Разработка и исследование математических моделей элементов газовоздушного тракта для создания АСУ ТП установки по переработке органических отходов

S. R. Shakirov, A. G. Kvashnin, A. V. Pisarev

Результат исследования: Научные публикации в периодических изданияхстатьярецензирование

Аннотация

Утилизация органических отходов является крайне важной и актуальной экологической задачей. Одним из перспективных направлений в данной области является создание многорежимных (сжигание, пиролиз и газификация) установок по переработке органических отходов с получением на выходе полезных продуктов в виде непосредственно тепловой энергии и энергоносителей (биоуголь, бионефть, пиролизные смолы, синтез-газ и т.п.) и удобрений. Основными проблемами при создании подобных установок являются нестабильность свойств исходного сырья, его высокая влажность и зольность. Это в свою очередь заставляет применять нестандартное оборудование и нетиповые алгоритмы управления, процесс создания которых требует проведения большой экспериментальной работы. При этом проведение натурных экспериментов является дорогим, сложным и долгим процессом, что приводит к необходимости широкого применения математического и компьютерного моделирования. В работе получены математические модели элементов газовоздушного тракта (ГВТ) установки по переработке органических отходов. Определены характеристики ГВТ установки как объекта регулирования по давлению в нижней и разрежению в верхней части камеры сжигания. ГВТ установки, состоящий из дымохода и воздуховода, выполняет функции удаления из камеры сжигания дымовых газов и подачи воздуха, необходимого для поддержания процесса горения топлива. При разработке новых систем автоматизации моделирование позволяет достаточно точно оценить применяемые решения, упростить и удешевить процесс их создания, решить вопросы устойчивости систем, оптимизации переходных процессов и пр. При моделировании газовоздушный тракт установки условно разбит на ряд участков, для которых получены математические модели. Определены нелинейность полученных математических моделей по каналам "давление среды на входе n-го участка ГВТ - давление среды на выходе n-го участка ГВТ", нестационарность объектов регулирования и зависимость их динамических характеристик от режима работы установки. По разработанным моделям выявлена двухсторонняя взаимосвязь газового и воздушного трактов. Полученные математические модели участков ГВТ установки необходимы для синтеза всережимных регуляторов разрежения дымовых газов в верхней части и давления воздуха в нижней части камеры сжигания установки и расчета компенсаторов межканальных связей газового и воздушного трактов.
Переведенное названиеResearch and development of mathematical models of elements of a gas-air flow for improvement of automatic control system of organic waste processing plant
Язык оригиналарусский
Номер статьи3
Страницы (с-по)575-583
Число страниц9
ЖурналMekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie
Том21
Номер выпуска10
DOI
СостояниеОпубликовано - 2020

Предметные области OECD FOS+WOS

  • 2.02 ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕХНИКА, ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
  • 1.02 КОМПЬЮТЕРНЫЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ НАУКИ

ГРНТИ

  • 50 АВТОМАТИКА. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА

Fingerprint

Подробные сведения о темах исследования «Разработка и исследование математических моделей элементов газовоздушного тракта для создания АСУ ТП установки по переработке органических отходов». Вместе они формируют уникальный семантический отпечаток (fingerprint).

Цитировать