автореферат диссертации по энергетике, 05.14.14, диссертация на тему:Повышение эффективности способов проектирования теплоэнергетических объектов тепловых электростанций

На правах рукописи

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СПОСОБОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Специальность 05.14.14 Тепловые электрические станции (тепловая часть)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- ИВАНОВО -1996

Работа выполнена в Ивановском государственном энергетическом университете.

Научный руководитель: - доктор технических наук, профессор Нуждин В.Н. Научный консультант: - доктор технических наук, профессор Ушаков С.Г.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Седлов АС. доктор технических наук, профессор Ларин Б.М.

Ведущая организация: АО Зарубежэнергопроект (г.Иваново)

Защита состоится 1996 г. в .4.4. часов на заседании

диссертационного совета по защите кандидатских диссертаций К 063.10.01 при Ивановском государственном энергетическом университете по адресу: г.Иваново, ул.Рабфаковская, д.34, корп.Б ауд. № 237.

Отзывы (в двух экземплярах, заверенные печатью) просим отсылать по адресу: 153038, г.Иваново, ул.Рабфаковская, д.34, Ученый Совет ИГЭУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан 1996 г.

Ученый секретарь специализированного совета доцент, кандидат технических наук

МОШКАРИН А.В.

Общая характеристика работы.

Конкурентноспособность отечественных институтов, проектирующих тепловые электростанции (ТЭС), на международном уровне, способность их к выживанию при общем экономическом спаде в стране определяется возможностями в короткие сроки и на качественном уровне, не уступающим мировым, проводить разработку проектно-графической документации. Обеспечить это можно только на основе широкой компьютеризации проектирования, т.е. путем разработки и внедрения в проектирование программно-технических комплексов, рассчитанных на инженера-проектировщика.

При отсутствии программного обеспечения выбор технических решений и оборудования обуславливается сложившимися традициями и нормами, ориентацией на аналоги и типовые решения, инженерным опытом (квалификацией) проектировщика и обосновывается поверочными расчетами, причем по одному, максимум двум, альтернативным вариантам.

Это относится к большинству проектных задач, в частности, к задачам выбора общесганционных теплообменников, а также к более сложным задачам проектирования блочных и автономных испарительных установок.

Возросший интерес к испарительным установкам объясняется возможностью создания на их основе ТЭС с сокращенными стоками. При сложившемся подходе к проектированию и отсутствии детальных руководящих материалов не имеют научного обоснования задачи выбора рациональных схем включения, оптимальных структур и параметров испарительных установок (на основе энергетических испарителей) для теплоэлектроцентралей, конденсационных электростанций и парогазовых установок. Отсутствует компьютерная поддержка проектирования.

Накопленный на магнитных носителях громадный объем проектной документации требует решения задач разработки инструментальных средств ведения архивов проектно-графической документации, которые были бы ориентированы на проектировщика, выполняющего определенный вид работ и строящего свою, удобную только для него иерархическую систему поиска документации, хранящейся в электронном архиве (на файл-сервере).

Нерешенными остаются задачи разработки способов компьютерного макетирования, визуализации и анимационного представления объектов проектирования ТЭС на технической платформе IBM совместимых машин, что сказывается на более низком уровне презентации отечественных проектов на международных тендерных торгах.

Важным аспектом исследования технологии проектирования ТЭС являются вопросы формального описания и критериев ее оценки при внедрении программно-технических комплексов.

Постановка, решение и практическая реализация перечисленных задач актуальна для обеспечения прогресса в технологии проектирования тепловых электростанций.

Работа выполнялась в рамках научной программы Минвуза РСФСР "Перспективные информационные технологии в высшем образовании" (1991-1994 гг) по направлению "Автоматизация проектирования", и в соответствии с договорами на разработку программного обеспечения для АО Зарубежэнергопроект (г. Иваново).

В настоящей работе задачи совершенствования технологии проектирования ТЭС представлены для трех групп задач: задачи расчетного анализа и выбора проектных решений по испарительным установкам и теплообменникам на основе разработки прикладного программного обеспечения; задачи практической разработки графических подсистем проектирования трубопроводов, способов компьютерного макетирования, визуализации и анимационного представления объектов ТЭС, а также создания инструментальных средств ведения архивов цроекгао-графической документации; задачи формального описания технологии проектирования ТЭС для получения критериев оценки эффективности внедрения в нее программно-технических комплексов.

Цель работы состоит в разработке и компьютеризации методов проектирования испарительных установок ТЭС и общестанционных теплообменников, в создании инструментальных средств ведения электронных архивов проектно-графической документации, средств машинной поддержки выполнения графических работ и макетирования, в разработке методов оценки эффективности технологии проектирования при ее компьютеризации.

Научная новизна:

1. Разработаны новые математические модели блочных испарительных установок (БИУ), алгоритмы их реализации, позволяющие осуществить структурную оптимизацию схем и выбор оптимального состава оборудования.

2. Предложены методы анализа тепловой экономичности традиционных и новых схем включения многоступенчатых испарительных установок на ТЭС различного типа (теплоэлектроцентралях - ТЭЦ, конденсационных электростанциях - КЭС, парогазовых установках утилизационного типа -ПГУ).

3. Разработаны инвариантные критерии оценки технологии проектирования ТЭС, учитывающие сложность и трудоемкость, позволяющие выбрать оптимальную последовательность этапов проектирования.

Практическая ценность работы:

1. Разработаны инженерные методы проектирования блочных испарительных установок (БИУ) блоков 200 - 800 МВт и программный пакет для их реализации, на основе которых получены номограммы тепловых характеристик существующих и новых проектных решений.

2. Разработаны алгоритмы расчета различных схем многоступенчатых испарительных установок (МИУ) и программный пакет по их проектированию, обеспечивающие выбор оптимального сочетания типоразмеров элементов и параметров теплоносителей для заданной производительности.

3. Выработаны рекомендации для выбора схем включения БИУ и МИУ на ТЭС различного типа (ТЭЦ, КЭС, ПГУ). обеспечивающие максимальную тепловую экономичность.

4. Разработан способ автоматизированного ведения (хранения и поиска) проекгао-технической документации проектировщиком-технологом, позволяющий осуществлять контроль за графиком выполнения работ по проекту.

5. Разработан и впервые осуществлен на практике компьютерный способ макетирования, визуализации и анимационного представления объектов тепловой электростанции в тендерном проекте. —

6. Результаты работы реализованы в проектных институтах АО Зарубеж-энергопроект и Московском отделении ТЭП (программные пакеты расчета и выбора схем и оборудования БИУ и МИУ, информационные и графические подсистемы проектирования).

Автор защищает:

1. Математические модели блочных испарительных установок, ориентированные на компьютерное проектирование, алгоритмы и программные пакеты их реализации.

2. Методы и результаты анализа тепловой экономичности существующих и новых схем включения многоступенчатых испарительных установок на ТЭС различного типа (ТЭЦ, КЭС, ПГУ).

3. Способ формального представления технологии проектирования тепловых электрических станций, критерии трудоемкости и сложности для оценки эффективности внедрения программно-технических комплексов в технологию проектирования.

4. Практические разработки прикладных программных пакетов информационных и графических подсистем, повышающих эффективность проектирования.

Достоверность полученных результатов и выводов по математическим моделям БИУ к алгоритмам расчетов МИУ подтверждается опытными данными УралВТИ, ИГЭУ и результатами аналогичных расчетов, выполненных в МЭИ.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на международных конференциях "Актуальные проблемы фундаментальных наук" (Москва, 1991), "Состояние и перспективы развития электротехнологии" (Иваново, 1994), на республиканской конференции "Автоматизация проектирования в энергетике и электротехнике" (Иваново, 1991), а также на научно-методических семинарах кафедры ТЭС МЭИ (Москва, 1993), кафедры ВТ и САПР ИГЭУ (Иваново, 1994), кафедры ТЭС ИГЭУ (Иваново, 1996).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы из 151 наименования, приложений, изложена на 167 страницах машинописного текста, включает в себя 60 рисунков и 18 таблиц.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в статьях, методических указаниях, тезисах докладов, информационных листках ЦНТИ.

Общее содержание работы

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель исследования, указана научная новизна и практическая ценность, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проведен анализ современного состояния технологии проектирования тепловых электростанций и обоснованы основные задачи исследований и разработок.

Автоматизация проектирования ТЭС в отечественных проектных институтах не превышает 25%, что значительно ниже зарубежных показателей.

Основные направления разработок программного обеспечения должны быть связаны со стадией рабочего проектирования, так как именно здесь в наибольшей степени используются типовые проектные решения, нормативные методы расчета, отработанные приемы выполнения проекгно-конструкгорской документации.

Ведущим отделом при проектировании ТЭС является тепломеханический отдел (ТМО). На его долю приходится около 30% всего объема проектных работ. Он формирует задания другим отделам, субподрядным организациям, заводам-изготовителям. От уровня компьютеризации проектирования в ТМО зависит и общий уровень компьютеризации в проектном институте.

Не компьютеризированными остается значительная часть расчетно-графических задач ТМО, в частности задач по проектированию и выбору оборудования испарительных установок, общестанционных теплообменников, отсутствует программное обеспечение по ведению проектно-графической документации, ориентированное на проектировщика. Не разработанными остаются методы оценки эффективности внедрения программно-технических комплексов в технологию проектирования.

Особую важность сегодня приобретает проектирование испарительных установок ТЭС, так как на их основе ведется разработка проектов ТЭС с сокращенными стоками. Несмотря на то, что существует большой объем исследований МЭИ и других организаций по испарительным установкам, которые содержат рекомендации по повышению эффективности их работы для конкретных ТЭС, практическое использование этих результатов в проектных институтах сдерживается из-за отсутствия доведенных до детализации рекомендаций, а также из-за отсутствия прикладного программного обеспечения по проектированию как блочных, так и автономных испарительных установок. Не исследованными остаются и вопросы проектирования испарительных установок для ПГУ.

Разработка рекомендаций и программного обеспечения по проектированию испарительных установок является самостоятельной научно-технической задачей, которая поставлена и решается в настоящей работе наряду с выше сформулированными задачами, направленными на повышение эффективности технологии проектирования ТЭС.

Вторая глава посвящена исследованию испарительных установок и разработке методов и программного обеспечения по их проектированию для КЭС, ТЭЦ, ПГУ утилизационного типа, а также разработке программного обеспечения по расчетному выбору общестанционных теплообменников.

Для расчета производительности одно- и двухступенчатых блочных испарительных установок, созданы математические модели, удобные для их использования на инженерном уровне и при разработке программного обеспечения.

Производительность двухступенчатой испарительной установки находится как сумма производительностей первой и второй ступеней. При параллельной схеме питания производительность второй ступени определяется по уравнению

Пет,II = 6К.иСр{*т,П ~ ' 0 ~ Л) / {гвтТ]ки),

Здесь: температура вторичного пара-

вт.П

— ^илК.Н^вт,!0! + Скл^км.,1 (1 ~ А)

РилКнС, + срки( 1 - А)

О)

(2)

индексы I- соответсвуют первой ступени, а индексы II- второй; С1-коэффициент, учитывающий соотношение количеств тепла, передаваемого во втором корпусе и в конденсаторе испарителя

С, =

Гет,ПГ1к.и.

' Пт,п + (1 + апр)(1т,н - /„.,.)' А - ехр

^ И

^к.и. км.

Окиср ,

(3)

(4)

При этом отношение производительности второй ступени к производительности первой составляет:

— ^вт>" —

Гвт,1 ' Ли,II

д

вт,1

Гвт,11 + (1 + апр ) ( Кт,11 К.в.)

Температура вторичного пара первой ступени

1вт,1 = tem.II + ~ ^,11 )/0 +

(5)

(6)

Г„р Г - - _К.^и.ЛтЛ^ки__пл

1ДС — — / \ / — _ \• V'/

\ ГвтЛ

Аналогичные уравнения выведены и для последовательной схемы питания ступеней двухступенчатой установки.

Построение алгоритмов расчетного выбора оптимальных типоразмеров испарителей и конденсатора выполнено на основе поиска минимума капиталовложений при заданной производительности установки.

Полученные уравнения, дополненные блоком уравнений для поиска параметров воды и водяного пара и аппроксимационных уравнений для коэффициентов теплопередачи в испарителях, использованы при разработке прикладного программного пакета (ППП) по проектированию БИУ.

ППП и входящие в него подсистемы обеспечивают (см. рис.1): проведение расчетов по трем типам БИУ для любых отборов низкого давления паровых турбин, для любого сочетания типоразмеров испарителей и их конденсаторов, для любых электрических нагрузок блока, архивацию результатов и их графическое представление (см. рис.2,3) с последующей оптимизацией выбора состава оборудования одного из выбранных вариантов БИУ (см. рис.4), работу с СУБД по оборудованию испарителей, их конденсаторов и паротурбинным установкам. С помощью рассматриваемого ППП выполнены расчеты, по результатам которых построены номограммы тепловых характеристик для всех проектных решений по испарительным установкам и определены оптимальные типоразмеры их оборудования для блоков 200, 300, 500, 800 МВт.

На основе коэффициентов изменения мощности проведена оценка тепловой экономичности схем включения БИУ для указанных блоков.

Для проектирования многоступенчатых испарительных установок (МИУ) на основе энергетических испарителей разработан ППП, позволяющий проектировщику выполнять полный тепловой расчет восьми типовых схем МИУ с параллельным и последовательным питанием ступеней, производить автоматизированный поиск параметров греющего пара или типоразмеров испарителей, удовлетворяющих заданной производительности установки, а также выбор стандартных диаметров трубопроводов.

Алгоритм расчета МИУ в ППП построен на автоматизированном определении значений коэффициентов при неизвестных в системах уравнений тепловых и материальных балансов, а также уравнений теплообмена с их последующим совместным решением методом итераций. Значения коэффициентов теплопередачи находятся в соответствии с данными, полученными проф. Седловым АС.

По результатам расчетного исследования МИУ построены тепловые диаграммы (см. рис.5), позволяющие определять производительность установки, расход греющего и избыточного пара при различных режимах ее работы (для заданного числа ступеней и типоразмерах испарителей).

Исследование схем включения МИУ на ТЭЦ, КЭС, ПГУ позволило выполнить анализ их тепловой экономичности.

Использование МИУ для ТЭЦ, в состав основного оборудования которых входят современные турбины с двумя теплофикационными отборами ( ПТ-80, ПТ-135), не приводит к снижению экономичности, так как вторичный пар последней ступени используется для тех же целей, что и пар из промышленного отбора (пар из общесганционной магистрали 1,27МПа) при отсутствии МИУ.

Для ТЭЦ с турбинами ПТ, имеющими один теплофикационный отбор, пар из которого может поступать в общестанционную магистраль 0,12 МПа, применение МИУ приводит к снижению тепловой экономичности ТЭЦ и тем больше, чем меньше число ступеней в установке, так как при этом возрастает количество избыточного пара последней ступени и фактически теплота греющего пара МИУ (пара промышленного отбора) используется вместо теплоты в паре теплофикационного отбора. Расчеты по удельному расходу топлива на получение дистиллята, выполненные с помощью коэффициентов приращения мощности на тепловом потреблении показали, что в зависимости от числа ступеней он составит 12-16 кг/т.

Обращение к БД

начало 1

гЗ_

Род работы

конец

Формирование задания

>

Ввод данных

РАСЧЕТ —j ММ ПУ —

Рис.1 Укрупненная блок-схема ППП для проектирования блочных испарительных установок.

т/ч S0 ет

70 60 50 40

30 20 10

одноступенчатая БИУ двухступенчатая с параллельной и с последовательной схемой питания ступеней

т-

h. V

V отоор

VI отоор

VII отбор

Рис.2. Графическая форма представления результатов расчета производительности БИУ , при включении их на V, VI и VII отборы блока 800 МВт.

60 70 60 50 40 30 20 10 О

400.000 МВГ 480.000 МВТ 560.000 МВТ 640.000 МВТ 720.000 МВТ 800.000 МВТ 1 СТ Я 2 СТ(1) И 2 СТ(И)

Рис.3. Гистограмма производительности ИУ на различных режимах работы турбоустановки.

Рис. 4. Графическая форма представления результатов оптимизации БИУ

Рис. 5. Номограмма определения рабочих характеристик МИУ (для п=5 при параллельном питании ступеней): 1-0,15 МПа; 2-0,2 МПа; 3-0,3 МПа.

Анализ схем включения МИУ на КЭС выполнен на примере блоков 300 МВт на основе коэффициентов изменения мощности. Учитывая, что на блоках СКД дистиллят должен охлаждаться и дообессоливаться, выполнить МИУ "замкнутой на себя" не удается. Наиболее целесообразно предусматривать охлаждение дистиллята и избыточного пара потоком воды теплосети, а при ее отключении, потоком основного конденсата, подаваемого в обвод двух первых ПНД. Снижение удельного расхода топлива можно добиться включением МИУ не на общестанционную магистраль 1,27МПа, пар на которую идет из холодной нитки промежуточного перегрева (второй отбор турбины), а из третьего отбора, из которого осуществляется отвод пара на турбопривод. Следует предусматривать число ступеней установки 6-7, так как это позволяет сохранять достаточно высокую тепловую экономичность при выключении отдельных ступеней МИУ на промывку или ремонт (см. рис.б).

Анализ схем МИУ для ПГУ утилизационного типа выполнен на примере проекта ПГУ-325 (см. рис.7). Расчеты показали, что наибольшей тепловой экономичностью обладает схема МИУ замкнутого типа (п=7) с отводом дистиллята из расширительного бака и конденсата греющего пара из первой ступени в основной деаэратор. При меньшем числе ступеней МИУ наименьшее снижение тепловой экономичности получается при включении ее на пар контура низкого давления с отводом избыточного пара последней ступени в рессивер между ЧСД и ЧНД турбины перед сепаратором влаги.

В этой же главе приведено описание ППП по расчетному выбору пароводяных и водоводяных теплообменников, обеспечивающего по сравнению с традиционными методами, многовариантность расчетов, автоматизированный поиск типоразмеров, скорость и качество.

Третья глава посвящена вопросам практических разработок программных пакетов по автоматизации выполнения чертежей трубопроводов, заполнения двуязычных спецификаций, способам компьютерного макетирования объектов проектирования и инструментальных средств ведения проектно-графической документации.

Для автоматизации разработки чертежей трубопроводов и измерений разработан прикладной программный пакет, использующий возможности АвтоКАДа и являющийся встроенной в него подсистемой. Функционально ППП обеспечивает поиск и экспорт в поле чертежа из классифицированных по группам слайд-меню атрибутированного графического образа элемента трубопровода (клапана, задвижки, вентиля, прибора измерения и контроля), формирование таблиц отчетов по точкам замеров и оформление чертежа (штампа, рамки). Система показала свою эффективность при выполнении проектов отечественных и зарубежных объектов.

Для автоматизации поиска и заполнения двуязычных спецификаций разработана и внедрена в практику проектирования МоТЭПа и Зарубежэнергопроекта специализированная СУБД- словарь технических фраз, позволившая исключить неоднозначность перевода русских обозначений и технических фраз в проектной документации по зарубежным объектам. Наиболее существенной отличительной особенностью разработанной системы является возможность ее активации в графических режимах работы (в АвтоКАДе) и минимальный объем, занимаемый в оперативной памяти. Подсистемы программы обеспечивают режим

общест. магистраль 1,27 МИа общестанционная магистраль 0,12 МПа

х в теплосеть ** ^

подпиточная

МИУ

а»

^ I

вода в теплосеть ----_.

пит. вода

м

1+а

гр

в БЗК

а)

-проектное решение;

---усовершенствованная схема

80

70

Ь, кг/т 20 18 14 10 6

В

л

7

Рис.6, а) Схемы включения МИУ на ТЭС с блоками 300 МВт.

б) Диаграмма тепловых характеристик МИУ с параллельной схемой питания ступеней на основе испарителей И-600: 1-Х*гр-расход греющего пара; 2- £из(у-расход избыточного пара; 3-удельный расход топлива при проектной схеме включения МИУ; 4-то же, но при усовершенствованной схеме.

Рис.7. Схемы включения МИУ на ПГУ-325 утилизационного типа.

Рис.8 Элементы трехмерной геометрической каркасной модели ТЭС Арак (Иран). Вид на главное здание.

дополнения словарей из текстовых файлов и файлов АвтоКАДа. В настоящее время словари технических фраз созданы и успешно используются в ряде отделов Зарубежэнергопроекта.

Для повышения уровня представления отечественной проектной документации на тендерных торгах по зарубежным ТЗС разработан способ преобразования двух и трехмерных чертежей объектов ТЭС в реалистическое изображение на основе существующей технической платформы IBM совместимых ПЭВМ. Способ включает в себя этапы импорта чертежей (файлов АвтоКАДа) подлежащего макетированию объекта в 3DStudio, доработку и преобразование их в 3-х мерную каркасную модель, подготовку сцены, проведение расчетов для получения анимации. Способ апробирован на примере создания макета и анимационного представления зданий и сооружений ТЭС "Арак"(Иран) (см.рис. 8).

Для автоматизированного ведения проекгао-графической документации разработано и сдано в эксплуатацию инструментальное программное средство -PickOut, позволяющее проектировщику строить и вести древовидные структуры, состоящие из стандартных баз данных, а также любых массивов информации: графических, растровых и векторных изображений (чертежей), текстовых документов, файлов данных для любых вычислительных программ (см. рис.9).

Система включает в себя средства организации и настройки пользовательского интерфейса, простую систему управления базами данных, диспетчер загрузки и исполнения внешних программ, текстовый редактор, подсистему настройки СУБД на поиск и выделение данных, содержащихся в системе. Система расчигана для работы в ЛВС, снабжена функциями контроля за ходом проектирования.

Глава четвертая посвящена изложению метода формального представления технологии проектирования ТЭС и оценки эффективности внедрения в нее программно-технических комплексов.

Технология проектирования ТЭС представлена в виде организационных и информационных сетей и сетей программно-технических комплексов, находящихся во взаимосвязи друг с другом.

Каждая из сетей представлена в виде иерархического дерева, конечными элементами которого являются независимые инвариантные процедуры. На основе описания соответствий между узлами сети предложен критерий сложности технологии проектирования:

С(А) = X C(Ai, Bj) ■ S(Ai, Bri) •... ■ S{Ai, Bk) , (8)

где C(A,B) - степень сложности связи узла А в узле В, S{A,B) - степень сложности связи узла А с узлом В) С(А)- степень сложности узла А.

Сложность связи в общем случае

S(Yi, Yp^ZUW-'LlAYp+D-RiTiPt (9)

где Tij-nm связи между узлами и Yf, Л(Тф-значение типа связи; V(Y) -уровень узла Y.

Предпочтение должно отдаваться той технологии проектирования, которая обеспечивает наименьшую сложность.

Док>т*ещ

2 \

-У

Чертеж

Документ

- • БРЕСЮЮ-ЕЮС •-• ВАТА 1010 ОВР -- 5РЕС1012 ВОС SPEC101J.DOC вРЕСЮМЛЭОС

._ ОНЛ«Т>«3!.ТЖО

БКЛ\У1МС2.0,Л'а БКАМ^ЮУ/О

'// л ' / //'

/ //,'

ТИП Программз-сбрзботчи к

ЕЮС БВР Редактор "Лексикон" РохРго иоч 15 АвтоКАД в 12

Устройства вывода системы (дисплей, принтер...)

а)

/ I

База данных

База данных

База данных

База данных

|

1

1

База данных

;

---- ------- — — -

I

Запись БД Поде БД

База данных

1

... . ,

— ■ ----: — — ____

Чертеж

объекты

1:

б)

Рис.9. Структура построения системы РккСИи (а) и иерархическая организация баз данных и объектов в системе (б): 1-дерево данных; 2-объекты данных; 3-связи объектов с реальными файлами на дисковых накопителях; 4-файлы, зарегистрированные в системе; 5-связи файлов с программами-обработчиками; 6-внешние программы-обработчики (по типу файлов); 7-вывод результатов обработки файлов-объектов.

Для оценки объема операций по обработке информации, участвующей в той или иной технологии проектирования объекта, введен критерий трудоемкости

Сго^ЪщЩ, (10)

где л-среднее число обращений к вершинам сети представленной в виде графа; ¿-вершины (узлы) сети.

На примере внедрения в технологию разработки тепловых схем ТЭС двух программных комплексов, автоматизирующих поиск аналогов и выполнение чертежей, показано, что сложность работ снижается более чем в пять раз.

Заключение

Настоящая работа направлена на решение задачи повышения эффективности проектирования ТЭС путем создания и внедрения методов компьютерного проектирования и их программного обеспечения.

В процессе исследований получены следующие научные и практические результаты:

1. Разработаны новые математические модели одноступенчатых и двухступенчатых блочных испарительных установок (БИУ), позволяющие осуществить структурную оптимизацию схем и выбор оптимального состава оборудования. Создан прикладной программный пакет по проектированию БИУ, отличающийся возможностью проведения структурного синтеза (выбора типа установки) и параметрического анализа (оптимизации выбора типоразмеров оборудования), включающий в себя локальную систему управления базами данных (СУБД) по оборудованию, подсистемы графической обработки результатов расчета и оптимизации.

2. Построены номограммы тепловых характеристик БИУ в зависимости от электрических нагрузок для существующих проектных решений и проведен комплекс расчетов по оптимизации состава их оборудования для отечественных блоков 200,300,500,800 МВт. Выполнен анализ тепловой экономичности схем включения БИУ и даны рекомендации по их проектированию.

3. Разработан прикладной программный пакет (ППП) по проектированию многоступенчатых испарительных установок (МИУ) на основе энергетических испарителей, автоматизирующий поиск приемлемого технического решения для условий проектируемой ТЭС, позволяющий проводить расчетный анализ для восьми схем МИУ при вариации числа ступеней, параметров греющего пара и типоразмеров испарителей. ППП обеспечивает полный тепловой расчет установки, выбор стандартных трубопроводов пара, воды и дистиллята, имеет подсистемы ведения проектной документации, архивов проектных решений (результатов расчета), графической поддержки и СУБД по оборудованию МИУ.

4. Построены тепловые диаграммы режимов работы МИУ при отключении отдельных ступеней на промывку или ремонт, а также тепловые диаграммы для режимов работы МИУ при различных давлениях греющего пара и противодавлениях, позволяющие производил, оценку удельных показателей работы и производительность установок.

Выполнен анализ тепловой экономичности различных схем включения МИУ на теплоэлектроцентралях, конденсационных электростанциях и выработаны рекомендации для их проектирования. Впервые проведен анализ схем включения МИУ на ПГУ утилизационного типа, на основе которого предложены новые экономичные схемы включения.

5. Разработан метод формального описания технологии проектирования ТЭС, на основе которого получены критерии сложности и трудоемкости для оценки эффективности внедрения компьютерных технологий.

6. Предложен и апробирован при выполнении тендерного проекта ТЭС способ компьютерного макетирования и анимационного представления объектов ТЭС.

7. Разработаны и внедрены в практику проектирования ТЭС следующие ППГ1, повышающие эффективность проектирования:

- программные комплексы по проектированию блочных испарительных установок блоков 200 - 800 МВт, и многоступенчатых испарительных установок, обеспечивающие выбор оптимального сочетания типоразмеров;

- система компьютерной поддержки выполнения схем трубопроводов и измерений, автоматизирующая построение типовых элементов трубопроводов в среде АвтоКАДа путем применения библиотеки слайд-меню графических образов элементов, систематизированных по группам, а также маркировку, составление таблиц отчетов по точкам замера, параметрам среды и оформление чертежа;

- специализированная СУБД-резидентный транслятор технических фраз для заполнения двуязычных спецификаций, отличающаяся возможностью активации в графических и текстовых режимах работы ЭВМ;

- инструментальное программное средство для автоматизировашюго ведения проектно-графической документации, обеспечивающее каждому проектировщику возможность построения отвечающей технологии проектирования индивидуальной иерархической взаимосвязи проектной документации, хранящейся на файл-сервере. Инструментальное средство снабжено функциями контроля за ходом проектирования.

Таким образом, на основании выполненных исследовашгй и разработок, осуществлено решение ряда сложных задач расчета и выбора теплоэнергетических объектов, компьютеризации технологии проектирования ТЭС, служащих дальнейшему прогрессу отечественной теплоэнергетики.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях:

1. Мошкарин Э.А., Иванов A.A.-САПР тегсюобменного оборудования ТЭС

//Тез. докл. междунар. науч.-техн. конф. "Актуальные проблемы фундаментальных наук", Москва, 1991, с. 21-22.

2. Мошкарин Э.А. Использование пакетов графической поддержки в программах САПР //Тез. докл. республ. науч.-техн. конф. "Автоматизация проектирования в энергетике и электротехнике". Иваново, 1991, с.19-20.

3. Мошкарин Э.А., Иванов A.A. САПР испарительных установок в системе регенеративного нагрева воды на ТЭС //Известия вузов-Энергетика. Минск. N 3416-В92. Депон. ВИНИТИ 02.12.92. 18 стр.

4. Прикладные программы САПР ТЭС /АВ.Мошкарин, Э.А.Мошкарин, СЛ.Мирошниченко и др. //Энергетическое строительство. 1993, N 10, с.58-60.

5. О задачах сквозной САПР в проектных институтах /АВ.Мошкарин, Н.В.Никольский, АВ.Козлов, Э.АМошкарин //Энергетическое строительство. 1992, N 11, с.48-52.

6. Программный пакет для схем трубопроводов и измерений /Э.А.Мошкарин, АВ.Козлов, Н.В.Никольский, АВ.Мошкарин, В.В.Вихрев //Энергетик. 1993. N 3, с.21-22.

7. PickOut- Инструментальное средство для ведения проектной документации /СЛ.Мирошниченко, Э.АМошкарин, АВ.Мошкарин, АВ.Козлов //Энергетическое строительство. 1994. N 9, с.64-68.

8. Проектирование ТЭС на основе локальной вычислительной сети /Э.АМошкарин, С.Л.Мирошниченко, АВ.Козлов //Энергетическое строительство. 1994, N 8, с.70-71.

9. Мошкарин A.B., Мошкарин Э.А. Расчет испарительных установок ТЭС //Метод, указ. по применению ПЭВМ в диплом, проектировании. ИЭИ, Иваново, 1991.

10. Мошкарин Э.А. САПР испарительных установок // В кн.АВ.Мошкарина, Р.Ш. Бускунова Испарительные установки ТЭС. Энергоатомиздат. М.: 1994. С.236-245

11. Мошкарин Э.А., Грушанский М.Г. Резидентный транслятор фраз (версия 0.9) // Информационный листок N 84-93. ЦНТИ, Иваново, 1993.

12. Мирошниченко СЛ., Мошкарин Э.А Прикладная система ведения табличных баз данных для IBM PC совместимых вычислительных машин //Информ. листок. N 05-93. ЦНТИ. Иваново. 1993.

13. Опыт проектирования в локальной вычислительной сети /Э.А.Мошкарин, СЛ.Мирошниченко, АВ.Козлов //Информ. листок N 7194. ЦНТИ. Иваново. 1994.

14. Система ведения и архивации проектной документации для работы в локальной вычислительной сети /СЛ.Мирошниченко, Э.А.Мошкарин, АВ.Козлов и др.//Информ. листок N 58-94. ЦНТИ. Иваново. 1994.

15. Зубков В.П., Мошкарин Э.А. Вопросы формального описания технологии проектирования ТЭС//Депон. рукопись. ВИНИТИ, 22.09.95. N2611-B95. 23с.

16. Мошкарин Э.А., Семашко В.А. Прикладной программный пакет по проектированию многоступенчатых испарительных установок //Инфор. листок N115-95. ЦНТИ. Иваново. 1995.

17. Мошкарин Э.А. Визуализация и макетирование ТЭС с помощью машинной графики. // Информ. листок №132-93. ЦНТИ. Иваново. 1993.

18. Мошкарин Э.А. Проектирование ТЭС на основе локальной вычислительной сети. // Тезисы докл. междунар. науч.-техн. конф. "Состояние и перспективы развития электротехнологии". Иваново. 1994. С.95.