Автореферат (Исследование схем и параметров энергоустановок ТЭС на основе открытых интерактивных сетевых расчетов), страница 2

Непосредственное участие автора выразилось:а) в обзоре литературы и анализе опубликованной информации,связанной с направлениями настоящего исследования;б) в разработке «Комбинированной методики формирования открытыхинтерактивных ресурсов», позволяющей формировать OI - алгоритмы иресурсы, которые предназначены для сетевых расчетов применительно кэнергоустановкам (ГТУ, ПГУ – КУ, ПГУ – ТЭЦ и др.),в) в создании «Методика оптимизационных расчетов», с помощьюкоторой выбираются теплосиловые схемы комплексных установок ЭУ (ГТУ,ПТУ, ПГУ и др.), и выполнении оптимизационных расчетов, в которыхвычисляются энергетические критерии Z указанных энергоустановок взаданном интервале значений ΔY,г) в обработке и анализе полученных результатов,д) в разработке и тестировании базы ОБД.Автор выносит на защиту:1) «Методику оптимизационных расчетов», с помощью которойвыбираются теплосиловые схемы комплексных установок ЭУ (ГТУ, ПГУ –КУ, ПГУ – ТЭЦ и др.) и оптимизируются режимы работы указанныхустановок ЭУ,2)«Комбинированнуюметодикуформированияоткрытыхинтерактивных ресурсов», которые предназначены для сетевых расчетовприменительно к энергоустановкам (ГТУ, ПГУ – КУ, ПГУ – ТЭЦ и др.),3) OI – алгоритмы, которые отвечают заданным теплосиловым схемамэнергоустановок (ГТУ, ПГУ – КУ, ПГУ – ТЭЦ и др.) и предназначены:7а) для вычисления свойств R рабочих тел в заданных точкахтермодинамического цикла,б) для вычисления КПД и других энергетических критериев Z,4) схемные решения для ряда энергоустановок (ГТУ, ПГУ – КУ, ПГУ –ТЭЦ и др.),5) результаты оптимизационных расчетов, в которых вычисляются КПДи другие критерии Z для ряда энергоустановок (ГТУ, ПГУ – КУ, ПГУ – ТЭЦ идр.), при этом граничные параметры Y варьируются в заданном интервалезначений ΔY; выводы и рекомендации применительно к оптимальнымтермодинамическим циклам указанных энергоустановок,6) результаты, связанные с формированием базы ОБД и еетестированием.Апробация работы.

Основные методические положения и результатыдиссертационной работы отражены в докладах: на ХIX - ой Международнойнаучно-техническойконференциистудентовиаспирантов«Радиоэлектроника, электротехника и энергетика», НИУ МЭИ, г. Москва, 15февраля 2013 г., на ХXI - ой Международной научно-техническойконференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника иэнергетика», НИУ МЭИ, г. Москва, 14 февраля, 2015 г., в двух сообщениях наXIV - ой Российской конференции (с международным участием) потеплофизическим свойствам веществ (РКТС - 14), г. Казань, 2014 г., а такжерассмотрены на семинарах кафедр ТВТ и ТЭС НИУ «МЭИ» в 2014 и 2015 г.

г.Связь с планами основных научно-исследовательских работДиссертация выполнена в рамках работы над инициативным научнымпроектом № 12-08-91166 – а по теме “Исследование теплофизическихсвойств ионных жидкостей: эксперимент и моделирование” при поддержкеРоссийского фонда фундаментальных исследований.Внедрение результатов работыРяд результатов диссертации отражены в отчете о научноисследовательской работе “Исследование теплофизических свойств ионныхжидкостей: эксперимент и моделирование” Гос. рег.

№ 01201259336(заключительный, 1) по теме № 3042080, выполненной кафедрой Технологииводы топлива НИУ «МЭИ» в 2014 г.Полученные в диссертации алгоритмы, связанные с описаниемпроцессов и циклов ряда энергоустановок (ГТУ, ПГУ – КУ, ПГУ – ТЭЦ и др.),а также теплофизических свойств воды нашли применение в учебныхтренажерах и обучающих программах для персонала ТЭС.ПубликацииОсновное содержание диссертации отражено в 16 опубликованныхработах, из них пять статьей представлены в журналах из списка ВАК.Структура и объем работыДиссертационная работа состоит из введения, пяти глав и выводов поработе, а также содержит 171 страниц текста, приложения, 118 рисунков и 28таблиц. Список литературы включает 72 ссылку.8СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении и первой главе обоснована актуальность темыдиссертации, сформулированы цели работы и сделан выбор объектовисследования.Во второй главе рассмотрены схемные решения применительно кустановкам ЭУ (ГТУ, ПТУ, ПГУ - КУ и др.), которые используются вэнергетике, а также энергосберегающих технологиях, в том числе такихтехнологиях, где взаимосогласованное вырабатываются электроэнергия итепловая энергия.

Сделан анализ термодинамических циклов, а такжебазовых теплосиловых схем указанных установок ЭУ. Намечены актуальныемероприятия по модернизации базовой энергоустановки и соответствующиеим блоки теплосиловой схемы; например, для установки ГТУ выбраны (вскобках указаны граничные параметры Y, связанные с дополнительнымиблоками):1) увеличение числа ступеней турбины (Y6 = t),2) применение комбинированного паровоздушного охлаждениялопаточного аппарата турбины (Y11 = tСТ),3) увеличение числа ступеней сжатия и применение блоковпромежуточного охлаждения воздуха в компрессорном блоке (Y4 = k),4) применение блоков промежуточного перегрева газа в турбинномблоке и увеличение температуры газа до значения Y12 = t2Г.Третья глава посвящен методическим проблемам, изучаемым вдиссертации.

В ней рассмотрены следующие методические вопросы.1. Выбраны условия, которым отвечает открытый интерактивныйалгоритм (OI), а именно:а) он должен обеспечивает вычисление КПД и других энергетическихкритериев Z установки ЭУ с использованием средств Интернета,б) он является методичкой основой для соответствующего OI –ресурса, который размещается на сервере BS,в) Mathcad - код, который входит в OI – алгоритм, должен широкоиспользовать современные программные средства (Mathcad – ссылки,символьный Mathcad и др.).2.

Предложена структура OI – алгоритма, которая содержит:а) часть (1), которая именуется как Mathcad – поле и связана сMathcad– кодом, например, с программой Code_csplain_3.1(ρ,Y), а такжеформулами MF (MF), здесь Code – имя, указывающее на пакет Mathcad,csplain – имя, указывающее на метод расчета свойства ρ для данноговещества;б) текстовую часть (2) или текстовое поле, которое включаетсправочную информацию, например, о составе вещества, а такжекомментарии к формулам MF и методу расчета,9в) часть (3), связанную с информатикой и Интернет – технологиями(технология «Mathcad Calculation Server» и пакет «Microsoft Expression Web3») и обеспечивающую копирование формул MF и Mathcad – кода в целом.3.

Предложена «Комбинированная методика формирования открытыхинтерактивных ресурсов», которая позволяет формировать данный OI алгоритм и соответствующий OI – ресурс с использованием пакета Mathcad иИнтернет – технологий. На ее первом этапе создается OI - алгоритм,например, алгоритм Algor – OI – Air_3.1(R,Y, (https:\\klm),key(def)), здесь вимени алгоритма:а) Air - имя вещества, б) R = (ρ, h, s, …) свойства, вычисляемые спомощью данного алгоритма.На втором этапе данной методики, который связан с формированием,во– первых, с помощью Интернет – технологий преобразуют Mathcad – код,который входит в исходный OI – алгоритм, в O – ресурс, и, во – вторых,размещают OI – ресурс на удаленном сервере (BS).Третий этап данной методики связан с привлечением инструментов иликодов, которые касаются Интернет – технологий и обеспечиваютфункционирование данного OI – ресурса в Интернете.В третьей главе представлены методические основы базы ОБД, котораяориентирована на тепловую энергетику и отвечает ряду условий, включаяследующие:I) она должна обеспечивать справочной информацией и расчетнымиинструментами пользователя, выполняющего ТФ – расчеты, которые, вопервых, необходимы при проектировании и усовершенствовании установокЭУ, предназначенных для комбинированного производства электроэнергии итепла и, во – вторых, нацелены на вычисление свойств R рабочих тел(вещества, теплоносители, смесевые системы и др.),II) база ОБД должна базироваться на пакете Mathcad, использовать IT –инструменты и размещаться в Интернете,III) база ОБД должна содержать открытые интерактивные алгоритмы, втом числе:а) OI - алгоритмы, которые предназначены для вычисления свойстврабочих веществ R = (v, h, s…),б) OI - алгоритмы, которые связаны с вычислением критериев Zприменительно к установкам ЭУ.Предложена структура базы ОБД, рассмотрены функции базы ОБД.Разработаны OI - алгоритмы и соответствующие ресурсы, которые отражаютв новой форме теплофизические свойства R рабочих тел, а также материалов,применяемых в тепловой и атомной энергетике.Четвертая глава «Разработка Интернет - ресурсов и прикладныерасчеты» состоит из нескольких частей.Анализ теплосиловых схем установок ЭУ, а также термодинамическихпроцессов и циклов, рассматриваемых в диссертации, сделан в частях 4.1 и4.2.10Часть 4.3 посвящена схемным решениям и ТФ - расчетам, которыесвязаны с КПД и другими критериями Z для установок ГТУ.

В этой частинами проанализированы результаты ряда исследований, в том числе, работЦанева С.В., Бурова В.Д. и др. (2006 г., 2011 г.), Андрющенко А.И. и др.(1998 г.), Волощука В.А. и др. (2011 г.), Шабанова И.С., Шарапова В.И. (2010г.) Лебедева А.С. и др. (2008 г.), Очкова В. Ф., Александрова А. А. и др. (2008г.), Лавыгина В.М., Седлова А.С., Цанева С.В. (2009 г.).В соответствии с разработанной «Методикой оптимизационныхрасчетов», (см. ниже) выбраны теплосиловые схемы ГТУ, в том числе базоваясхема ГТУ (вариант 4.1) и варианты теплосиловых схем, которые содержатблоки, связанные с мероприятиями (1,2,3 …) по модернизации базовойсхемы.Создано несколько вариантов OI – ресурсов, которые предназначены:а) для вычисления свойств R рабочих тел в заданных точкахтермодинамического цикла,б) для вычисления КПД и других энергетических критериев Z дляустановок ГТУ,в) для оптимизационных расчетов, в которых вычисляютсяэнергетические критерии Z применительно к данным вариантам схем, приэтом граничные параметры Y варьируются в заданном интервале значенийΔY.К указанным ресурсам относятся следующие объекты:1) Res - OI – GTU_4.1(Z, R, U, (https:\\klm),key(def)),2) Res – OI – GTU_4.2(Z, R, U, (https:\\klm), key(def)),3) Res – OI – GTU_4.3.1(Z, R, U, (https:\\klm), key(def)),4) Res – OI – GTU_4.3.2(Z, R, U, (https:\\klm), key(def)),5) Res - OI – GTU_4.3.3(Z, R, U, (https:\\klm),key(def)).Из них первый связан с базовым циклом установки ГТУ, для которогорассмотрены варианты таких рабочих тел, как: а) воздух, б) продуктысгорания.