автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Разработка и исследование динамических моделей пылесистем прямого вдувания для автоматизации тепловых электростанций

У // На правах рукописи

Ои^4---

0 6 АВГ 2009

ТВЕРСКОЙ Дмитрий Юрьевич

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПЫЛЕСИСТЕМ ПРЯМОГО ВДУВАНИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново - 2009

003475124

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И.Ленина" (ИГЭУ).

Научный руководитель

доктор технических наук, доцент Таламанов Сергей Александрович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Аракелян Эдик Койрунович доктор технических наук, профессор Староверов Борис Александрович

Ведущая организация

Филиал ОАО «Инженерный центр ЕЭС» - Фирма ОРГРЭС, г.Москва

Защита состоится * 18 " сентября 2009 г. в 1100 часов на заседании диссертационного совета Д 212.064.02 при ИГЭУ по адресу: г.Иваново, ул. Рабфаковская, 34, ауд. Б-237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГЭУ, автореферат размещен на сайте www.ispu.ru.

Автореферат разослан " 3 " О? 2009 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В долгосрочной перспективе развитие тепловой энергетики России связано с существенным увеличением доли угля в структуре потребляемого ТЭС органического топлива. Это требует решения комплекса задач, направленных на обеспечение эффективной работы большого числа действующих и строящихся пыле-угольных энергоблоков, оснащаемых АСУТП на базе программно-технических комплексов (ПТК) сетевой организации.

Мощный вычислительный ресурс ПТК позволяет реализовать в составе АСУТП сложные задачи технического диагностирования и управления и, таким образом, вскрыть резервы в повышении надежности оборудования и его технико-экономической эффективности. Однако на пути решения новых задач имеют место разного рода проблемы и трудности. Одна из них связана с формированием необходимой информации о состоянии объекта управления, а другая - с обоснованностью используемых математических моделей технологических объектов управления (ТОУ).

На решение проблемы построения математических моделей ТОУ направлены усилия многих ученых и специалистов, что связано с задачами совершенствования режимов работы оборудования ТЭС и рисками экспериментальных исследований, активным развитием энергетического тренажеростроения и многофункциональных полигонов, развитием методов прямого применения математических моделей в составе АСУТП. Для котельных установок ТЭС с пылесистемами прямого вдувания задача построения динамической модели до сих пор оставалась нерешенной, а попытки интеграции имитационной модели в состав АСУТП и соответствующих полигонов отсутствовали. Объясняется это тем, что физика формирования топливовоздушных потоков в системах пылеприготовления отличается сложностью математического описания мельничных процессов и недоступностью для непосредственного контроля многих технологических параметров.

Таким образом, задача теоретического обоснования управляемых координат рассматриваемого класса объектов, развитие методов построения и разработка нелинейных динамических моделей пылеси-стем прямого вдувания для совершенствования АСУТП котельных установок ТЭС и многофункциональных полигонов (тренажерных комплексов) является актуальной.

Работа выполнялась на кафедре систем управления в соответствии с планами ИГЭУ при поддержке следующих грантов Министерства образования и науки РФ и Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ):

- «Создание комплекса имитационных макромоделей пылесистем по схеме прямого вдувания котлов ТЭС для решения задач управления и диагностирования». Проект Т00-1.2-3174 конкурса 2000 г. по фундаментальным исследованиям в области технических наук.

- «Исследование способов реализации имитационных моделей непрерывных технологических объектов в составе АСУТП на базе программно-технических комплексов сетевой организации». Проект Т02-03.2-2281 конкурса 2002 г. по фундаментальным исследованиям в области технических наук.

- «Развитие методов феноменологической термодинамики для построения высокоточных нелинейных динамических моделей технологических объектов управления с аккумуляцией топлива в каналах формирования потоков топливовоздушных смесей». Проект № 07-0800360 конкурса РФФИ 2007-2008 г. г.

Целью диссертационной работы является совершенствование АСУТП котельных установок ТЭС на основе развития методов построения, разработки и применения нелинейных динамических моделей пылесистем прямого вдувания.

В соответствии с поставленной целью в работе решены следующие задачи:

- сформулированы требования к построению динамических моделей для совершенствования систем управления пылесистем прямого вдувания котлов;

- разработана методика и выполнен обобщенный термодинамический анализ пылесистем прямого вдувания котлов как сложных переопределенных технологических объектов управления;

- разработаны основы построения математических моделей каналов формирования потоков топливовоздушных смесей в топки котлов с пылесистемами прямого вдувания и нелинейная динамическая модель лылесистемы с молотковыми мельницами;

- выполнено исследование разработанных математических моделей средствами имитационного моделирования и показаны примеры практической реализации имитационных моделей в среде ПТК АСУТП;

- проведено сравнение полученных результатов с экспериментальными данными ретроспективных исследований по идентификации теплоэнергетического оборудования;

- выполнено исследование вариантов алгоритмов (схем) автоматического управления пылеподачей в пылесистемах прямого вдувания.

Методы исследования. В работе используются методы теории автоматического управления, феноменологической термодинамики необратимых процессов, имитационного моделирования динамических систем и вычислительного эксперимента.

Научная новизна

1. Впервые для разработки математической модели пылесистемы прямого вдувания применена методика обобщенного термодинамического анализа и определены математические выражения обобщенных термодинамических потенциалов и обобщенных термодинамических координат (на примере пылесистем с молотковыми мельницами).

2. Разработаны теоретические основы нелинейной динамической модели пылесистем прямого вдувания котлов в виде системы дифференциальных уравнений с распределенными и сосредоточенными параметрами на основе развития методов феноменологической термодинамики и использования результатов обобщенного термодинамического анализа мельничной системы.

3. Выполнено сравнение вариантов АСР пылеподачи в пылеси-стемах прямого вдувания с молотковыми мельницами и установлено, что применение АСР с использованием в качестве основного комплектованного сигнала новой термодинамической координаты обеспечивает существенно лучшие показатели качества автоматического регулирования по сравнению с известными техническими решениями.

4. Показано, что известные динамические модели рассматриваемого класса объектов теоретически обоснованы линейными приближениями разработанной модели на уровне уравнений материального баланса и сохранения количества движения.

Практическая значимость результатов

1. Основные теоретические результаты нашли применение при создании моделей пылесистем прямого вдувания энергетических котлов, доведены до уровня полигонных версий АСУТП и используются в учебно-научном процессе ИГЭУ при подготовке инженеров по специальности 220201.65 "Управление и информатика в технических системах", а также при переподготовке специалистов энергетических предприятий.

2. Создан фонд (база данных) экспериментальных динамических характеристик котлов. Фонд использован для оценки адекватности разработанной математической модели и может применяться при верификации тренажерных комплексов различного назначения.

В целом полученные результаты ориентированы на использование инженерами и научными работниками при решении широкого круга задач анализа и синтеза систем управления ТОУ ТЭС.

Автор защищает:

- методику обобщенного термодинамического анализа пылепри-готовительного оборудования и результаты формирования комплекса управляемых параметров пылесистем прямого вдувания;

- нелинейную динамическую модель пылесистем прямого вдувания котлов и результаты ее исследования для пылесистем с молотковыми мельницами.

Личное участие автора состоит также в разработке фонда экспериментальных динамических характеристик котлов, сборе, анализе и подготовке его содержательной части.

Обоснованность и достоверность научных положений и методик обеспечивается применением апробированных методов математического моделирования, а также путем сопоставления результатов вычислительных экспериментов и полигонных испытаний с известными результатами промышленных экспериментов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Международных конференциях "Состояние и перспективы развития электротехнологии" (Бенардосовские чтения; Иваново, ИГЭУ, 1997, 2005 гг.), Научно-технической конференции "Управление в технических системах" (Ковров, 1998), Всероссийской конференции "Управление и информационные технологии" (Санкт-Петербург, ЛЭТИ - 2006, 2008), Международной конференции «Теория и практика построения и функционирования АСУТГ1 (СОМ-ТЯСИ-2008)» (Москва, МЭИ (ТУ)-2008), научно-технических семинарах кафедры СУ ИГЭУ (1997-2008).

Список публикаций. Основные положения диссертации опубликованы в 14 работах, в том числе в 3-х статьях по списку ВАК, депонированной ВИНИТИ рукописи, материалах 6 докладов на конференции и статьи в электронном издании. В ходе исследований получены патент РФ и свидетельство о государственной регистрации БД.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 113 наименований и 5 приложений. Материал диссертации изложен на 184 стр., в том числе 156 стр. основного текста.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность решаемой задачи и дается общая характеристика работы.

В первой главе выполнен анализ ключевых факторов, влияющих на эффективность современных АСУТП энергоблоков, определены требования к построению динамических моделей пылесистем прямого вдувания котлов, поставлена задача развития феноменологического

подхода для построения динамической модели пылесистем прямого вдувания котлов ТЭС.

Среди множества факторов, которые влияют на эффективность работы энергоблоков, фактор несовершенства технологии создания АСУТП на базе ПТК сетевой иерархической струюуры представляется определяющим. Необходимость совершенствования технологии АСУТП требует разработки соответствующих полигонов, оснащаемых всережимными математическими моделями технологического оборудования. Создаваемые полигоны имеют многоцелевое назначение. Одна из основных задача таких установок заключается в разработке и освоении сложных функций АСУТП путем создания полигонных условий для их отработки. Вместе с этим, полигоны АСУТП хорошо себя зарекомендовали в качестве многофункциональных учебно-тренажерных комплексов. При этом эффективность конечных результатов напрямую связана с уровнем обоснованности используемых математических моделей управляемого тепломеханического оборудования (ТМО).

Известные математические описания динамических свойств систем пылеприготовления по схеме прямого вдувания наиболее полно представлены в работах П. Профоса, а обширные результаты экспериментальных исследований приведены в работах ВТИ и ИГЭУ (ИЭИ). При этом теоретически обоснованные методы, которые позволяли бы выполнить построение всережимных динамических моделей рассматриваемого класса объектов, до сих пор отсутствовали.

Объясняется это сложностью математического описания физических процессов подготовки топливовоздушных смесей в мельничных системах, невозможностью непосредственного контроля основных технологических координат и др. Поэтому к разрабатываемым математическим моделям должны быть предъявлены следующие требования:

- исходные системы уравнений должны позволять создавать все-режимные (нелинейные) динамические модели;

- математическая модель должна быть перспективной для решения широкого класса задач {управления, диагностики, построения тренажеров, при анализе конструктивно-технологических решений и др.);

- структура модели должна быть открытой, т.е. технология ее построения должна предусматривать возможность простых переходов от упрощенных структур к более полным;

- математическая модель должна иметь меру адекватности;

- математическая модель должна быть реализуема инструментальными средствами имитационного моделирования в составе программно-технических комплексов АСУТП.

Решение проблемы построения динамических моделей предложено искать на пути развития методов феноменологической термодинамики. Основы методологии термодинамического подхода к задачам управления и анализу сложных систем создавались в работах В.П. Бурдакова, А.И. Вейника, К.П. Гурова, Ю.И.Данилова, Б.Н. Петрова, Л.И. Розоноэра, Г.М. Уланова и других ученых. Термодинамический подход использован при определении динамических свойств оборудования ТЭС в работах Е.П. Серова и Б.П. Королькова, В.М. Рущинского, A.C. Рубашкина и др.

В настоящей работе поставлена задача применения и развития феноменологического подхода для построения динамической модели пылесистем прямого вдувания котлов ТЭС. При этом математическая модель должна обеспечить определение изменений во времени всех физических переменных топливоприготовительной установки, которые предполагаются непрерывными по координатам и времени.

"ВЫХОД" Топливовоздушная смесь В2, Gc, Рг, Тс

Б - ЗОНА СЕПАРАЦИИ МЕЛЬНИЧНОГО ПРОДУКТА И ФОРМИРОВАНИЯ ПОТОКА ГОТОВОЙ

пыли

Горячий воздух

К другим мельницам

а)

В,, р4

Возврат

G,, tv, Pv . Сушильно-вентнпирующий агент

Вз, вс, Рз.Тс Мельничный продукт

А - ЗОНА РАЗМОЛА СЫРОГО ТОПЛИВА И ФОРМИРОВАНИЯ ПОТОКА МЕЛЬНИЧНОГО ПРОДУКТА

В,, р, Сырое

ТОПЛИВО

"ВХОД" б)

Рис.1. Принципиальная схема пылесистем прямого вдувания котлов ТЭС (а) и обобщенная схема движения потоков массы рабочего тела и сушильно-вентилирующего агента (б)

Обозначено:

1 - бункер сырого угля; 2 - питатель сырого угля с электроприводом; 3 - электропривод мельницы; 4 - мельница; 5 - сепаратор; 6 - канал подачи готового топлива в горелки; 7 - горелка; 8 - топка котла; 9, 10 - регулирующие органы подачи первичного и вторичного воздуха.

81 - расход сырого топлива на входе в мельничную систему, кг/с; р, - плотность сырого топлива (насыпная), кг/с; в, - расход горячего воздуха (поток сушильно-вентилирующего агента на входе в установку), м3/с; ру - плотность горячего воздуха, кг/м3; - температура горячего воздуха, °С; 82 - расход готовой пыли за сепаратором, кг/с; рг - плотность потока готовой топливовоздушной смеси, кг/м3; вс - расход отработанного сушильного агента, м /с; Вэ -расход мельничного продукта, кг/с; рз - плотность потока мельничного продукта, кг/м ; В< -расход возврата мельничного продукта из зоны сепарации в камеру размола, кг/с; р< - плотность потока возврата, кг/м3; Тс- температура топливовоздушной смеси.

Вторая глава посвящена разработке методики обобщенного термодинамического анализа систем пылеприготовления и обоснованного определения управляемых координат объекта.

Различие энергетических углей в отношении реакционной способности, зольности, влажности, абразивности приводит к необходимости применения различных технологических схем пылесистем и способов подготовки топлива к сжиганию в толках котлов.

Анализ технологических особенностей принципиальных схем индивидуальных замкнутых пылесистем прямого вдувания (рис. 1а) позволяет представить движение потоков массы рабочего тела и су-шильно-вентилирующего агента в виде потоковой структуры модели, которая сохраняет свои функциональные связи вне зависимости от типа мельничной установки и вида топлива, т.е. является обобщенной (рис. 16).

Методика обобщенного термодинамического анализа системы сводится к следующему. Одной группе переменных, характеризующих установку как термодинамическую систему, приписан содержательный смысл обобщенного потенциала Х„ а другой группе переменных -смысл обобщенных термодинамических координат х,. При этом должно иметь смысл элементарной работы с/Д = .

Рассмотрены следующие виды работ, совершаемых в системе пылеприготовления: работа перемещения потока мельничного продукта в пространстве мельничной системы; работа перемещения потока готовой пыли; работа по преодолению сопротивления установки; работа по преодолению гравитационных сил; технические работы, определяемые работой ротора мельницы, и тепловая работа в системе. В результате определены математические выражения обобщенных термодинамических потенциалов и координат систем пылеприготовления (табл.).

Первая группа потенциалов (п.п.1-4 табл.) определяется работой, связанной с перемещением в замкнутом пространстве системы "мельница-сепаратор" потоков мельничного продукта, готового топлива, работой аэродинамических и гравитационных сил, и характеризуется отношением общего объема мельничной системы к сечению ротора. Вторая группа потенциалов (п.п.5-6табл.) определяется работой вращения ротора мельницы и процессом дисперсионного превращения в камере размола. Третья группа потенциалов (п.7 табл.) определяется термической работой и характеризует сушильную производительность мельничной системы, которая связана со свойствами топлива и, соответственно, температурой топливовоздушного потока за сепаратором. Обобщенными потенциалами являются расчетно-конструктивные показатели системы "мельница-сепаратор", что логично согласуется с

опытом конструирования типажного ряда топливоприготовительного оборудования. Обобщенными координатами служат режимные параметры пылесистемы: количество топлива, циркулирующего в системе "мельница-сепаратор", гидродинамический перепад давлений на установке и сложные (комплексированные) параметры (п.п.1,2,6).

Сводная таблица обобщенных термодинамических потенциалов и координат системы пылеприготовления

№ Вид работы Обозн. Потенциал Координата Примечание

п/п А, X, разм. Х| Разм.

1 Работа перемещения потока мельничного продукта А, 1 V 2 10 м мс2 Н Б3 = ^ 3 V

2 Работа перемещения потока готового топлива а2 1 V 2 Ю м в2вс ю Н

3 Работа аэродинамических сил Аз а) V б Ш м3 м р РЮ Па Н а,б - варианты представления

4 Работа гравитационных сил Ач V - м Мд Н

л,2 Мх кг

5 Работа вращения ротора А5 6)1^ 2? в,02"2"? а м м в, Н Н а,б,в- варианты представления

в Работа дисперсионного превраще- А* 2 g л,2 с2 м 6С кг Н а,б - варианты представления

ния в камере размола А'» б 2 Я м2 с2 м М в кг Н а,б - варианты представления

7 Термическая работа А„ Т к СтМ Дж/К

Таким образом, эти показатели, сформированные в виде соответствующих сигналов-параметров и/или сигналов-комплексов, могут служить теоретическим обоснованием параметров переопределенного объекта рассматриваемого класса и их комплексирования (как способа "косвенного" измерения неконтролируемых технологических параметров).

В третьей главе выполнено развитие теоретических основ построения математических моделей каналов формирования потоков топливовоздушных смесей в топки котлов на примере разработки нелинейной динамической модели пылесистем прямого вдувания с молотковыми мельницами.

В работе принят следующий общий методологический подход построения уравнений динамических процессов. Во-первых, ввиду сложности уравнений законов сохранения, записанных в общем виде, производится переход к одномерной модели объекта с распределенными параметрами. При этом уравнение материального баланса принимает вид:

где--характеризует аэродинамическое сопротивление элементарен

нога объема вдоль координаты т, Р - внешняя сила, которая для замкнутого объема пылесистемы определяется ускорением д свободного падения; поток готового продукта - индекс 2; поток мельничного продукта - индекс 3.

Во-вторых, полагается, что на физические переменные накладываются расчетно-конструкторские ограничения, при выполнении которых мельница и установка в целом могут работать устойчиво сколь угодно долгое время. Полагаем также, что распределение пыли внутри объема мельницы и в потоке мельничного продукта неравномерное (неизвестное). Однако, учитывая, что угольная пыль хорошо транспортируется потоком сушильно-вентилирующего агента, а пылевоз-душная смесь образует подвижную эмульсию, для устойчивого массо-потока принимается, что характеристики потока (концентрация, скорость движения, температура) однозначно определяют его состояние. При этом сушка топлива заканчивается в объеме мельницы, а хими-

(1)

а уравнение сохранения количества движения:

(2)

ческие реакции между компонентами пылевоздушной смеси отсутствуют.

В-третьих, скорость центра масс «элементарного объема» для всех компонентов многофракционного пылепотока топливовоздушной смеси в системе пылеприготовления определяется некоторой относительной скоростью отработанного сушильного агента в продольном сечении ротора мельницы при допущении, что расход сушильно-вентилирующего агента по пространственным координатам не изменяется.

Далее, все уравнения математической модели составляются для выделенного «элементарного объема» системы пылеприготовления где I, О - длина и диаметр ротора мельницы - характеризуют сечение канала; г - пространственная координата. В частности, считается, что разница между "притоком" и "стоком" вещества идет на изменение массы рабочего тела в «элементарном объеме».

Принятый подход позволяет сохранить достаточную строгость изложения при переходе к модели с сосредоточенными параметрами. Для этого производные по пространственной координате г заменяются отношением разности значений функций между «входом» и «выходом» к эквивалентной длине канала. В этом случае принимается допущение, что параметры в системе постоянны не только по сечению канала, но и по его длине на конечном участке.

В результате на основе (1) и (2) получим уравнение, характеризующее изменение расхода сушильно-вентилирующего агента в установке:

—----с--£-+/_Од. (3)

В2 дг 10 дг '

С учетом подстановки эмпирических выражений для определения гидравлического сопротивления молотковых мельниц (уравнения состояния) на основе (3) получим следующее дифференциальное уравнение модели с сосредоточенными параметрами:

¿0,

сП

= ф,ес) =

\

-а, - а,в-----

"1 „ _ . ,„2

а4М + 0.Ш6,

(4)

с у

где а^Шд, а2 - Со ~. а3=с-(/.о)2, а^/Х»)2.

Особый интерес представляет решение, получаемого из (4) нелинейного уравнения Сс(М) статики (рис.2). Нетрудно видеть, что незначительные размеры зоны устойчивого массопотока (малые отрицательные коэффициенты усиления, справа от области экстремума) говорят о существенной критичности мельниц к перегрузкам.

30

20

10

вс, мУс

-н"

■-■;—1 -

; Г Т 1

_1—4_._г1т=—1.

200

250

300

350

400 М, кг

Рис 2. К решению уравнения состояния (4) для статического режима (1 - ММТ-1500/2510-735, 2- ММТ-2000/2590-730)

Уравнение сохранения энергии для одномерной модели рассматриваемого класса мельничных систем имеет вид:

дре

ал а/,

о

(5)

84 дг" ' дг дг где JA - механическая работа, ^ - поток теплоты, ре - плотность полной энергии, которая складывается из трех частей (см. табл.):

- плотности кинетической энергии движения потока, которая определяется как работа А■) перемещения потока мельничного продукта в объеме системы мельница-сепаратор, в том числе энергия А2 переноса готовой пыли;, работа А3 преодоления сопротивления установки; энергия Аа преодоления гравитационных сил;

- плотности Д5 потенциальной энергии, направленной на измельчение топлива, в физическом элементарном объеме, в поле внешних (по отношению к рассматриваемому элементарному объему) сил;

- плотности внутренней энергии Аа, состоящей из кинетической энергии теплового движения частиц и потенциальной энергии их взаимодействия (энергия, аккумулированная топливом и металлом установки, участвующая в обмене).

В результате плотность полной энергии:

1 МС7

£

ре = -■ % +Р + -2-М + 2 У(Ю)2 ЬВ V

МЭ сМ + ст

— ■Т. Дж/м3

6)

Левая часть дифференциального уравнения (5) есть производная плотности полной энергии (6). Правая часть (5) определяется как изменение полной энергии в локальном объеме системы за счет конвективного приноса (уноса) полной энергии потоком (реу), потока энергии, образованного механической работой (иА), и потока теплоты ^о).

Анализ особенностей составляющих уравнения сохранения энергии для одномерной модели с распределенными параметрами позволил, рассматривая уравнение (5) совместно с уравнениями (1) материального баланса и (2) сохранения количества движения, представить математическую модель пылесистем рассматриваемого класса в виде следующей системы нелинейных дифференциальных уравнений:

дм _ у аз, а ~ ш &'

£ [к

сС^ д дв, а и> &

из &

(7)

шу ар __ ----

М &

дР _К13е С^дР дйс I

а ~ уш8+из У(ш? & V

дМ

I (?с _У_

2(Ш)г+ю8) а

ет_ а ~ зэ а'

О. дГ

а/0 т юс.

Ш а с„м+с„т„

д. ю ю

& 1£> с£

Каждое из уравнений (7) имеет ясную физическую интерпретацию. Первые два уравнения характеризуют динамические особенности установки по условиям материального баланса. Третье и четвертое -аэродинамические особенности установки (эти уравнения позволяют связать параметры давление и расход сушильно-вентилирующего агента). Пятое уравнение системы характеризует динамические особенности теплообмена и сушки топлива. Учет шестого уравнения системы позволит, по-видимому, вскрыть динамические особенности процессов измельчения топлива и дисперсионного состава потока готовой пыли как дополнительного выходного параметра пылесистемы.

Систему нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных (7) можно рассматривать как теоретическую основу для создания всережимных динамических моделей рассматриваемого класса объектов управления. Привязка системы к конкретной установке и виду топлива в соответствии с феноменологическим подходом

осуществляется посредством эмпирических уравнений состояния мельничных систем.

Четвертая глава посвящена разработке и практической реализации математической модели пылесистем прямого вдувания в универсальной среде имитационного моделирования и в среде ПТК АСУТП.

В качестве основного (тиражируемого) макрообъекта моделирования рассматривается нитка пылесистемы прямого вдувания с молотковыми мельницами. Учитывая, что модель должна быть реализуема инструментальными средствами имитационного моделирования ПТК в составе АСУТП, в основу имитационной модели положены уравнения модели с сосредоточенными параметрами.

Уравнение материального баланса записывается для количества топлива, циркулирующего в системе "мельница-сепаратор", потоков готовой топливовоздушной смеси и мельничного продукта:

™ = В1-каВ2', (8)

^ = (9)

Л вс сН х " 1 3/М

где В1 - расход сырого топлива, кг/с; кв - коэффициент пересчета на влажность топлива; В2 - расход готовой пыли, кг/с; а - коэффициент учета циркуляции топлива в системе мельница-сепаратор; б.,(с)- эмпирическое уравнение состояния, характеризующее размольную производительность мельничной установки, кг/с.

Учет влияния изменений расхода сушильно-вентилирующего агента и гидравлического сопротивления определяется уравнениями:

сЮ„

'с

~^:Тг1Р*-нР)+и>9-%г1К*С!с-6у)\ (11)

а м 4 д р' а V 6Р0 мвс вг „ ч мв,

2

1

+ — V

'1 6С2 V Л

---£—I--п

2 (Ю)2 1.0У

6М 61 '

(12)

где Р1, Р2 - давление сушильно-вентилирующего агента соответственно в коробе первичного воздуха (перед мельницей) и за мельницей (в пылепроводе); Нх -Нр - перепады давлений, определяемые эмпирическими выражениями для конкретной установки.

Уравнение теплового баланса определим при допущении, что сушка топлива заканчивается в объеме мельницы:

где О. =G с t р + К N :

" «51 v v i'r v ' .мед: м'

О, - теплота, подводимая в мельницу, Дж/с; 02 - теплота, отводимая из мельницы, Дж/с; <3„ - расход первичного воздуха, м /с; ст - теплоемкость сырого топлива, Дж/кг-°К; Тсе - температура аэросмеси, °С; с„ - теплоемкость первичного воздуха, Дж/кг-°К; - температура первичного воздуха, °С; р« - плотность первичного воздуха, кг/м3; Киех - коэффициент механических потерь в тепло при измельчении угля; Л/„ - мощность двигателя мельницы, Вт; УУР - влажность сырого

топлива, %; И/п- влажность пыли, %; -теплоемкость сухой массы топлива, Дж/кг°К; ¡т - температура сырого топлива, °С; сс - теплоемкость сушильного агента, Дж/кг-°К; рс - плотность сушильного агента за сепаратором, кг/м3.

Результаты исследования математической модели (8)-(13) выполнены универсальными инструментальными средствами имитационного моделирования и средствами ПТК «Квинт» в лаборатории «Полигон АСУТП электростанций» кафедры систем управления ИГЭУ.

{стМ + с, m, )-2L = Q,-Q2-,

(13)

Ю 700 too 800 t,c

Рис.3. К оценке влияния массы металла, участвующего в теплообмене, на динамические характеристики (ММТ-2000/2590-730)

Задача рассмотрена на примере пылесистем прямого вдувания с молотковыми мельницами типа ММТ-1500/2510-735, работающих в составе барабанных котлов ТПЕ-208 энергоблоков 200 мВт, и пылесистем с мельницами типа ММТ-2000/2590-730, работающих в составе прямоточных котлов П-59 энергоблоков 300 мВт. Методика исследований сводится к настройке модели на заданный режим работы, оценке степени влияния на характер процессов параметров модели (например, сильно выраженное влияние на динамические характеристики модели оказывает неопределенное изначально значение части массы металла мельницы тм, участвующего в теплообмене, рис.3), и последующему анализу результатов вычислительных экспериментов.

Вычислительные эксперименты по определению динамических характеристик модели выполнялись путем ступенчатых изменений подачи сырого топлива и расхода первичного воздуха в режиме нормальной работы установок. В результате получены динамические характеристики как для известных контролируемых параметров (температура за мельницей, загрузка топливом), так и для показателей; полученных в результате обобщенного термодинамического анализа пылесистемы (рис.4).

Для оценки адекватности разрабатываемых аналитических моделей по результатам ретроспективных исследований был создан фонд (БД) экспериментальных динамических характеристик и математических моделей котлов ТЭС. Фонд разработан таким образом, что допускает возможность постоянного развития и пополнения новыми экспериментальными данными и аналитическими моделями ТМО. Фонд непосредственно включен в состав интегрированной информационно-технической среды многофункционального учебно-исследовательского комплекса "Полигон АСУТП электростанций" и используется в учебно-научном процессе ИГЭУ.

На этапе вычислительных экспериментов проведены исследования динамических характеристик имитационной модели с учетом влияния на переходные процессы характеристик датчиков и исполнительных устройств. С этой целью для параметров, доступных для непосредственного контроля, подключены модели датчиков и исполнительных устройств. Сравнение переходных процессов говорит об удовлетворительном совпадении теоретических и экспериментальных результатов.

ЛСс/Д(Х 1.2

.....Г^И'^Г .............!..............

...........|..........

100 200 300 400 500

1.С

Лрп/ДСЗу, [(кг/м3)/(м3/с)]; Рп=В2ЛЗс

.004 г

ДВ2/ДСЗ», [(кг/с)/(м /с))

.04

№ ...............\.............I.............

У 1

...............12.......

300

1.С

АВз/ДСу, [(кг/с)/(м7с)1 .18

л ! | ;

| А( I2 |

100 200 300 400 500 «00 I. с

дм/дсз, 1.2Г

~ 1......г;^

' Л^*4 2

/<.....I...............I...............|..............I........

дт^/да 1.2Г

100 200 300 I. с

2 I

____—

( • ^ \ \ !

1.......7^"-

\

......I...............

300

I. е

500

дх,/да, Х,=6С*В7(1.*0)

1.2 г

д(йР)/да 1.2

100 200 300 1.с

Рис.4. Нормированные переходные характеристики при возмущении по каналу подачи горячего воздуха (В, = 6,9 [кг/с]; 6,= 10 [м3/с]; Д<3,= 0,1 [м3/с]) 1 - базовая модель; 2 - расширенная модель

В пятой главе на базе разработанной математической модели выполнено аналитическое исследование вариантов схем управления пылеподачей в пылесистемах прямого вдувания.

Для котлов с пылесистемами прямого вдувания ключевой задачей синтеза АСР тепловой нагрузки котла является задача управления пылеподачей группы топливоприготовительных установок. При этом как отечественные, так и зарубежные технические решения можно классифицировать путём анализа способов структурного построения систем регулирования.

Для рассматриваемого класса объектов известны два исторически сложившихся способа реализации задачи управления пылеподачей (рис.5, а,б). Для реализации первого способа («на стоке» готовой пыли) управления пылеподачей в топку котла на каждой нитке пылеси-стемы предусматривается индивидуальный регулятор первичного воздуха (РПВ) в мельницу, а управление пылеподачей осуществляется путем изменения расхода сырого топлива. Для реализации второго способа («на притоке» сырого топлива) - на каждой нитке пылесисте-мы предусматривается индивидуальный регулятор подачи сырого топлива (РТ) в мельницу, а управление пылеподачей осуществляется путем изменения расхода сушильно-вентилирующего агента. Однако формального аналитического сравнения схемных решений до сих пор осуществить не представлялось возможным ввиду отсутствия полноценных математических моделей объектов рассматриваемого класса.

По результатам выполненного исследования синтезировано новое структурное решение по АСР пылеподачи с использованием в качестве основного сигнала комплексированного показателя х,, сформированного по результатам обобщенного термодинамического анализа и характеризующего переносимую субстанцию в системах измельчения топлива (рис.5,в; рис.6).

Рис.5. К сравнению потоковых структур АСР пылеподачи: а) «на стоке» готовой пыли, с РПВ; 6) «на притоке» сырого топлива, с РТ1; в) «на притоке» с комплексированным показателем, с РТ2

мельницы

Рис.6. Структурная схема АСР пылеподачи с новым сигналом X, и регулятором РТ2

В целом рассмотренные системы представляют собой комбинированные АСР пылеподачи с РПВ, РТ1 и РТ2, в которых основным регулируемым параметром является количество топлива М, циркулирующее в системе мельница-сепаратор, стабилизация которого обеспечивает беззавальный режим работы мельниц.

Сравнение переходных процессов (рис.7) в анализируемых схемах показывает, что в схеме с РПВ имеет место гораздо более существенные отклонения параметра. В схемах с РТ (РТ1 или РТ2) эти проявления минимизируются путем стабилизации генерирующей способности топливовоздушного потока (М = const) и зависят практически только от качества настройки регулятора подачи сырого топлива в мельницу и, соответственно, устройства компенсации (УК) внешнего возмущения.

169 168 167 166 ь 165 164 163 162 161

М

( -

...

/ 3 4

Ч^у/

V-T __

' Д \ ____ ------------- «о——■J •

i

3000

3100

3200

3300 t. с

3400

3500

3600

Рис.7. К вопросу о качестве переходных процессов в альтернативных АСР пылеподачи котлов с лылесистемами прямого вдувания (1,2-РПВ, 3-РТ1,4-РТ2)

В целом полученные результаты позволяют говорить о том, что АСР с новым комплексированным сигналом обеспечивает более высокое качество регулирования и соответственно стабилизацию режима работы мельничной установки.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Выполнен анализ ключевых факторов, влияющих на эффективность современных АСУТП энергоблоков, и определены основные требования к построению динамической модели пылесистем прямого вдувания котлов для совершенствования АСУТП тепловых электростанций.

2. Разработана методика обобщенного термодинамического анализа пылесистем прямого вдувания котлов как технологического объекта управления, позволяющая обосновать управляемые параметры сложного объекта и оценивать ряд неконтролируемых технологических координат.

3. Выполнен обобщенный термодинамический анализ пылесистем прямого вдувания котельных установок с молотковыми мельницами и определены математические выражения обобщенных термодинамических потенциалов и управляемых технологических координат пыле-системы.

4. Показано, что обобщенными термодинамическими потенциалами пылесистемы прямого вдувания с молотковыми мельницами служат конструктивные показатели: удельный объем системы (объем установки, отнесенный к сечению ротора мельницы) и квадрат окружной скорости бил ротора, а также температура топливовоздушной смеси.

5. Показано, что обобщенными координатами, характеризующими состояние пылесистемы как термодинамической системы, служат режимные параметры пылесистемы: количество топлива, циркулирующего в системе мельница-сепаратор, гидродинамический перепад давлений на установке и обобщенная координата переносимой субстанции, определяемая произведением массы топлива, циркулирующего в системе мельница-сепаратор, и квадрата условной (в сечении ротора) скорости сушильно-вентилирующего агента.

6. Разработаны теоретические основы для создания математической модели пылесистем прямого вдувания котлов в виде систем нелинейных дифференциальных уравнений с распределенными и сосредоточенными параметрами. При этом каждое из уравнений имеет ясную физическую интерпретацию.

7. Показано, что известные структуры динамических моделей рассматриваемого класса объектов управления теоретически обоснованы линейными приближениями разработанной нелинейной модели (на

уровне уравнений материального баланса и сохранения количества движения).

8. Динамические нелинейные модели пылесистем прямого вдувания с молотковыми мельницами доведены до уровня имитационных моделей и моделей, реализованных средствами ПТК в составе полигонных версий АСУТП.

9. Создан фонд динамических характеристик котлов, выполнено сравнение полученных модельных результатов с экспериментальными данными ретроспективных исследований по идентификации теплоэнергетического оборудования. Показано удовлетворительное совпадение аналитических и экспериментальных результатов.

10. Выполнено исследование вариантов АСР пылеподачи в системах пылеприготовления с молотковыми мельницами, в том числе с использованием в качестве основного сигнала обобщенной термодинамической координаты переносимой субстанции.

11. Показано, что использование в АСР пылеподачи обоснованного разработанной моделью пылесистемы нового комплексированного сигнала позволяет достигнуть более высокого качества регулирования пылеподачи.

В целом полученные результаты могут быть использованы при создании нелинейных динамических моделей топливоприготовитель-ного оборудования котельных установок ТЭС, в том числе при разработке тренажерных комплексов и при решении широкого круга задач автоматического управления и диагностирования.

Основные публикации по теме диссертации

Научные статьи, опубликованные в изданиях по списку ВАК

1. Имитационная модель пылесистем по схеме прямого вдувания паровых котлов (теоретические основы и технология реализации в составе АСУТП) / Ю.С. Тверской, СЛ. Таламанов, Д.Ю. Тверской и др. //Теплоэнергетика, № 9, 2005. - С.61-69.

2. Фонд экспериментальных динамических характеристик паровых котлов тепловых электростанций / Д.Ю.Тверской, И.Е. Харитонов, С.А. Таламанов и др. //Теплоэнергетика, № 10, 2005. -С.32-35.

3. Тверской Д.Ю. Особенности построения нелинейной динамической модели пылесистем прямого вдувания котлов // Вестник ИГЭУ. - Иваново, 2008. - №3. - С. 83-89.

Основные публикации в других изданиях

4. Тверской Д.Ю. Особенности построения математической модели ШБМ под давлением в пылесистемах котлов с топками прямого вдувания // Тезисы докладов межд. научн.-техн. конф. "VIII Бенардосовские чтения". - Иваново: ИГЭУ, 1997,-С.91.

5. Тверской Д.Ю. Методика термодинамического анализа пылесистем прямого вдувания паровых котлов электростанций II Управление в технических системах: Материалы научн.-техн.конф. - Ковров: КГТА, 1998. - С.95-97.

6. Тверской Д.Ю., Тверской Ю.С. Теоретические основы динамических моделей каналов формирования потоков топливовоздушных смесей в топки котлов. Деп. в ВИНИТИ 18.01.02, № 86-В2002. Иваново: Иван. гос. энерг. ун-т, 2002. - 74 с.

7. Тверской Ю.С., Тверской Д.Ю., Харитонов И.Е. О создании фонда экспериментальных динамических характеристик паровых котлов ТЭС // Новое в Российской электроэнергетике, 2002, №12. - С.16-24.

8. Патент N9 2233404 «Способ сжигания топлива» //Тверской Ю.С., Андреев Ю.В., Андреев Н.В., Тверской Д.ЮДЗаявка №2001128269 от 18.10.2001). Опубл.27.07.04, Бюл.№21.

9. Методика реализации имитационной модели пылесистемы по схеме прямого вдувания средствами ПТК в составе АСУТП / Ю.С. Тверской, С.А.Таламанов, А.Н. Никоноров, Е.Д. Маршалов, Д.Ю. Тверской // Технология АСУТП электростанций: Труды Междунар. науч.-техн. конф. "XII Бенардосов-ские чтения", секция 3: Системы управления и автоматизация, 20-22 окт.2005. т.З. - Иваново: Изд. ИГЭУ, 2005. - С.124-128.

10. Харитонов И.Е., Тверской Д.Ю. Требования к информационному обеспечению фонда экспериментальных характеристик теплотехнического оборудования ТЭС II Технология АСУТП электростанций: Труды Междунар. науч.-техн. конф. "XII Бенардосовские чтения", секция 3: Системы управления и автоматизация, 20-22 окт.2005. т.З. - Иваново: Изд. ИГЭУ, 2005. -С. 115-119.

11. Тверской Д.Ю., Тверской Ю.С. Задачи и проблемы совершенствования АСУТП энергоблоков в направлении их интеллектуализации // Управление и информационные технологии: Сб. докладов 4-ой Всероссийской научной конференции, 10-12 октября 2006 г. - Санкт-Петербург, 2006. - С.230-236.

12. Тверской Д.Ю., Маршалов Е.Д. Исследование нелинейной динамической модели пылесистемы прямого вдувания топлива с молотковыми мельницами. В кн. «Теория и практика построения и функционирования АСУТП»-«CONTROL-2008». - МЭИ, 2008. - С. 149-152.

13. Нелинейная динамическая модель пылесистем прямого вдувания котлов электростанций // Тверской Д.Ю., Корольков В.В., Маршалов Е.Д. и др. Управление и информационные технологии: Сб. докладов 5-ой Всероссийской научной конференции, 14-16 октября 2008 г. - Санкт-Петербург, 2008. - С.100-102.

14. Свидетельство о государственной регистрации базы данных № 2008620101 «Фонд экспериментальных характеристик объектов энергетики» (базовая версия) II Авт. Тверской Ю.С., Тверской Д.Ю., Харитонов И.Е., Тала-манов С.А., Никоноров А.Н». Зарегистрирована в Реестре баз данных 18.02.2008.

ТВЕРСКОЙ Дмитрий Юрьевич

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ПЫЛЕСИСТЕМ ПРЯМОГО ВДУВАНИЯ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 24.04.2009. Формат 60x84 1/16. Печать плоская. Усл. печ. л. 1,39 Тираж 100 экз. Заказ № 123 ГОУ ВПО "Ивановский государственный энергетический университет им. В.И.Ленина" 153003, Иваново, ул. Рабфаковская, 34. Отпечатано в УИУНЛ ИГЭУ.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Особенности современного этапа развития АСУТП ^ тепловых электростанций. Постановка задачи исследований.

1.1. Предварительные замечания.

1.2. Анализ факторов, влияющих на эффективность многофункциональных АСУТП энергоблоков тепловых электростанций.

1.3. Анализ особенностей топливоприготовительного оборудования и требований к построению математических моделей в составе

АСУТП.

1.4. О феноменологическом подходе к построению динамических моделей технологических объектов управления.

Общая постановка задачи.

1.5. Выводы.

ГЛАВА 2. Методика обобщенного термодинамического анализа ^ пылесистем прямого вдувания котлов тепловых электростанций.

2.1. Определение параметров установки пылеприготовления. Анализ основных допущений.

2.2. Обобщенные термодинамические потенциалы и координаты систем ^ пылеприготовления.

2.2.1. Предварительные замечания.

2.2.2. Работа перемещения топливовоздушного потока.

2.2.3. Аэродинамическая работа.

2.2.4. Работа преодоления гравитационных сил.

2.2.5. Технические работы.

2.2.6. Термическая работа.

2.3. Обсуждение результата.

2.4. Выводы.

ГЛАВА 3. Теоретические основы построения динамических моделей каналов формирования потоков топливоздушных смесей в топки котлов (развитие феноменологического подхода на примере пылесистем прямого вдувания с молотковыми мельницами).'.

3.1. Общие методические положения. Предварительные замечания.

3.2. Анализ особенностей динамических процессов, определяемых, условиями сохранения материального баланса в системе пылеприготовления.:.

3.3. Анализ особенностей динамических процессов, определяемых законом сохранения количества движения в системе пылеприготовления.

3.4. Анализ особенностей динамических процессов, определяемых законом сохранения энергии.

В последние годы в энергетике России существенно возросли объемы и интенсивность работ по модернизации систем контроля и управления (СКУ) технологического оборудования тепловых электростанций (ТЭС) и внедрению АСУТП на базе программно-технических комплексов (ПТК) сетевой иерархической структуры [8-10,18,41,47,56,59,93,100'и др.]. Принята масштабная программа развития энергетических мощностей до 2020 года. При. этом современная энергетическая стратегия России предусматривает существенное увеличение доли угля в структуре потребляемого ТЭС топлива, что требует более надежной и эффективной работы большого числа действующих, энергоблоков с пылеугольными котлами [32,53,92]. Мощный вычислительный ресурс ПТК позволяет реализовать в составе АСУТП сложные задачи технического диагностирования и»управления и, таким образом; вскрыть резервы в повышении надежности оборудования и его технико-экономической, эффективности. Однако на пути решения новых задач имеют место разного рода проблемы и трудности [1,2,4,5,47,70,79,97 и др.]. Одна из них связана с формированием необходимой и достаточной информации о состоянии объекта управления.

С одной стороны, при вводе в действие систем управления задача получения необходимых сведений*о состоянии объекта управления решается, как правило, на* основе экспериментальных исследований. При этом имеют место серьезные трудности в решении задач идентификации и проведения экспериментально-наладочных работ по практической реализации алгоритмов управления, в том числе, связанные с ограниченными возможностями непосредственного' контроля многих важных технологических параметров [1,5,6,12,37,47,97 и др.]. С другой стороны, эффективность разрабатываемых систем автоматического управления во многом зависит, как известно, от полноценности используемых на этапе функционального проектирования математических моделей технологических объектов управления [1,62]

Решение задачи получения необходимых сведений о состоянии объекта управления может быть получено путем построения и использования всережимных динамических моделей оборудования энергоблоков с последующей интеграцией соответствующих имитационных моделей в среду реального времени ПТКАСУТП [20, 80-82,105*].

Развиваемый подход позволит совершенствовать АСУТП в направлении интеллектуализации систем автоматизации технологического оборудования, что обеспечит эффективность автоматизированного объекта в целом. Поэтому проблема разработки методов и методологии построения всережимных динамических моделей оборудования энергоблоков с учетом требований непосредственного использования имитационных моделей в состав АСУТП ТЭС представляется актуальной.

На решение проблемы построения математических моделей теплоэнергетических процессов и оборудования направлены усилия многих специалистов [7,25*,26,42,43*,54,58,65 и др.] Это связано как с задачами получения необходимых сведений о состоянии объекта управления, совершенствования режимов работы оборудования, так и с развитием современного энергетического тренажеростроения и методов прямого применения математических моделей в составе АСУТП энергоблоков. При этом особенность концептуальной схемы решения проблемы (парадигма) построения и использования математических моделей характеризуется тем, что оценка адекватности математической модели может быть выполнена только путем привлечения для решения задачи результатов экспериментальных исследований, т.е. - результатов идентификации технологического оборудования как объектов управления, полученных на стадии его эксплуатации. Для пылеугольных котлов эта задача осложняется особой спецификой технологических участков, в которых формируются потоки топливовоздушных смесей, направляемые в топку котла. Для пылеугольных котлов с пылесистемами, выполненными по схеме прямого вдувания (ПСПВ), это каналы («нитки») рассредоточенной системы пылеприготовления, оснащенные различного типа мельничными установками, которые обладают существенной аккумуляцией топлива. В результате для рассматриваемого класса пылеугольных котлов задача построения динамической модели ПСПВ до сих пор оставалась нерешенной, а попытки интеграции моделей в состав АСУТП и соответствующих полигонов отсутствовали.

Объясняется это тем, что физика формирования топливовоздушных потоков в системе пылеприготовления отличается сложностью протекания мельничных процессов и отсутствием необходимой и достаточной информации о технологических параметрах, многие из которых, как уже было отмечено, недоступны для непосредственного контроля.

Таким образом, проблема развития методов построения, теоретическое обоснование и разработка динамических математических моделей пылесистем прямого вдувания для АСУТП котельных установок тепловых электростанций является актуальной.

При решении рассматриваемой проблемы^ в первой1 главе диссертации' выполнен анализ ключевых факторов, влияющих на эффективность современных АСУТП энергоблоков, определены требования к построению динамических моделей* пылесистем прямого вдувания котлов, поставлена задача развития феноменологического подхода для построения динамической модели, пылесистем прямого вдувания котлов ТЭО.

Вторая глава посвящена разработке методики обобщенного термодинамического анализа систем пылеприготовления и обоснованного определения управляемых координат объекта.

В третьей главе развиваются теоретические основы построения математических моделей для каналов формирования потоков топливовоздушных смесей в топки котлов на примере разработки нелинейной динамической модели пылесистем прямого вдувания с молотковыми мельницами.

Четвертая глава посвящена разработке и практической реализации математической модели пылесистем'прямого вдувания в универсальной среде имитационного моделирования и в среде ПТК АСУТП.

В пятой главе на базе разработанной,математической' модели выполнено^ исследование вариантов схем управления, пылеподачей. в пылесистемах. прямого вдувания;

В приложениях к диссертационной работе приведены таблицы основных термодинамических переменных конструктивных и режимных параметров топливоприготовительной установки (прил.1), структурные схемы имитационной модели (прил.2), выборка из БД фонда экспериментальных характеристик объектов энергетики (прил.З), таблица выходных и расчетных параметров нелинейной динамической модели топливоприготовительной установки (прил.4), документы о внедрении результатов исследований (прил.5).

Работа выполнялась на кафедре систем управления в соответствии с планами ИГЭУ и поддержке следующих грантов Министерства образования и науки РФ и Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ):

- «Создание комплекса имитационных макромоделей пылесистем по схеме прямого вдувания котлов ТЭС для решения задач управления и диагностирования». Проект Т00-1.2-3174 конкурса 2000 г. по фундаментальным исследованиям в области технических наук.

- «Исследование способов реализации имитационных моделей непрерывных технологических объектов в составе АСУТП на базе программно-технических комплексов сетевой организации». Проект Т02-03.2-2281 конкурса 2002г. по фундаментальным исследованиям в области технических наук.

- «Развитие методов феноменологической термодинамики для построения высокоточных нелинейных динамических моделей технологических объектов управления с аккумуляцией топлива в каналах формирования потоков топливовоздушных смесей». Проект № 07-08-00360 конкурса РФФИ 2007-2008г.г.

Целью диссертационной работы является совершенствование АСУТП котельных установок ТЭС на основе развития методов построения, разработки и применения нелинейных динамических моделей пылесистем прямого вдувания.

Для достижения поставленной цели решены следующие основные задачи:

- сформулированы требования к построению динамических моделей для совершенствования систем управления пылесистем прямого вдувания котлов,

- разработана методика и выполнен обобщенный термодинамический анализ пылесистем прямого вдувания котлов как сложных переопределенных технологических объектов управления;

- разработаны основы построения математических моделей каналов формирования потоков топливовоздушных смесей в топки котлов с пылесистемами прямого вдувания и нелинейная динамическая модель пылесистемы с молотковыми мельницами;

- выполнено исследование разработанных математических моделей средствами имитационного моделирования и показаны примеры практической реализации имитационных моделей в среде ПТКАСУТП,

- проведено сравнение полученных результатов с экспериментальными данными ретроспективных исследований по идентификации теплоэнергетического оборудования;

- выполнено исследование вариантов алгоритмов (схем) автоматического управления пылеподачей в пылесистемах прямого вдувания

Методы исследования. В работе используются методы теории автоматического управления, феноменологической термодинамики необратимых процессов, имитационного моделирования динамических систем и вычислительного эксперимента

Научная новизна

1 Впервые для разработки математической модели пылесистемы прямого вдувания применена методика обобщенного термодинамического анализа и определены математические выражения обобщенных термодинамических потенциалов и обобщенных термодинамических координат (на примере пылесистем с молотковыми мельницами).

2 Разработаны теоретические основы нелинейной динамической модели пылесистем прямого вдувания котлов в виде системы дифференциальных уравнений с распределенными и сосредоточенными параметрами на основе развития методов феноменологической термодинамики и использования результатов обобщенного термодинамического анализа мельничной системы.

3. Выполнено сравнение вариантов АСР пылеподачи в пылесистемах прямого вдувания с молотковыми мельницами и установлено, что применение АСР с использованием в качестве основного комплексированного сигнала новой термодинамической координаты обеспечивает существенно лучшие показатели качества автоматического регулирования по сравнению с известными техническими решениями.

4. Показано, что известные динамические модели рассматриваемого класса объектов теоретически обоснованы линейными, приближениями разработанной модели на уровне уравнений материального баланса и сохранения количества движения.

Практическая значимость результатов

1. Основные теоретические результаты нашли применение при создании моделей пылесистеМ' прямого вдувания энергетических котлов, доведены до уровня полигонных, версий АСУТП'и используются в учебно-научном процессе ИГЭУ при подготовке инженеров по специальности 220201.65 "Управление и информатика в технических системах", а также при переподготовке специалистов энергетическихпредприятий.

2. Создан фонд (база данных) экспериментальных динамических1 характеристик^ котлов. Фонд использован для оценки адекватности разработанной математической модели и может применяться при.верификации' тренажерных комплексов различного назначения.

В целом полученные результаты ориентированы- на использование инженерами, и научными работниками- при решении широкого круга- задач анализа и синтеза систем управления ТОУ ТЭС.

Автор защищает:

- методику обобщенного термодинамического анализа пылеприготовительного оборудования и результаты формирования комплекса управляемых параметров пылесистем прямого вдувания; ■

- нелинейную динамическую модель пылесистем прямого вдувания котлов и результаты ее исследования для пылесистем с молотковыми мельницами-.

Личное участие автора- состоит также в разработке фонда экспериментальных динамических характеристик котлов, сборе, анализе и подготовке его содержательной части:

Обоснованность и достоверность научных положений и методик обеспечивается применением- апробированных методов математического моделирования, а также путем сопоставления результатов вычислительных экспериментов и полигонных испытаний с известными результатами промышленных экспериментов.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на Международных конференциях "Состояние и перспективы развития электротехнологии" (Бенардосовские чтения; Иваново, ИГЭУ, 1997, 2005 гг.), Научно-технической конференции "Управление в технических системах" (Ковров, 1998), Всероссийской конференции "Управление и информационные технологии" (Санкт-Петербург, ЛЭТИ - 2006, 2008), Международной конференции «Теория и практика построения и функционирования АСУТП (CONTROL-2008)» (Москва, МЭИ (ТУ) - 2008), научно-технических семинарах кафедры СУ ИГЭУ (1997-2008).

Список публикаций. Основные положения диссертации опубликованы в 14 работах, в том числе в 3-х статьях по списку ВАК, депонированной ВИНИТИ рукописи, материалах 6 докладов на конференции и статьи в электронном издании. В ходе исследований получены патент РФ и свидетельство о государственной регистрации БД.

Пользуясь представившейся возможностью, автор благодарит д.т.н., профессора кафедры ТЭС ИГЭУ С.И.Шувалова и профессора кафедры АТП ИГЭУ A.B. Кондрашина за конструктивную доброжелательную критику отдельных положений диссертации и ряд ценных замечаний, сделанных на этапе обсуждения работы, а также научного руководителя д.т.н., профессора С.А.Таламанова и сотрудников кафедры СУ ИГЭУ за поддержку на завершающей стадии диссертационного исследования.

5.3. Выводы

1. Применение разработанной математической модели при решении задач анализа и синтеза АСР тепловой^нагрузкой котлов с пылесистемами прямого вдувания выполнено путем исследования трех вариантов схем управления пылеподачей мельничных.установок. Показано, что расширение имитационной модели замкнутыми контурами исследуемых вариантов АСР не выявило каких-либо ограничений на ее применение.

2. Показано, что наилучшие результаты получены при использовании в

АСР пылеподачи комплексированного сигнала хл = ^ , сформированного по результатам обобщенного термодинамического анализа, и характеризующего переносимую субстанцию в системах измельчения топлива. Это служит объективными предпосылками* возможностей дальнейшего развития систем автоматического регулирования рассматриваемого класса объектов.

Заключение

1. При анализе проблем создания и развития АСУТП тепловых электростанций подчеркнуто, что в настоящее время энергетические объекты при новом строительстве и техническом перевооружении оснащаются многофункциональными АСУТП на базе ПТК сетевой иерархической структуры. При этом выделены ключевые факторы, влияющие на их эффективность.

Показано, что совершенствование алгоритмов управления, реализуемых в составе АСУТП, сдерживается отсутствием соответствующих динамических всережимных аналитических моделей тепломеханического оборудования, которые позволили бы выполнять задачи функционального и технологического проектирования без проведения полномасштабных экспериментальных исследований Поэтому актуальность проблемы построения математических моделей ТМО и систем его управления определяется требованиями новой технологии создания АСУТП и связана как непосредственно с локальными задачами управления, так и с задачами совершенствования режимов работы оборудования ТЭС в целом, а также активным развитием современного энергетического тренажеростроения

Особенно остро проблема эффективности энергетического оборудования всегда стояла в угольной энергетике, которая современной энергетической стратегией России предусматривает существенное увеличение доли угля в структуре потребляемого ТЭС топлива. Поэтому для рассматриваемого класса технологических объектов управления с мельничными установками по схеме прямого вдувания, которые служат системообразующими изделиями пылесистемы, задача построения всережимных динамической модели, которая до сих пор оставалась нерешенной, представляется актуальной.

В работе сформулированы требования к математическим моделям, в том числе к теоретической основе, которая должна быть перспективной и позволять создавать всережимные (нелинейные) динамические модели высокой точности. Решение поставленной задачи предложено искать на пути развития методических положений феноменологической термодинамики. При этом математическая модель должна обеспечить определение во времени всех физических переменных мельничной системы подготовки топлива к сжиганию в факельных топках котлов ТЭС (на примере пылесистемы прямого вдувания с молотковыми мельницами).

2. Разработана методика обобщенного термодинамического анализа пылесистемы прямого вдувания парового котла и определены математические выражения обобщенных термодинамических потенциалов и координат пылесистем прямого вдувания с молотковыми мельницами.

Показано, что обобщенными термодинамическими потенциалами являются расчетно-конструктивные показатели мельничных установок. При этом обобщенными термодинамическими потенциалами пылесистемы прямого вдувания с молотковыми мельницами являются- удельный объем системы (объем установки, отнесенный к сечению ротора мельницы) и квадрат окружной скорости бил ротора, а также температура, как обобщенная характеристика топлива.

Обобщенными координатами, характеризующими состояние пылесистемы как термодинамической системы, служат режимные параметры пылесистемы: количество топлива, циркулирующего в системе мельница-сепаратор, гидродинамический перепад давлений на установке и обобщенная координата I переносимой субстанции, определяемая произведением массы топлива, циркулирующего в системе мельница-сепаратор, и квадрата условной (в сечении ротора) скорости сушильно-вентилирующего агента. Эти показатели могут быть сформированы в виде сигналов-параметров и (или) как сложные сигналы-комплексы.

3 Разработаны основы построения динамической модели пылесистем прямого вдувания котлов в виде системы нелинейных дифференциальных уравнений с распределенными (сосредоточенными) параметрами путем развития методических положений феноменологической термодинамики и использования результатов обобщенного термодинамического анализа мельничной системы.

Анализ особенностей'динамических процессов, определяемых условиями сохранения материального баланса топлива в системе пылеприготовления, показывает, что известные решения опираются в своей основе на уравнение баланса массы по готовому продукту. В этой части исследований настоящая работа отличается тем, что по условиям сохранения материального баланса топлива получено дополнительное уравнение для потока мельничного продукта.

Результаты анализа особенностей динамических процессов, определяемых условиями сохранения количества движения топливовоздушного потока в системе пылеприготовления, позволили дополнить систему уравнений математической модели дифференциальным уравнением, вскрывающим нелинейную внутреннюю связь изменений расхода сушильно-вентилирующего агента от конструктивных и режимных параметров пылесистемы.

В результате анализа особенностей динамических процессов, определяемых законом сохранения энергии топливовоздушного потока в системе пылеприготовления, найдены соответствующие дифференциальные уравнения математической модели, характеризующие изменения аэродинамических потерь в установке, теплового баланса в системе пылеприготовления и общий вид уравнения динамического изменения дисперсного состава измельчаемого материала.

Показано, что полученную систему нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных, каждое из которых имеет ясную физическую интерпретацию, можно рассматривать как строгую математическую основу для создания высокоточных математических моделей рассматриваемого класса объектов управления. Привязка системы к конкретной установке и виду топлива осуществляется путем учета соответствующих эмпирических уравнений состояния различных мельничных систем (особенности размола и сушки топлива).

Практическая реализация математической нелинейной динамической модели пылесистем прямого вдувания выполнена на примере пылесистем с молотковыми мельницами в виде типового макрообъекта с возможностью использования в различных системах имитационного моделирования.

4. Оценка адекватности математической модели и достоверность получаемых результатов анализировались в двойном аспекте:

- путем сравнения получаемых промежуточных результатов с результатами экспериментальных исследований специалистов по проектированию и эксплуатации пылесистем (например, метод прямого расчета КПД мельницы, сепаратора);

- путем сравнения результатов вычислительных исследований с известными экспериментальными результатами.

Собрана и представлена в электронной форме практически вся имеющаяся в отечественных работах ретроспективная информация по динамическим испытаниям головных образцов оборудования котельных установок тепловых электростанций. На этой содержательной основе создан фонд экспериментальных динамических характеристик. Фонд разработан таким образом, что возможно его постоянное функциональное развитие и пополнение новыми данными. Фонд зарегистрирован в Федеральной службе по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам и используется при решении широкого круга задач.

Показано, что разработанные теоретические основы построения математической модели пылесистем прямого вдувания имеют достаточную строгость, а имитационная модель для мельничных установок с молотковыми мельницами,может быть признана верифицированной.

5. Показано, что использование в АСР пылеподачи комплексированного сигнала, характеризующего переносимую субстанцию в системах измельчения топлива, и сформированного по результатам выполненного в работе обобщенного термодинамического анализа, позволяет достигнуть более высокого качества регулирования по сравнению с результатами известных технических решений.

Разработана методика настройки и технология реализации, имитационных макромоделей в составе АСУТП средствами ПТК с целью их последующего использования в задачах управления и технического диагностирования состояния объекта. Разработаны и исследованы математические модели пылесистем на базе молотковых мельниц ММТ-1500/2510-735, ММТ-2000/2590/730. Полученные результаты использованы при. разработке полигонных версий АСУТП котлов в лаборатории «Полигон АСУТП электростанций» Учебно-научного центра «АСУТП в энергетике» ИГЭУ и в учебном процессе специальности 22.02.01 «Управление и информатика, в технических системах».

1. Автоматизация настройки систем управления / В.Я. Ротач, В.Ф. Кузищин, A.C. Клюев и др. Под ред. В.Я. Ротача. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 272 с.

2. Автоматизация энергоблоков / В.В. Лыско, Н.И. Давыдов, В.А. Биленко и др. // Теплоэнергетика, 1996, № 7.

3. Агафонова H.A. Совершенствование алгоритмов оценки адекватности» экспериментальных математических моделей теплоэнергетических объектов управления // Автореферат дисс. канд. техн. наук. Иваново: ИГЭУ, 2000. -19 с.

4. Агафонова H.A., Таламанов С.А., Тверской Ю.С. Анализ промышленных методик идентификации на основе критерия минимума дисперсии-частотных характеристик//Автоматика и телемеханика, 1998, № 6. С. 117-129.

5. Антонова О.Б., Таламанов С.А., Тверской- Ю.С. Определение точности частотных характеристик, получаемых на основе обработки семейства кривых разгона //Автоматика и телемеханика, № 5, 1983. С.28-38.

6. Архипова E.H., Магид С.И. Математическое моделирование и тренаж в контуре АСУТП энергопредприятия / Тр. межд. науч. конф. "Теория и практика построения и функционирования АСУТП". М.: МЭИ, 2000. - С. 108111.

7. АСУТП теплофикационного энергоблока, на базе. ПТК "Квинт" / Н.И. Давыдов, A.A. Назаров, Н.В. Смородов и др. // Теплоэнергетика, 1996, № 10. С.2-9.

8. АСУТП энергоблока ПГУ-450 Калининградской ТЭЦ-2 / A.A. Умрихин, A.C. Ладохин, Ю.С. Тверской и др.// В кн. «Технология АСУТП электростанций» / Под ред. Ю.С.Тверского. Иваново, 2005. - С.57-60.

9. АСУТП на базе ПТК "Квинт" при1 модернизации систем измерения и управления основного оборудования!ТЭЦ-22 // Электрические станции, 2000, № 11. С.59-63.

10. В ссылках на публикации с участием автора номер источника указывается с символом "*"

11. Бурдаков В.П., Данилов Ю.И. Физические проблемы космической тяговой энергетики. М.: Атомиздат, 1969. -400 с.

12. Буханов Ю.В., Мальгавка В.В. Регулирование загрузки мельницы первичным воздухом. Инф. листок № 726-79. Свердловск: ЦНТИ, 1979.

13. Вейник А.И. Термодинамика. Минск: Высш. шк., 1965. - 404 с.

14. Вейник А.И. Новая система термодинамики обратимых и необратимых процессов. Минск: Высш. шк., 1966. - 48.с.

15. Гуров К.П. Феноменологическая термодинамика необратимых процессов. Физические основы. М.: Наука, 1978. - 128 с.

16. ГОСТ 24.601-86. Автоматизированные системы. Стадии создания. М.: Изд-во стандартов, 1986. - 6 с.

17. ГОСТ 31.602-89: Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на!создание автоматизированной системы. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 15 с.

18. Грехов Л.Л., Биленко В.А., Струков А.П. Модернизация (системы управления блоком № 10 500 МВт Рефтинской ГРЭС // Приборы и системы управления, 1998, № 8.-С.45-51.

19. Давыдов Н.И., Кемельман Г.Н., Корецкий' A.C. Экспериментальные динамические характеристики промежуточного пароперегревателя котла ПК-33-83СП // Теплоэнергетика, 1962, № 4.

20. Дементьев В.А. Работы ОАО «ЦНИИКА» по созданию интеллектуальных функций АСУТП объектов энергетики. В кн. «Теория и практика построения и фукционированияАСУТП»: Тр. междунар. научн: технич. конф. М.: Издательство МЭИ, 2000. С. 24-27.

21. Доброхотов В.И., Левит Г.Т. К вопросу оптимизации схем пылеприготовления и типов мельниц мощных энергоблоков // Теплоэнергетика, 1977, №1. С.4-8.

22. Журавлев В.А. Термодинамика необратимых процессов (в задачах и решениях). М.: Наука, 1979. - 136 с.

23. Зубарев Д.Н. Неравновесная статистическая термодинамика. М.: Наука, 1971.-416с.

24. Иванов В.А. Регулирование энергоблоков. Л.: Машиностроение, 1982.- 311 с.

25. Имитационная модель пылесистем по схеме прямого вдувания паровых котлов (теоретические основы и технология реализации в составе АСУТП) /

26. Ю.С. Тверской, С.А. Таламанов, Д.Ю. Тверской и др. // Теплоэнергетика, 2005, № 9. — С.61-69.

27. Имитационные системы в проектировании и исследовании электротехнических объектов и автоматизированных комплексов. Бородулин Ю.Б., Нуждин В.Н. Учеб. пособие / Иван, энерг ин-т. Иваново, 1986. - 84 с.

28. Калафати Д.Д. Применение первого закона термодинамики для закрытых поточных систем. Учебное пособие. М.: МЭИ, 1989. - 80 с.

29. Кириллин В.А., Сычев В.В., Шейндлин А.Е. Техническая термодинамика. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 416 с.

30. Кондрашин A.B. Технологические основы управления теплоэнергетическими процессами. М.: Полиграфическая фирма «Испо-Сервис», 2004г.- 316 с.

31. Копсов А.Я. Надежность электроснабжения потребителей приоритетная задача, энергетиков московского региона // В кн.«Технология АСУТП электростанций» / Под ред. Ю.С.Тверского. - Иваново, 2005. - С. 15-20.

32. Концепция технической политики ОАО «РАО «ЕЭС России» // М.: 2005. 70 с.

33. Краснощеков П.С., Петров A.A. Принципы построения моделей. М.: Изд. МГУ, 1983.-264 с.

34. Кузнецов А.Г., Руденко A.B., Цирлин A.M. Оптимальное управление в термодинамических системах с конечной емкостью источников // Автоматика и телемеханика, 1985, № 6. С.20-32.

35. Коновалов В И. Техническая термодинамика. Иваново, ИГЭУ. 2005. - 620 с.

36. Лебедев А.Н. Подготовка и размол топлива на электростанциях. М.: Энергия, 1969. - 520 с.

37. Лебедев А.Т., Кондрашин A.B., Тверской Ю.С., Гушло В.Н. Статистические характеристики .топочных возмущений при различных режимах работы котлов // Теплоэнергетика, 1972, № 5. С.77-79.

38. Левит Г.Т. Испытание пылеприготовительных установок. М.<: Энергия, 1977. - 185 с.

39. Левит Г.Т. Пылеприготовление на тепловых электростанциях. М.: Энергоатомиздат, 1991. - 382 с.

40. Лузин П.М. О процессе размола в молотковой мельнице // Теплоэнергетика, 1965, № 6.-С.10-14.

41. Лыско В.В., Свидерский А.Г., Бармаков Ю.Н. Автоматизация энергетических процессов на базе новейших программно-технических средств // Приборы и системы управления, 1998, № 8.

42. Методика математического описания динамики блочных установок с барабанными и прямоточными парогенераторами. М.: СЭВ, 1974. - 251 с.

43. Методические указания по объему технологических измерений, сигнализации и автоматического регулирования на ТЭС. СО 34.35.101-2003.

44. Мизонов В.Е., Ушаков С.Г. Аэродинамическая классификация порошков. М.: Химия, 1989. - 158 с.

45. Мизонов В.Е., Ушаков С.Г., Шувалов С.И1. Исследования влияния эффективности сепаратора на производительность мельничной установки // Теплоэнергетика, 1984, №4.-С.49-51.

46. Модернизация АСУТП электростанций / Ю.С. Тверской; С.А. Таламанов, A.B. Мурин, М.Ю. Тверской //Теплоэнергетика, 1998, № 10. С.40-43.

47. Нейман А.Д., Горский Е.Р., Тверской Ю.С. Динамика системы регулирования прямоточного котла ПК-40-1 в рабочем диапазоне нагрузок // Теплоэнергетика, 1970, № 10. С.52-56.

48. Нормативный метод расчета динамических характеристик прямоточных котлов. // В кн. Котельные и турбинные установки энергоблоков мощностью 500 и 800 МВт / Под ред. В.Е. Дорощука. М.: Энергия, 1979. - С.561-569.

49. Общие технические требования к программно-техническим комплексам для АСУТП тепловых электростанций. РД 153-34.1-35.127-2002. М.: СПО ОРГРЭС, 2002.-147 с.

50. Обоснование необходимости разработки и создания ШБМ нового поколения. Отчет ВТИ. Отв. исп. А.К.Бокша. Москва.: 1991.

51. Осокин В.П. Молотковые мельницы. М.: Энергия, 1980. - 176 с.

52. Об утверждении ТЭО реконструкции Ивановской ГРЭС с установкой 2-х ПГУ-325. Приказ №385 от 28.07.2003. М.: ОАО «РАО «ЕЭС России».

53. Пикина Г.А. Математические модели теплоэнергетических объектов. Под ред. Э.К. Аракеляна. М.: Изд. МЭИ, 1997,-137 с. .

54. Проектирование ПТК АСУТП энергоблока / О.М. Идзон, Г.С. Майзлин, В.Н. Модин, М.М. Владимиров//Электрические станции, 2004, №1. С.19-27.

55. Программно-технический комплекс "Квинт" / Н.М. Курносов, В.В. Певзнер, А.Г. Уланов, Е.А. Яхин //Теплоэнергетика, 1993, № 10. -С.2-10.

56. Профос П. Регулирование паросиловых установок: Пер. с нем. / Под ред. Н.И. Давыдова. М.: Энергия, 1967.

57. Рабенко B.C. Моделирование режимов работы энергоблоков ТЭС для компьютерных тренажеров // Энергосбережение и водоподготовка. 2003, № 4".

58. Разработка и внедрение систем регулирования основных параметров котла в составе АСУТП энергоблока 500 МВт Рефтинской ГРЭС / В.А. Биленко, H.H. Деркач, Э.Э. Микушевич, Д.Ю.Никольский // Теплоэнергетика, 1999, № 10.-С.2-9.

59. Расчет и проектирование пылеприготовительных установок котельных агрегатов (нормативные материалы). Л.: ЦКТИ, 1971. - 309 с.

60. Ромадин В.П. Пылеприготовление.- М.-Л: Госэнергоиздат, 1953.-519 с.

61. Ротач В.Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования. М.: Энергия, 1973. - 440 с.

62. Ротач В.Я., Кузищин В.Ф., Солдатов В.В. Учет чувствительности систем регулирования при расчете оптимальных параметров настройки // Теплоэнергетика, 1983, № 10. С. 15-19.

63. Ротач В.Я. Теория автоматического управления. М.: Изд-во МЭИ, 2004. -400 с.

64. Рубашкин A.C. Компьютерные тренажеры для операторов тепловых электростанций //Теплоэнергетика, 1995, № 10. С.38-46.

65. Семенов A.M. Основы термодинамики неравновесных систем. Уч. пособие. -М.: МЭИ, 2001.-132 с.

66. Серов Е.П., Корольков Б.П. Динамика парогенераторов. М.: Энергия, 1972. -416 с.

67. Соколов Н.В., Лузин П.И. Движение топлива при размоле в молотковой мельнице на стенде // Энергомашиностроение, 1964, № 2. С.41-43.

68. Способ сжигания топлива. Авт. Тверской Ю.С., Андреев Ю.В., Андреев Н.В. Тверской Д.Ю. Патент РФ № 2233404. Приоритет 18.10.2001. Опубл. 27.07.2004, бюлл.№21.

69. Таламанов С.А., Тверской Ю.С. Практикум по идентификации, параметрической оптимизации и имитационному моделированию систем автоматического управления: Учеб. пособие / Иваново: ИГЭУ, 2000. 96 с.

70. Тверской Д.Ю. Разработка системы автоматизации нового поколения ШБМ для котлов с пылесистемами прямого вдувания. Поясн. записка к дипл. проекту. Иваново, 1993. - 161 с.

71. Тверской Д Ю Методика термодинамического анализа пылесистем прямого вдувания паровых котлов электростанции // Материалы науч.-техн. конф. "Управление в технических системах". Ковров: КГТА, 1998. - С.95-97.

72. Тверской Ю.С Автоматизация котлов с пылесистемами прямого вдувания. -М.: Энергоатомиздат, 1996. 256 с.

73. Тверской Ю.С., Тверской Д.Ю. Теоретические основы динамических моделей каналов формирования потоков топливовоздушных смесей в топки котлов / Иван. гос. энерг. ун-т. Иваново, 2002.-74 с. Деп. в ВИНИТИЧ8.01.02 № 86-В2002.

74. Тверской Ю.С., Тверской Д.Ю., Харитонов И.Е. О создании фонда экспериментальных динамических* характеристик паровых котлов ТЭС // Новое в российской электроэнергетике, 2002, №12. С.16-24.

75. Тверской Ю.С., Таламанов С.А. Особенности реализации расширенной концепции проектирования систем управления при создании автоматизированного энергетического оборудования / Тезисы докладов XI

76. Всесоюзного совещания по проблемам управления. Том 1. Ташкент, 1989. -С.328-329.

77. Тверской Ю.С., Таламанов С А , Голубев A.B. Освоение новой технологии АСУТП в учебно-научном процессе энергетического университета // Промышленные АСУ и контроллеры, 2004, №6.- С.6-9.

78. Тверской Ю.С., Таламанов С.А. О новом классе АСУТП, оснащаемых математическими моделями управляемого технологического оборудования // Труды межд. научн. конф. "Теория и практика построения и функционирования АСУТП (CONTROL-2003)". М.: Изд-во МЭИ, 2003.

79. Тверской Ю.С., Таламанов С.А. Опыт создания и перспективы развития полигонов полномасштабных АСУТП энергоблоков тепловых^электростанций // Вестник ИГЭУ, Вып.1. Иваново, 2002. - С.101-107.

80. Тверской Ю.С., Таламанов С.А. О новом/ классе- АСУТП, оснащаемых математическими моделями управляемого технологического оборудования // Промышленные АСУ и контроллеры, 2004, № 8. С.31-33.

81. Теория моделей в процессах управления. Информационный и термодинамический аспекты / Б.Н. Петров, Г.М. Уланов, И.И. Гольденблат, C.B. Ульянов. М.: Наука. 1978. - 223 с.

82. Теплотехнический справочник / Под ред. В.Н.Юренева и»П.Д.Лебедева. М.: Энергия, т. 1, 1975.-744 с. т.2, 1976. - 896 с.

83. Тверской Ю.С., Аракелян Э.К., Кузнецов С.И. Подготовка и повышение квалификации специалистов в области современных' АСУТП электростанций.//Теплоэнергетика, 2006, №11.-С.70-74.

84. Технология АСУТП электростанций.//Под ред. д.т.н., проф. Ю.С. Тверского: Труды Междунар. науч.-техн. конф. "Х1Г Бенардосовские чтения". Иваново: Изд. ИГЭУ, 2005. - 164 с.

85. ТУ 108.1436-87. Мельница молотковая тангенциальная автоматизированная ММТ-2000/2590/750КА. ГТУ Минтяжмаш СССР, ГТУ Минэнерго СССР. 1987. -26 с.

86. Ушаков С.Г., Зверев Н.И. Инерционная сепарация пыли. М.: Энергия, 1974. -168 с.

87. Фонд экспериментальных динамических характеристик паровых котлов тепловых электрических станций / Д.Ю. Тверской, И.Е. Харитонов, С.А. Таламанов, Ю.С. Тверской // Теплоэнергетика, 2005, №10. С.32-35.

88. Фортов В.Е., Шпильрайн // Энергия и энергетика. М.: Изд. «Букос», 2004. -74 с.

89. Хайтцер Г., Шустер Л. Модернизация системы управления это больше, чем просто ее замена // Теплоэнергетика, 1999; №7. - С.72-75.

90. Хзмалян Д.М., Каган Я.А. Теория горения и топочные устройства / Под ред. Д.М.Хзмаляна. М.: Энергия, 1976. - 488 с.

91. Хорьков Н.С., Тюпина Т.Н. Расчеты динамических характеристик парогенераторов. М.: Машиностроение, 1979. - 160 с.

92. Что мешает внедрению АСУТП? / В.Д. Миронов, Э.К. Ринкус, Ю.С. Тверской и др. // Теплоэнергетика, 1989, № 4. С.72-76.

93. Экспериментальные динамические характеристики котлоагрегата ТПП-110 блока мощностью 300 МВт / A.A. Виноградов, И.Д. Лисанский, А.П. Юдинсон и др. //Теплоэнергетика, 1968, №1.

94. Экспериментальные динамические характеристики котлоагрегата ПК-39 / Л.В. Фатеева, A.C. Корецкий, Б.В. Немерский и др. // Электрические станции, 1969, №3.

95. VGB "Kraftwerkstechnik", 67. Heft 12, 1987.

96. Проспект фирмы "Stein Industrry". "Horizontal double-ended BBD type Ball tube mill", 1989r.103. "A single mill boiler for direct Siring", ALSTHOM REWIEW, №1, 1985.

97. Мельницы молотковые тангенциальные для размола твердого топлива. ТУ. ОСТ 108.270.03-80. Изд. Официальное Е. 23 с.

98. Летин Л.А., .Роддатис К.Ф. Среднеходные и тихоходные мельницы. М.: Энергоатомиздат, 1981.-360 с.

99. Волковинский В.А., Роддатис К.Ф., Толчинский E.H. Системы пылеприготовления с мельницами-вентиляторами. М.: Энергоатомиздат, 1990.-272 с.

100. Рубашкин A.C., Рубашкин В.А Развитие технологии, моделирования динамических процессов на тепловых электростанциях. // Теплоэнергетика, 2004, № 10. -С.40-43.

101. Непомнящий Е.А. Кинетика* некоторых процессов переработки дисперсных материалов. Теоретические основы химической технологии. Т.7, №5.-С.754-763.

102. Рущинский' В.М. Математическая модель барабанного котла. // «Труды ЦНИИКА», -вып.16. 1967.

103. Интеллектуальный продукт «Экспертный анализ АСУТП энергоблоков 800 МВт Рязанской ГРЭС. // Ю.С. Тверской; С.А. Таламанов, A.B. Мурин, С.Г.Абрамов, А.Н.Белов, И.В. Аленина, Д.Ю.Тверской. М.: ВНТИЦ № 90200000017 от 14.02.2000.