Diagnostyka cieplna eksploatacji w energetyce
Henryk Rusinowski
rok wydania: 2010
stron: 174
oprawa: miękka
format: B5
wydawnictwo: Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego
Rozwój diagnostyki cieplnej eksploatacji w ostatnich latach opiera się na postępie w rozwoju technik pomiarowych oraz modelowaniu matematycznym procesów cieplnych. Upowszechnienie osiągnięć metrologii oraz metod elektronicznej akwizycji i przetwarzania danych pomiarowych, a także zwiększony dostęp do technik komputerowych pozwalają na rozwiązywanie zadań o niedostępnej dotąd złożoności. Celem książki jest przedstawienie najważniejszych problemów związanych z nowoczesną diagnostyką cieplną eksploatacji procesów i systemów energetycznych. Należą do nich:
* wyznaczanie niepewności pomiarów cieplnych zgodnie z normą międzynarodową "Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement"
* zaawansowana walidacja pomiarów metodą rachunku wyrównawczego,
* obliczanie wskaźników charakteryzujących warunki eksploatacji maszyn, urządzeń i systemów energetycznych,
* modelowanie matematyczne procesów cieplnych z wykorzystaniem metod modelowania analitycznego, regresyjnego i metod sztucznej inteligencji (modelowanie za pomocą sztucznych sieci neuronowych oraz algorytmów ewolucyjnych),
* obliczanie wpływu parametrów eksploatacji na jednostkowe zużycie energii chemicznej paliw z wykorzystaniem modelowania matematycznego procesów cieplnych,
* budowa nowoczesnych systemów diagnostyki cieplnej i kontroli eksploatacji.
Książka powstała w wyniku pozyskanej wiedzy i zdobytego doświadczenia przy opracowaniu i wdrożeniu systemów kontroli eksploatacji w PGE Elektrowni Opole S.A. oraz PKE S.A. Elektrowni Jaworzno III oraz dzięki wsparciu Ministerstwa Nauki i Informatyzacji poprzez finansowanie następujących projektów badawczych:
* Modelowanie empiryczne złożonych procesów cieplnych i energotechnologicznych, projekt 3T10B04428, 2[zasłonięte]005-20,
* Modelowanie empiryczne obiegu parowego dla zaawansowanych systemów kontroli eksploatacji, projekt promotorski NN[zasłonięte]51212, 2[zasłonięte]007-20.
SPIS TREŚCI:
Spis oznaczeń 5
1. WSTĘP 8
Literatura do rozdziału 1 11
2. WALIDACJA DANYCH POMIAROWYCH 12
2.1. Wstępna walidacja pomiarów 13
2.2. Zaawansowana walidacja pomiarów 14
2.3. Wyznaczanie niepewności pomiaru 20
2.3.1. Metoda typu A obliczania niepewności standardowej 21
2.3.2. Metoda typu B obliczania niepewności standardowej 21
2.3.3. Złożona niepewność standardowa pomiarów bezpośrednich 23
2.3.4. Złożona niepewność standardowa pomiarów pośrednich 24
2.3.5. Niepewność rozszerzona 25
2 4. Modele walidacyjne procesów cieplnych 26
2.4.1. Model bilansowy kotła opalanego paliwem stałym 26
2.4.2. Model bilansowy pieca płomiennego do ogniowej rafinacji 29
2.4.3. Model bilansowy bloku kondensacyjnego 33
Literatura do rozdziału 2 39
Witryny internetowe 40
3. WSKAŹNIKI OCENY ENERGETYCZNEJ EKSPLOATACJI 41
3.1. Wskaźniki oceny energetycznej eksploatacji elektrowni i elektrociepłowni 41
3.1.1. Wskaźniki globalne dla elektrowni węglowych 41
3.1.2. Wskaźniki globalne dla elektrociepłowni węglowych 43
3.1.3. Wskaźniki oceny energetycznej eksploatacji kotłów 51
3.1.4. Wskaźniki oceny energetycznej eksploatacji wymienników ciepła 61
3.1.5. Wskaźniki oceny energetycznej eksploatacji turbiny 62
3.2. Wskaźniki oceny energetycznej eksploatacji pieców technologicznych 63
Literatura do rozdziału 3 67
4. MODELOWANIE MATEMATYCZNE PROCESÓW CIEPLNYCH W DIAGNOSTYCE I KONTROLI EKSPLOATACJI 68
4.1. Modelowanie regresyjne 69
4.1.1. Estymacja parametrów modelu liniowego 70
4.1.2. Ocena statystyczna jakości predykcji 71
4.1.3. Wyznaczanie przedziałów ufności 73
4.1.4. Dobór optymalnej struktury modelu liniowego 74
4.1.5. Estymacja parametrów modelu nieliniowego z wykorzystaniem algorytmów ewolucyjnych 76
4.2. Modelowanie neuronowe 81
4.2.1. Algorytm wstecznej propagacji błędu 85
4.2.2. Algorytm wstecznej propagacji błędu z momentum 87
4.2.3. Algorytm zmiennej metryki 88
4.2.4. Algorytm Levenberga-Marquardta 88
4.3. Analiza porównawcza klasycznego modelowania regresyjnego, z wykorzystaniem algorytmów ewolucyjnych oraz neuronowego 91
Literatura do rozdziału 4 95
5. MODELOWANIE EMPIRYCZNE KOTŁÓW 96
5.1. Modele empiryczne kotłów typu "czarna skrzynka" 96
5.1.1. Modelowanie regresyjne względnych strat energii w kotle fluidalnym CFB 260 Compact 97
5.1.2. Modelowanie neuronowe względnych strat energii w kotle pyłowym 99
5.2. Model hybrydowy kotła pyłowego 102
Literatura do rozdziału 5 108
6. MODELOWANIE EMPIRYCZNE OBIEGU PAROWO-WODNEGO I CHŁODNI KOMINOWEJ 110
6.1. Model turbiny 110
6.2. Model regeneracyjnych wymienników ciepła 115
6.3. Model skraplacza 119
6.4. Model chłodni kominowej 122
Literatura do rozdziału 6 126
7. MODELOWANIE EMPIRYCZNIE PIECÓW TECHNOLOGICZNYCH 128
7.1. Modelowanie empiryczne pieców technologicznych do ogniowej rafinacji w hutnictwie miedzi 128
7.1.1. Modelowanie przebiegu rafinacji miedzi 129
7.1.2. Modelowanie energochłonności pieców anodowych 131
7.2. Modelowanie energochłonności nagrzewnic dmuchu wielkopiecowego w hutnictwie żelaza 135
Literatura do rozdziału 7 140
8. WPŁYW PARAMETRÓW EKSPLOATACJI NA ENERGOCHŁONNOŚĆ WYTWARZANIA ENERGII ELEKTRYCZNEJ W BLOKACH KONDENSACYJNYCH I CIEPŁOWNICZYCH 142
8.1. Obliczenia odchyleń eksploatacyjnych dla bloku kondensacyjnego w oparciu o model symulacyjny 142
8.1.2. Algorytm obliczeń odchyleń eksploatacyjnych 145
8.2. Obliczenia odchyleń eksploatacyjnych z wykorzystaniem krzywych korekcyjnych 148
8.2.1. Krzywe korekcyjne 148
8.2.2 Obliczenia odchyleń eksploatacyjnych dla bloku ciepłowniczego 150
Literatura do rozdziału 8 154
9. WPŁYW PARAMETRÓW EKSPLOATACJI NA ENERGOCHŁONNOŚĆ PIECÓW TECHNOLOGICZNYCH 156
9.1. Wpływ parametrów eksploatacji na energochłonność procesu rafinacji miedzi w piecach anodowych 156
9.2. Wpływ parametrów eksploatacji na energochłonność nagrzewania dmuchu w zespole nagrzewnic wielkopiecowych 157
Literatura do rozdziału 9 161
10. MODUŁOWY SYSTEM KONTROLI EKSPLOATACJI 162
10.1. Przegląd systemów kontroli eksploatacji 162
10.2. Struktura systemu MSKE 164
10.3. Rozwiązania informatyczne systemu MSKE 166
10.4. Realizacja systemu MSKE w Elektrowni Opole 167
10.5. Doświadczenia z eksploatacji systemu MSKE w Elektrowni Opole 168
Literatura do rozdziału 10 170
Witryny internetowe 171
Skorowidz 172
