автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.06, диссертация на тему:Исследование теплообменных систем для комбинированного охлаждения сжатых газов в компрессорных установках

РГ5 ОД

На прзгах рухегтсн

ЯНВАРЕВ ИГОРЬ АНАТОЛЬЕВИЧ

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕН! !ЫХ СИСТЕМ ДЛЯ КОМБИНИРОВАННОГО ОХЛАЖДЕНИЯ СЖАТЫХ ГАЗОВ В КОМПРЕССОРНЫХ УСТАНОВКАХ

Специальность 05.04.06 - Вакуумная, компрессорная техника и гтевмосистемм

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Омск-1995

Работа выполнена в Омском государственном техническом университете.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Парфенов В.П.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кузнецов В.И.;1

кандидат технических наук Пискарев В.А.

Ведущая организация: АО" Сибкриотехника"(г.Омск)

Защита состоятся " сд " 1995 г, в 10 час на заседании

диссертационного совета Д 063.23.02. в Омском государственном техническом университете по адресу: 644050, Омск-50, Проспект Мира П.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государсгвенного технического университета

Автореферат разослан * 1955 п

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор

Е.А, Воронов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Рациональное использование материальных и топливно-энергетических ресурсов, внедрение высокоэффективных и экономичных технологий особенно важны в настоящее время.Существенные резервы здесь для самых различных производств в известной степени связаны с компрессорными установками (КУ), эксплуатация которых требует значительных расходов пресной воды и электроэнергии. При этом большая часть последней теряется в виде теплоты сжатия,отводимой системами охлаждения.

Одним из перспективных направлений на пути комплексного решения отмеченных проблем является применение комбинированных систем охлаждения <КСО) сжатых газов в КУ. Практика проектирования и эксплуатации Подобных систем свидетельствует об их больших потенциальных возможностях, заключающихся в снижении расхода соды в 5-8 и более раз, обеспечении утилизации до 90 % теплоты сжатия, снижении «а 3-4 процента энергопотребления при производстве сжатых газов в КУ.

Вместе с тем практическая реализация указанных преимуществ предполагает решение задач оптимального выбора расположения, схемы и компоновки теплообменного оборудования (ТО) в компрессорной станции (КС)' с учетом требования потребителей как сжатого газа, так и утилизируемой теплоты, вопросов обеспечения требуемого режима охлаждения.

Таким образом, решение данных задач является актуальным и имеет Важное научное и практическое значение.

Цель работы. Разработка методики исследования и оптимизации тепло-обменных систем для комбинированного охлаждения сжатых газов в компрессорных установках (ТС КУ) с учетом особенностей их расположения и обеспечения требуемых режимов охлаждения, оценка влияния основных факторов на эффективность работы КУ в целом.

Научная новизна связана с дальнейшим развитием методов исследования, моделирования и оптимизации систем комбинированного охлаждения сжатых газов в компрессорных установках и заключается в следующем:

- получены аналитические выражения и численные данные, которые позволяют оценивать влияние расположения, схемно- компоновочных решений ТС и режимов охлаждения сжатого газа на термодинамическую и эксер-гетическую эффективность КУ с учетом вменяющихся условий их 'эксплуатации и требований потребителей как сжатого газа, так и утилизируемой теплоты;

- проведена сравнительная оценка трех основных вариантов расположения теллообменного оборудования в компрессорной станции, обоснована эффективность регулирования температурных характеристик охлаждающих сред, поступающих в систему;

- разработана методика моделирования и оптимизации теплообменных систем с учетом различных вариантов их структуры и условий эксплуатации КУ;

- разработан специальный метод совместного расчета теплопередачи тсплообменных систем произвольной структуры, предложена система эквивалентных математических моделей различных элементарных теплообменных об'ектов, в том число для выделенных при классификации элементарных теплообменных систем с общим обращенном основного потока (сжатого газа), а также более экономичное описание топологии ТС КУ, на основе которого разработан оригинальный алгоритм топологического анализа;

- предложено устройство, обеспечивающее повышение эффективности ТС КУ за счег изменения температурной характеристики входного потока охлаждающего воздуха, которое защищено авторским свидетельством на изобретение.

Практическая ценность. В результате проведенных исследовании

- разработаны методика, алгоритм, а также комплекс программных средств, обеспечивающие возможность расчета и оптимизации тсплообменных систем дм комбинированного охлаждения сжатых газов п КУ с учетом особенностей их расположения, компоновки н изменяющихся эксплуатационных условии и требований;

- разработаны рекомендации по проектированию и эксплуатации ТС КУ, сформулированы требования к основным режимам охлаждения п условий их реализации;

- разработаны технические решения, реализующие комбинированное охлаждение гжатого газа в КУ с регулируемой температурной характеристикой охлаждающего воздуха на входе в ТС в процессе эксплуатации.

Достоверность полученных результатов, выводов и рекомендаций подтверждается достаточной сходимостью полученных данных экспериментального н численных исследований, применением современных методов И подходов анализа, расчета и оптимизации, промышленной проверкой эффективности применения теопообменных систем для комбинированного охлаждения сжатых газов п КУ.

Реализация гхмультатон работы. Результаты песлсдоилшй использовались во ВНИИкомпрессормишс и ЛеиПИИхпммишс при разработке тепло-обменных систем для компрессорных установок 4ММ10-100/8, 4ПМ10-120/9. Созданные программные средства и методические разработки используются в учебном процессе Омского государственного технического университета при подготовке инженеров-механиков по специальности 16.03.04. Промышленная апробация комбинированной системы охлаждения с устройством ре-, гулировання температурных характеристик, утилизирующих теплоту сжатия воздушных потоков, осуществлялась на компрессорной станции завода "Центролнт" (г.Сумы).

Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований докладывались и обсуждались на:

- I, II Минских Международных форумах по тепломассообмену (Минск 1988,'1992); II Международной конференции по автоматизации в горном деле (г.Екатеринбург, 1992); VIII Всесоюзной и IX Международной научно-технических конференциях по комнрессоростроению (г.Сумы, 1989, г.Казань, 1993); '

- республиканских и региональных конференциях ч семинарах по проблемам экологии и ресурсосбережения, повышению эффективности, моделированию и оптимизации теплоэнергетических систем и теплообменного оборудования (г.Бердянск, 1988, г.Яремча Иваио-Франковской обл., 1989, 1990, г.Черновцы, 1991); научно-технических конференциях, семинарах и заседаниях кафедр ОмГТУ (ОмПИ), ЧГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 23 работы, в том числе 3 статьи, 14 тезисов докладов международных, всесоюзных и республиканских форумов и научно-технических конференций, 6 авторских свидетельств на изобретения.

Объем и стуктура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 97 наименований и приложений. Основной текст изложен на 140 страницах машинописного тексга, содержит 12 таблиц и 56 рисунков. Общий объем диссертации 240 страниц.

Автор выражает искреннюю благодарность я признательность академику Г.Е. Каневцу за содействие, конструктивные замечания и советы, способствующие проведению исследований н завершению работы.

КРАТКОЕСОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована важность и акту&тьность проверенных исследований, изложено краткое содержание работы.

В первой главе на основе обзорного анализа работ Селезнева К.П.,Риса В.Ф., Френкеля М.И., Галеркина Ю.Б., Фотина Б.С., Пластинина П.И., Пирумо-ва И.Б., Прнлуцкого И.К., Бермана Я.А., Кабакова А.Н., Моисеева Л.Л., Парфенова В.П. оценено влияние существующих систем охлаждения на работу компрессорных установок в целом, отмечены недостатки традиционно используемых водяной и воздушной систем, связанные с большим расходом поды, нестабильностью охлаждения в процессе эксплуатации и сложностью утилизации теплоты сжатия. Рассмотрены особенности применения комбинированных систем охлаждения сжатых газов в КУ при решении проблем рационального использования и сохранения топливно-энергетических ресурсов и экологии, а также расс.могрены подходы н результаты исследований подобных систем, полученные рапсе различными авторами. В частности, показано, что наиболее перспективным является основанный на принципах системного анализа обобщенным подход комплексного исследования компрессорных установок с комбинированным охлаждением сжатого газа, предложенный в работах В.П. Парфенона (ОмГТУ). Он позволяет эффективно исследовать и проектировать комбинированные системы охлаждения сжатых газов в КУ, обеспечивая комплексное решение в общем случае таких разноплановых задач,как снижение расхода воды, расширение возможностей утилизации теплоты сжатия, снижение солеотложений и загрязнений, решение вопросов компактности, металлоемкости теплообмеиного оборудования, общее подышение его эффективности.

Однако дальнейшее развитие и реализация данного подхода требует более детального рассмотрения задач системного уровня - расположения, схемы и компоновки теплообмеиного оборудования в компрессорной станции, проблем'согласования требований потребителей как сжатого газа, так и утилизируемой теплоты сжатия, вопросов обеспечения требуемых режимов работы ТС КУ в течение года и их технической реализации. В частности, анализ способов регулирования температурных характеристик утилизирующих потоков Показал предпочтительность изменения их входных температур по сравнению с расходами, а также структурной адаптацией (рис. 1а). Для его обеспечения предложены соответствующие способ и устройство, защищенные авторским свидетельством (рис. 16). При этом анализ возможностей расположении и компоновки теплообмен ¡юг о оборудования в компрессорной сханцил позволил выделить три основных варианта их организации: в виде единого блока, располагаемого вблизи ступеней сжатия непосредственно на раме в блоке г компрессором или на нижних уровнях; в виде единого блока,

Го»

К

323 513 303 293

о.Я ,

кг/с 6

3

кВт

200

100

X С). ^ г !

V

1 ■----- ! ^

ж — '

7° / *ок / / .л,

_ _ — - Твн

1

-1

-Г •—"

253

263

273

283

293 Та, К

а>

-Ш—УТТЪ— Шй—>

ЕС 1

Л

IX Х'Х'ХХХГ?Х1Х'ХХХ *

I--—I—и--

ЮПГ1

ш

IX X XXX X ХТI

б)

В)

X' X X X X X X

Рис.1. Сравнение вариантов регулирования характеристик схлаждающего воздуха (а) и схема для его реализации зиыой (б) и летом (б) : при изменении расхода 6в (-1-, -2-, -3-); при изменении температуры 'Гвн

(

— тпн ^ ткс ,

БН 1 КС

>

расположенного рядом со стенными ограждениями внутри компрессорной станции; с организацией отдельных охлаждающих секции, расположенных вблизи компрессора и рядом со степными ограждениями внутри КС с использованием промежуточного теплоносителя.

В го же время учет этих особенностей при разработке математического описания и сю реализации на ЭВМ (особенно в случаях оптимизационных расчетов) гыязаи со значительными затратами вычислительных ресурсов. Это определяет необходимость дальнейшего развития принципов эквнвален-тированнм математических моделей, что позволило бы^ю крайней мере,на " первом лапе оптимизации быстро и корректно сузить область возможного нотка.

В тяти с эзим можно сформулировать следующие основные задачи дан-поп работы:

1 - проведение структурного анализа теплообменных систем, реализующих комбинированное охлаждение сжатого raía в КУ, создание функциональной (pacu'Tiioi о характера) классификации ТС КУ;

- разработка методики и алгоритма исследования и оптимизации ТС КУ с учетом особенностей их расположения и обеспечения требуемых режимов охлаждения, а также соответствующего комплекса программных средств;

- экспериментальные и численные исследования влияння основных структурных и режимных параметров комбинированного охлаждения на эффективность ТС и КУ в целом, разработка требований и рекомендаций по : наиболее эффективным схемам и режимам охлаждения.

Во второй главе рассмотрены вопросы разработки методики исследования ТС КУ на системном уровне. На основании классификации потоков, поступающих в системы охлахщення, уточнены и детализнрованны варианты назначений последних. С учетом "компрессорных" особенностей проведен структурный анализ исследуемых ТС КУ, составлены соответствующие классификации ТС по конструктивной сложности и топологии. С использованием последних разработаны общая структурная иерархия объекта и обобщенная расчетная схема КУ с ТС, выполненных в виде единого блока и с . использованием промежуточного теплоносителя (рис. 2). Полученные классификации были положены в основу математического описания ТС КУ. включающего предложенный в работе метод совместного расчета теплопередачи ТС КУ, обеспечивающий большую универсальность при исследовании теплообменных систем за счет выделения их основных элементарных схем,« том Числе схем, обеспечивающих утилизацию теплоты

Тпн,, ТпН|П1

Тнпм, Тш!м

-О

Тон.

1

И

Ток 1

Тшс,, Твк )п, ^^ ^ф^ТвКу, Тпкмпи

Токь

В,

"П

а)

Ом,„ Вц йя п Вм-пц+1 --1Г*-0№м Гош.

Вми

! К« МП ^ 1С, "Р-У.-'.

[Ж

ЧП'ш,

ТА1 и

Гг

В,М) Ойпц

; |Есг2 |ЕСТм

_ ТА1 "1 та' М1 ТА Маи

'Рш

О?

О?

ли

Вя-цц

ИМ]

п

О"

ТА,

РЛ

Рис. 2. Обобщенные технологическая (а) и расчетная (б) схемы КУ с ТС (СТ - ступень сжатия, ТА - теплообменпый аппарат, Р - распределитель, П • приемник. I- - поток лупппига. Я - поток рецикла. О - обращенный поток, В - внешним поток, н.п - направляемые и поступающие ноюки )

сжатия путем подогрева сжатого газа, направляемого к потребителю (с обращением основного потока). Реализация данного метода связана со значительно меньшими, по сравнению с последонательным. затратами вычислительных pecjpcoB н базируется на соответствующем структурном анализе, а также па впервые полученных в настоящей работе аналитических выражениях для определения конечных температур тепдообменивающнхея сред OCHOJ-.HUX элементарных схем ТС при комбинированном охлаждении сжатого гспн е. КУ. Продто/ксна (формулировка и получено аналитическое выражение и,пя показателя термодинамической эффективности ТС КУ однониточнои структуры £ тс.

С. тс Л'¡С п - \т''<' г■ ,. Л У ГС i

ймлх ^о'Ь-ЛТмл.ч С0£-0 ; АГ,

1С , МАХ

где • (2Пах ' фактическое и максимально возможное количество теплоты, отводимое от сжатого газа в ТС, ~Р)к1Ю0с0 . число единиц переноса теплоты по отдающей среде для .¡-го теплообменника, Рк поверхность теплообмена и коэффициент теплопередачи для з-го теплообменника, 0о. г0- массовый расход л теплоемкость сжатого газа, ^ ~ ^осо'6п)сщ * функция водяных эквивалентов.)-го ТА, А 7} ~Т0„, - ТОУ]. :

н

N (i-A,

(^Bll j-i ~ 7]¡Hy),

AJ .

где

* , (0, если Л, <1

Тшч,-А',,=|]( ео1и^>1

На основании данного показателя разработана система эквивалентных математических моделей различных элементарных теплообменных систем, в том числе с общим обращением основного потока, которая применительно к теплообменному оборудованию компрессорных установок дополняет известную систему моделей, предложенную в работах академика Кансвца Г.Е.

В общем случае, учитывая А1 < I для функции тепловой эффективности

ТС с Одной йз элементарных схем (Р • перекрестная. Ь - с общим луиниш ом. И - « общим рециклом, О - с общим обращением основною потока;, можно записать:

Т -Т л , V _ 'он п чж к _ V

ф\' _ '011)1 Ч)К* п, к гг __ у

'ОН и МШг

Том „ — Тпп : ^

Е'ОНл 'ИИ; „ о Т _Г ^

где п,к - номера начального и конечного теплообменника в ГС с элементарной схемой, г - номер ТА, для которого ТШ1г= ^вну),

= /(РЦ,11]к, Л,',0\, '¡'ГС) - функция тепловой эффективности эквивхчен-тируемон ТС с одной из элементарных схем, приведенная к ^му теплообменнику, ТТС={Р, Ь, Я, 0} - тип элементарной ТС,

для \

ДЛЯ }= 2.Ы-1

для ¡ =

для )= N

р<>

I V'-„а | К'« + /?!,).

^О^^ши^-

Ф,- - функция тепловой эффективности} - го ТА.

В рамках структурного анализа предложено более эффективное описание топологических свойств ТС КУ при помощи свернутой структуры смежности .4(1)1 ={./'„...,Л,...

где X - "> 3 и бV, и* V : Э и) еЕ°, для у=1,Ы

}, = 0, если V иеУ, иФ\>3 (V-)-«) е£\ у, = п\ если 3 и! е К, IV* у : 3 (ун) е Е°, для у=ы+1 уу = 0, если V и' еК, 3 (у-* и?) е Е". С учетом особенностей предложенных описаний разработан обобщенный алгоритм топологического анализа, включающий выделение сильносвяз-Мых компонент и последовательностей элементов, образующих элементарные схемы ТС. Обоснован порядок проведения последовательного расчета ТС КУ, определены требования «параметры основных режимов охлаждения.

Третья глава посвящена описанию экспериментального и численного исследований. а также результатам промышленной апробации, основными задачами которых являлись: разработка экспериментального стенда, соответствующего программного обеспечения, проведение численных экспериментов с целью проверки адекватности предложенных математических моделей и исследование влияния различных параметров и факторов на эффективность системы охлаждения и работу КУ в целом.

Экспериментальные исследования теплообменных систем для комбинированного охлаждения сжатого газа осуществлялись на специальном стенде с трсхсскционным тсплообменным блоком, состоящим из теплообменников на базе пластинчато-ребристой поверхности. В качестве ступени сжатия использовался компрессор СО-7Б.

Разработанное математическое описание ТС КУ, реализованное в виде соответствующих алгоритмов и программ, было использрваио при проведении численных экспериментов на ПЭВМ типа IBM PC.

В результате проведенных исследований установлено следующее:

- достаточная близость полученных данных численных и лабораторных экспериментов, что в соответствии с методикой, основанной при малой выборке на использовании критерия' Фишера, свидетельствует об адекватности применяемых моделей и методов теплового расчета теплообменного оборудования ТС КУ;

- возможность эффективного охлаждения сжатого газа после промежуточной и концевой ступеней сжатия КУ на протяжении всего периода эксплуатации при различных требованиях потребителей утилизируемой теплоты сжатия; t

- эффективность технологического регулирования температурного уровня утилизирующего воздушного потока при помощи повышения его начальной температуры за счет использования на входе в систему охлаждения кроме атмосферного частично воздуха из компрессорной станции или с выхода ТС, эффективность предложенного с этой целью устройства регулирования;

- возможность при заданной температуре утилизирующего воздушного потока уменьшения расхода охлаждающей воды для ряда температурных уровней эксплуатации КУ и, следовательно, повышения ее экономичности;

- необходимость рассмотрения задачи выбора наиболее эффективного варианта расположения КУ с ТС в компрессорной станции в общем случае с учетом наилучших технологической схемы, оборудования и условий его работы.

В четвертой главе разработана методика и рассмотрены примеры решения задачи оптимизации теплообменных систем для комбинированного охлаждения сжатого газа о КУ с учетом различного их расположения в компрессорной станции, технологической схемы и режимов охлаждения.

Математическая формулировка общей задачи оптимизации ТС КУ может быть записана в следующем виде:

прп ограничениях

О^У.Х.Р.Р&К.Т.&В)* О |1=1,Н,

где и={Х,Р,Г,3,К,Т,К} - управляющие (оптимизируемые) параметры; X -вектор параметров,поступающих в ТС КУ потоков; У - вектор параметров выходных потоков; Р - совокупность процессов, реализующих многоцелевое комбинированное охлаждение сжатых газов в КУ; Р - совокупность применяемого оборудования; 5={0,С> - структура ТС КУ, отражающая расположение оборудования О и его технологическую схему б; К,ТД - конструктивные, технологические н режимные параметры используемого ооорудо-вания; В- параметры окружающей среды и условий эксплуатации.

С учетом предложенной Парфеновым В.П. в рамках обобщенного подхода к комплексной оптимизации КСО КУ иерархии разработана более детальная структура оптимизационных задач на системном уровне: к {н )..1 = 1,3; 3(111 ¡,3(,У)}. -для ТС КУ с использованием произвольных

геплообмеиных аппаратов и элементов; - Зл к э н |,) = 1,3; 3, ,„ ,}, - для ТС КУ с использованием унифицированных ТЭ; - 31 к г»{з,ш = -для ТС КУ на базе унифицированных ТЭ и ТА, (к=1,7), где З^',1- задача оптимизации по определению наиболее эффективного расположения ТО в КС; выбор оптимальной технологической схемы охлаждения; задача опти-

мизации режима охлаждения.

В качестве критериев эффективности ТС КУ были использованы пока-

С УТ

)атель эксергетической производительности КУ £ ку, включающий дополнительную эксерШю. получаемую за спет утилизации, эксергетическиЯ к.п.д. ут

Пс > а также термоэкономическнй критерий зтс ку, выступающий в роли глобального.

Тогда целевые функции для выделенных на системном уровне задач 3 цц, ¡=1,3 могут быть записаны в следующем виде:

т

1=1

где НН{С, А с1) Ц}, С- - список используемого й ТС КУ оборудования, вектор начальных температур, поступающих в систему эхлаждаюших (утилизирующих) потоков.

Приведена структура решения общей задачи оптимизации ТС ¡О', в которой для снижения количества исследуемых вариантов на системном уровне предусматривается учет заданных назначений, условий эксплуатации и параметров верхних уровней, а также использование впервые сформированного в настоящей работе набора эвристических правил, связанных с обеспечением наиболее термодинамически эффективной технологической схемы ТС.

По результатам проведенных оптимизационных расчетов на примерах ТС КУ с различной структурой и условиями эксплуатации

- установлены оптимальные режимы регулирования для систем охлаждения с утилизацией теплоты сжатия при помощи воздушного и газового потоков, сделан вывод о возможности их определения независимо от расположения и вида технологической схемы ТС КУ без разделения потоков, направляемых потребителю на отдельные составляющие;

- подтверждена справедливость предложенных эвристических правил формирования технологической схемы, совокупность которых может быть использована либо о рамках алгоритма поиска оптимальной области, существенно уменьшающего число необходимых исследовании, либо в виде рекомендаций при разработке и проектировании ТС КУ;

- определено доминирующее влияние на термоэкономичеыше и эксер-гетические показатели эффективности КУ с ТС (при соблюдении предъявляемых требований и о граничений) глубины охлаждения сжатого газа в промежуточных ТС н расхода охлаждающей воды;

- оценено влияние на термоэкономические и эксергетические показатели ТС КУ исследуемых расположений и компоновок (рис. 3), наиболее предпочтительными среди которых для рассмотренных случаев являются варианты исполнения ТС в виде единого блока.

В приложении приведено описание разработанного комплекса программных средств.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, на основе проведенных исследований можно сделать следующие выводы.

1. Разработана методика исследования и оптимизаций теплообменных систем для комбинированного охлаждения сжатых газов в компрессорных установках с учетом различных вариантов их схем и расположения в КС и условий эксплуатации.

э-го*

_рув кйг-ч

2.В5

2.8

гЛэ

Та-? } V,

7\ ■ »в-;

—=>ч N Ч; ! Оаг! Ш

N гак.

\ , ?а-243К 1 "

3-10'

ч

%

70 69 68

Та-2 15к"

53К

гт.

'^зае. цак.

293 303 313 323 333 тЦ&К а)

%

70 6Э 63

у 1

/

/ / -г \\

;бзк, №

/ -_1а- ЛЗКУ > 1 \ V

293 303 3X3 323 333 В)

293 303 313 323 333 Т$?„К б)

Рис.З, Результаты оптимизации режимов охлаждения сжатого газа а ТС при расположении вблизи компрессора (а), у пристеночных ограждений КС (б), с промежуточным теплоносителем (а):——без отключения воды; ~ — - с отключением воды

2. Проведена функциональная классификация возможных вариантов не тсдуемых ТС КУ с учетом особенностей их структуры, требований потребителей сжатого газа и утилизируемой теплоты сжатия, а также условий эксплуатации. На основании этой классификации определен состав исследуемых теплообменник объектов, получены общая структурная иерархия и обобщенная расчетная схема ТС КУ.

3. Разработано математическое и программное обеспечение (применительно к ПЭВМ типа ШМ РС) для расчета п оптимизации исследуемых ТС КУ, основанное на

- специальном методе совместного расчета теплопередачи теплообмеи-ной системы произвольной структуры, охватываемой обобщенной расчетной схемой;

- системе эквивалентных математических моделей различных элементарных теплообменных систем, в том числе с общим обращением основного потока (сжатого газа);

- более эффективном описании топологии теплообменных систем для комбинированного охлаждения сжатых газов в КУ при помощи свернутой структуры смежности, на основе которой разработан оригинальный алгоритм топологического анализа;

- методике оптимизации на системном уровне теплообменных систем для комбинированного охлаждения сжатых газов в КУ с учетом особенностей их структуры и изменяющихся условий эусплуатацнн.

4. Результаты проиеденных экспериментальных и численных исследований, а также оптимизационных расчетов позволили определить

- эффективность предложенного в работе устройства технологического регулирования температурного уровня утилизирующего потока, . при использовании которого обеспечивается необходимое охлаждение потоков сжатого газа поспе промежуточной н концевой ступеней сжатия на протяжении всего периода 'эксплуатации КУ для различных требований потребителей утилизируемой теплоты;

- оптимальные режимы регулирования для систем охлаждения с утилизацией теплоты сжатия при помощи воздушного и газового потоков, независимость их от расположения н схемы ТС КУ для ТС без разделения на отдельные составляющие потоков, направляемых потребителю ;

- доминирующее влияние на термоэхономические и эксергетические показатели эффективности КУ с ТС (при соблюдении предъявляемых требова-

ний и ограничений) глубины охлаждения сжатого raia в промежуточных ТС и расхода охлаждающей воды;

- наиболее предпочтительные варианты расположения и компоновки тепло-обменной системы для многоцелевого комбинированного охлаждения сжатых газов о КУ, исполненной в виде единого блока.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ '

1. Исследование теплообменных систем с различными сочетаниями охлаждающих сред / В.П.Парфенов, П. А. Мшн.штейн, В.А. Мышенко, И.Д. Январей // Тез. докл. Минского Междунар. форума по тепломас-сообмену. Секция N10 "Тепломассообмен в энергетических установках",- Минск, 1988. -C.I01-I02.

2. Парфенов И.П., Январей И.А. Численное моделирование процессов теплообмена в каналах комбинированных теплообменников // Доклады 2-го Минского Междунар. форума по тепломассообмену. Секция N9 "Вычислительный эксперимент в задачах тепломассообмена и теплопередачи". 4.1. • Минск, 1992. -С. 143-151.

3. Комплексный подход к автоматизации процесса прекгнровяниа тепло-обменного оборудования комгрессорных установок горных предприятий /

B.П. Парфенов, А.Н. Кабаков, И.А, Январев, В.Г. Громыхали« II Тез. докл. II Междунар. конф. по автоматизации в горном деле - Екатеринбург, (992. С. 20-21.

4. Расчет теплообменных систем на базе пластинчато-ребристых теплообменников. / В.П. Парфенов, И.А. Январев, П.А. Мильштейн, В.А. Мышенко // Повышение эффективности холодильных и компрессорных машин. -ЧЭмск: Изд. ОмНН, 1988. - С. 87-92.

5. Парфенов В.П., Январев И.А. Оптимизация теплообменных систем на базе пластинчато-ребристых теплообменников I/ Теплообмен в энергетических установках и повышение эффективности их работы. Воронеж: ВПИ, 1988. •

C,108-114.

6. Парфенов В.П., Январев И.А. Метод и алгоритм оптимизации тепло-обменных систем для компрессоров общего назначения / Омск, политехи, ин-т.

- Омск, 1989. -13 с. - Деп. в ИИНТИхнмИефтемаш, N 1962.

7. Парфенов В.П., Мильштейн П.А., Мышенко В.А., Январев И.А. Разработка и исследование теплообменных систем для компрессорных установок общего назначения II Тез. докл. 8 Всесоюз. науч.-техн. конф. по ком-лрессоростроеншо. - Сумы: ЦИНТИхимнефтемаш, 1989. - С. 176-177.

8. Парфенов В.П., Январев И.А. Математическое моделирование и он .шнзация теплообмениых систем для охлаждения сжатого газа и утилизации теплоты сжатия в компрессорных установках Ц Тез. докл. респ. науч.-техн. конф. "Проблемы экологии И р есур cot С ср сжсния "ч - Черновцы, 1990.-С. 18-19.

9. Результаты исследования комбинированных систем охлаждений компрессорных установок / В.П. Парфенов, il.А. Мильштейн, U.A. Мышенко, И.А. Январев И Тез. дохл. 9 Всесоюз. науч.-техн. конф. по компрессоро-строению, Казань, 1993. - С. 96.

10. Парфенов В.П., Январев И.А. Решение вопросов ресурсосбережения при производстве сжатых газов в компрессорных установках /?Тез. докл. XXX науч.-техн. конф. профессорско-преподавательского состава, научных работников и аспирантов. "Ресурсосберегающие технологии. Проблемы высшего образования." Кн.1 - Омск, 1994.-С. 120.

И. Парфенов В.П., Январе» И.А. Создание типоразмерпых рядов газоохладителей для комбинированного охлаждения сжатого газа в компрессорных установках II Tes. докл. X Всесоюз. науч.-техн. конф. по компрессорной технике. Казань, 1995. - С. 23-24.

12. A.c. 1430591 СССР, МКИ F 04 В 39/06. Блок охлаждения компрессорной установки I В.П. Парфенов, И.А. Январев, П.А. Мильштейн, В.А. Мышенко И Открытия. Изобретения. -1988. - N 38.

13. A.c. 1495622 СССР, МКИ F28 Д 9/00. Способ работы секционного теплообменника / В.П. Парфенов, И.А. Январев, П.А. Мильштейн, В.А. Мышенко // Открытия. HsoöpeteHtm. -1989. • N 2'