Файл: Курс лекций Повышение эффективности теплоэнергетических установок и систем Выполнили Смирнов Д. А. Блинов Е. С.doc

Построение модели предприятия.

Чтобы построить модель предприятия, нужно применить элементы системного анализа, элемента следствия:

1. 
   выделить объект исследования – это очертание объекта;
   
2. 
   контур – граничное и начальное условие существования объекта;
   
3. 
   разбить объект на подсистемы, из ходя из целей и задач представляющего проектирования.
   

установить связи межу подсистемами, внутренние и внешние связи, поставить задачу исследования, то есть цель исследования. Цель может быть в виде выбора структуры объекта, в выборе пределов функционирования каждого объекта, в виде изменений условий его работы и т.д.

Требуется пояснить основные критерии, обеспечивающие деятельность объекта.

Когда идет выбор критерий, с помощью записывания математической модели обобщенного характера типа Y=f(x,z,k,l,m,n) и т.д.

Y – это траектория функция объекта, x,z,k,l,m,n – это критерии, характеризующие каждую из подсистем данного объекта.

При формировании целевой функции учитываются ограничения, которые формирует сам исследователь или проектант. Ограничения как раз определяют условия существования этого объекта.

При изучении условий функционирования системы выделяется наиболее существенные факторы, которые влияют на определяющие критерии, функции, цели.

После этого строят схему идентификации объекта реального и объекта модели.

7Параметры, характеризующие схему идентификации

1. 
   развитие системы;
   
2. 
   упорядочность системы;
   
3. 
   организованность системы;
   
4. 
   управляемость системы;
   
5. 
   неравномерность системы;
   
6. 
   нелинейность системы;
   
7. 
   диссипативность;
   
8. 
   балансовые соотношения;
   
9. 
   целостность;
   
10. 
    структурные уравнения иерархические;
    
11. 
    итеракции между системами, то есть взаимное влияние между одной системой и другой.
    

Анализ этих параметров и численное их представление в виде матричных соотношений.

Матричные и тензорные исчисления позволяют кратко записать характер состояния предприятия в целом.

---

Запись матричных соотношений, характеризующих предприятие или ПТЭС, позволяют путем использования экстремальных эффектов выходить на оптимальный режим существования или работы данного объекта.

В связи с этим получается возможным выстраивать оптимальные структуры из отдельных элементов и подсистем.

Нарисуем схему процесса проектирования промышленных тепло-энергетических систем

К – уровень проектирования системы

на К – Ом уровне систему спроектировали

система существовала К-1 уровень

Передали информацию о системе на К+1 уровень проектирования, затем передаем дальше.

На базе информации К-1 уровня проектируется, формулируется техническое задание, в которое входит синтез структуры системы. Процедуры синтеза и анализа между собой связаны.

4. 
   Схема проектирования промышленных теплоэнергетических систем
   

После анализа опять идее синтез, после синтеза структуры идет создание системы, после выбираются исходные параметры системы (p,t,m, количество котлов, компрессоров и т.д.). Затем идет процедура анализа, после анализа получили проектное решение, если оно хорошее, то мы оформляем документы.

Переходящий на формулировку технического задания на К+1 уровень, а если нет, то мы должны найти способ улучшения нашей модели, нашего проекта.

1. 
   способ улучшения исходных параметров
   

Итеративный цикл

---

8Характеристика технологических систем

8.1Обобщенная характеристика теплотехнических систем.

Под технологической системой понимают объекты теплоэнергетики и промышленной теплотехники, в которых происходят процессы преобразования и переноса энергии.

К энергетической системе относятся топливные установки, преобразующие энергию химических или ядерных реакций в другие формы энергии – это паровые котлы, ядерные реакторы, системы теплоснабжения, а также такие установки, в которых происходит утилизация теплоты.

К таким теплотехническим системам относятся такие объекты теплотехники – сушилки, выпарные и опреснительные установки, технологические печи, в которых успешно используется вторичная энергия.

Системы характеризуются:

1. 
   по назначению,
   

Системы, которые генерируют энергию(генерирующие) – источники энергии; которые генерируют и используют энергию в технологических процессах.

2. 
   по виду первичного ЭР,
   

Топливные и утилизационные системы.

3. 
   по количеству целей, которые выполняет установка,
   

Например, ТЭЦ – двухцелевая система,

котельная – одноцелевая система.

Опреснительная установка – двухцелевая установка.

9Особенности теплотехнических систем

1. 
   Все они делятся на простые и сложные;
   
2. 
   имеют большое число взаимодействующих элементов, которые характеризуются множеством параметров состояния;
   
3. 
   все системы взаимодействуют с окружающей средой;
   
4. 
   имеют стабильную организацию и целевое назначение;
   
5. 
   функционируют с необратимом износом ее элементов, требуется все время ремонт.
   

10Идентификация модели и объекта теплоэнергетической системы

Чтобы оценить эффективность работы промышленной теплоэнергетической системы следует установить ее состав, количество иерархических уравнений, основные структурные блоки и связи между ними, т.е. построить модель реально существующего объекта. Т.е. существует реальный объект и существует модель объекта.

---

Модель объекта описывает его с помощью численных, графических и формульных соотношений.

На практике существующие схемы объектов не соответствуют документальным данным и поэтому приходится изучать их тепловые схемы и их основные параметры, т.е. приходится зарисовывать, с помощью приборов измерять параметры теплотехнических систем.

После этого можно применить схему идентификации модели и объекта

устанавливаем структуру объекта(структурную модель).

В каждом блоке структуры проводятся расчеты по формулам, полученным в априорной части, и результаты расчета сравниваются с результатами апостериорной части, т.е. измерений. После этого делаются выводы о порядке модели (количество блоков, существующих в модели)

2. 
   оценка параметров модели
   
3. 
   оценка состояния модели (параметрическое состояние с учетом начального и конечного времени изучения объекта)
   

n–число шагов

Представление, математическое, априорной части модели подразделяется на несколько иерархических уравнений.

11Последовательность элементарных операций

НАУ – нелинейные энергетические уравнения.

ЛАУ – линейные энергетические уравнения.

Специфические уравнения – модели одной формулы (апроксимационные модели)


G₃=?, i₃=?

G₁=1 т/ч, i₁=50 ккал/ч




G₂=2 т/ч, i₂=70 ккал/ч

---

12Критерий эффективности теплотехнических систем

Существуют разнообразные теплотехнические системы. Они различаются по своему назначению. Системы работают и при этом достигают какой-то цели, т.е. они созданы для каких-то потребительских функций. Например, для производства электроэнергии, механической или на основе исполнения различных видов топлива. Для производства теплоты в системах теплоснабжения, производства холода, пресной воды – это системы для решения технологических задач(птицефабрики, свинокомплексы; кирпичные, сталепрокатные, металлургические и химические заводы и предприятия). Каждому комплексу присущи свои параметры. Эти параметры группируются таким образом, чтобы они отражали состояние объекта как качественно, так и количественно. Состояние объекта математики записывается в виде простого состояния объекта. При этом параметры объекта группируются в пространстве и во времени.

Рассматриваем s-объект в виде произвольной области. Математическая модель этого объекта обозначена через MMs, s-объект – это множество точек в пространстве и во времени, а математическая модель этого объекта – это другое множество MMs, тогда говорят, что MMses/принад.

Математическая модель содержит в себе производство Х-множество входных воздействий на систему, производство V-множество внешних воздействий. При этом объект имеет множество внутренних параметров-n.

Математическая модель имеет множество входящих параметров Y,

Сгруппировав между собой параметры, описывающие работу предприятия через указанные выше множества можно записать математическую модель Y()=F(x,v,h,) для любого предприятия, где  – временная функция предприятия

---