel consumption. Quantitatively, all material corresponds to the normative data, is presented in digital format and methodically corresponds to the Mathcad-15 package. In contrast to the well-known works in this area, all factors affecting the heat balance are represented by approximations taking into account the variability of temperature and pressure.
Список литературы Цифровая модель теплового баланса котла
- Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод / Н.В. Кузнецов, В.В. Митор, И.Е. Ду-бовский, Э.С. Карасина. - Минск: Эколит, 2011. - 206 с.
- Теория и практика теплогенерации: учеб. / С.Н.Гущин, М.Д. Казяев, Ю.В. Крюченков и др.; под ред. В.И. Лобанова и С.Н. Гущина. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - Екатеринбург: УГТУ - УПИ, 2005. - 379 с.
- Новые конструкции промышленных печей / А.М. Вохмяков, М.Д. Казяев, Д.М. Казяев, М.В. Гу-бинский // Творческое наследие В.Е. Грум-Гржимайло: прошлое, современное состояние, будущее: сб. докл. междунар. науч.-практ. конф. - Екатеринбург: УрФУ, 2014. - Ч. 1. - С. 114-118.
- Казяев, М.Д. Исследование напряженного состояния при нагреве валков холодной прокатки с помощью математического моделирования /М.Д. Казяев, Ю.А. Самойлович, В.С. Палеев // Современные научные достижения металлургической теплотехники и их реализация в промышленности. - Екатеринбург: МИЦ, 2015. - С. 286-294.
- Металлургические печи. Теория и расчеты: учеб.: в 2 т. / В.И. Губинский, В.И. Тимошпольский, В.М., Ольшанский и др. - Минск: Белорусская наука, 2007. - Т. 1. - 596 с.
- Ярошенко, Ю.Г. Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии черной металлургии: учеб. пособие /Ю.Г. Ярошенко, Я.М. Гордон, И.Ю. Ходоровская. - Екатеринбург: ООО «УИПЦ», 2012. - 670 с.
- Макаров, Е.Г. Инженерные расчеты в Mathcad 15: учеб. курс /Е.Г. Макаров. - СПб.: Питер, 2011. - 400 с.
- Энергетические угли восточной части России и Казахстана: справ. /В.В. Богомолов, Н.В. Артемьева, А.Н. Алехнович и др. - Челябинск: УралВТИ, 2004. - 304 с.
- Теплообменники энергетических установок: учеб. для вузов / К.Э. Аронсон, С.Н. Блинков, В.И. Брез-гин и др.; под ред. Ю.М. Бродова. - Екатеринбург: Изд-во «Сократ», 2002. - 968 с.
- Липов, Ю.М. Компоновка и тепловой расчет парового котла: учеб. пособие для вузов / Ю.М. Ли-пов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 208 с.
- Стерман, Л.С. Тепловые и атомные электрические станции: учеб. для вузов / Л.С. Стерман, В.М. Лавыгин, С.Г. Тишин. - М.: Изд-во МЭИ, 2000. - 408 с.
- Корн, Г.А. Справочник по математике для научных работников и инженеров: определения, теоремы, формулы /Г.А. Корн, Т.М. Корн - СПб.: Изд-во «Лань», 2003. - 832 с.