Исследование характеристик технологического контроля турбин: На примере Абаканской ТЭЦ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.16, кандидат технических наук Кособуков, Константин Иванович

• Кособуков, Константин Иванович
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кособуков, Константин Иванович

Оглавление

Введение

Глава 1 ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ КОНТРОЛЯ НА ТЭЦ

1.1 Введение

1.2 Основные подходы к построению систем автоматизированного контроля на ТЭЦ

1.2.1 Введение

1.2.2 АСУ ТП на основе программно-технического комплекса «Торнадо»

1.2.3 АСУ ТП на основе программно-технического комплекса «Саргон»

1.2.4 АСУ ТП на основе программно-технического комплекса «Микроконт»

1.2.5 АСУ ТП на основе программно-технического комплекса «Круг 200/Т»

1.2.6 АСУ ТП на основе программно-технического комплекса «ТЭЦ»

Выводы

Глава 2 АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОН

ТРОЛЯ ПРОЦЕССОВ АБАКАНСКОЙ ТЭЦ

2.1 Введение

2.2 Общие сведения, характеристика основного оборудования Абаканской ТЭЦ ОАО «Хакасэнерго»

2.2.1 Общие сведения

2.2.2 Краткая характеристика энергетических котлов и турбин

2.2.3 Технико -экономические показатели работы Абаканской ТЭЦ за 2003 год

2.2.4 Характеристика системы теплоснабжения г. Абакана и стратегия её развития с учётом пуска котлоагрегата № 4 2.3. Автоматизированная система технологического контроля параметров котлоагрегатов и турбин Абаканской ТЭЦ

Выводы

Глава 3 СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК РАСПРЕДЕЛЁННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ТУРБИН АБАКАНСКОЙ ТЭЦ

3.1 Анализ статистических данных локальной распределённой

3.2 Анализ статистических данных измерений характеристик турбины №

3.2.1 Анализ данных давления пара турбины №

3.2.2. Анализ данных температуры пара коллектора уплотнения турбины №

3.2.3 Анализ данных температуры циркулирующей воды на входе справа турбины №

3.2.4 Анализ данных температуры циркулирующей воды на входе слева турбины №

3.2.5 Анализ данных температуры масла в маслоохладителе турбины №

3.2.6 Анализ данных температуры холодного газа статора, Т1, турбины №

3.2.7 Анализ данных температуры холодного газа корпуса статора, Т2 турбины №

3.2.8 Анализ данных температуры холодного газа корпуса, Т1, турбины №

3.2.9 Анализ данных температуры холодного газа корпуса, Т2 турбины №

3.2.10. Анализ данных давления водорода в генераторе турбины №

3.2.11. Анализ данных чистоты водорода турбины №1 69 3.2.12 Анализ данных температуры острого пара турбины № 1 71 Выводы

Глава 4 ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕДЕЙ ТЕОРИИ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ДЛЯ АНАЗИЗА ВЕРОЯТНОСТНО-ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ 75 ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ТУРБИН АБАКАНСКОЙ ТЭЦ

4.1 Введение

4.2 Метод определения среднего времени задержки в однолинейной системе массового обслуживания с ограниченной очередью 4.2.1 Предварительные сведения из теории массового обслуживания 75 4.2 Метод определения среднего времени пребывания требования в системе массового обслуживания при ограниченной очереди 4.3. Определение среднего времени пребывания требования в системе

4.3.1 Система М/М/1/N

4.4 Применение модели системы массового обслуживания M/D/1/N для анализа вероятностно-временных характеристик автоматизированных систем технологического контроля на примере Абаканской ТЭЦ

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование характеристик технологического контроля турбин: На примере Абаканской ТЭЦ»

Актуальность темы

На протяжении ряда лет Красноярский научно-исследовательский институт систем управления, волновых процессов и технологий Минобразования России (НИИ СУВПТ) проводит работы по анализу и модернизации систем технологического контроля на ТЭЦ (приложение 1). С 2003 года работы ведутся по реконструкции Абаканской ТЭЦ в Хакасии.

Топливно - энергетический комплекс страны был и остается важнейшим в структуре экономики России. Он является одним из ключевых факторов обеспечения жизнедеятельности производительных сил и населения. Постепенный переход к рыночным формам взаимоотношений в отрасли и обострение противоречий между потребителями и производителями энергоресурсов выдвигают задачи энергообеспечения регионов в число первоочередных. Создание энергетического паспорта региона ставит своей целью формирование представительного документа, отражающего сведения о количестве и качестве использования топливно - энергетических ресурсов, об объективных потребностях в них.

Сибирь была и остается главной топливно-энергетической базой России. Здесь производится и добывается 77% всех энергоресурсов страны: 27% электроэнергии, 91% газа, 69% нефти, 61% угля.

Федеральная целевая программа «Энергоэффективная экономика» предусматривает «перевод страны на энергосберегающий путь развития и достижение экономии топливно-энергетических ресурсов за счет использования современных технологий и снижение энергоемкости валового внутреннего продукта в 2005 году на 13,4% и в 2010 году на 26 % по отношению к 2000 году».

Технологический контроль осуществляется с помощью информационно-измерительной системы.

Однако информационно-измерительная система контроля за технологическими процессами построена на устаревшем оборудовании и требует модернизации. Кроме того, на ТЭЦ назрела острая необходимость внедрения автоматизированной системы управления максимально согласованной с уже существующей информационно-измерительной системой контроля.

Цель работы. Основной целью работы является исследование функционирования информационно-измерительной системы технологического контроля турбин Абаканской ТЭЦ для снижения экономических затрат при выработке электрической энергии на ТЭЦ.

Для достижения цели в диссертационной работе решены следующие основные задачи:

1. дан анализ построения информационно-измерительной системы контроля функционирования турбин, выявлены основные проблемы;

2. разработаны программы обработки статистических данных;

3. проведён анализ статистических данных системы контроля турбин;

4. получены графики изменения контролируемых параметров по результатам обработки статистических данных и дан их анализ;

5. предложены модели теории массового обслуживания для анэпиза вероятностно-временных характеристик в информационно-измерительной системе контроля турбин Абаканской ТЭЦ;

6. получены аналитические выражения, для определения вероятности переполнения накопительных устройств измерительной системы и среднего времени задержки, при пуассоновском распределении входного потока и экспоненциальном распределении времени обслуживания при ограниченной числе мест накопительных устройств (модель массового обслуживания M/D/1/N);

7. даны практические рекомендации по дальнейшему развитию информационно-измерительной системы контроля турбин Абаканской ТЭЦ.

Методы исследования. В процессе решения задач для достижения поставленной цели в качестве аппарата исследований использованы: математический аппарат линейной алгебры; метод статистического анализа; теории массового обслуживания; теории вероятностей.

Правильность теоретических положений подтверждена экспериментальными исследованиями.

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие результаты: разработаны программы отображения и обработки статистических данных информационно-измерительной системы контроля турбин Абаканской ТЭЦ; разработаны модели анализа вероятностно-временных характеристик в информационно-измерительной системе контроля котлоагрегатов на основе моделей теории массового обслуживания; получены замкнутые аналитические выражения для определения среднего времени задержки и вероятности потерь данных полученных в ходе измерений; получены основные качественные характеристики проводимых измерений.

Практическая ценность. В диссертационной работе на основе анализа функционирования информационно-измерительной системы контроля технологических процессов турбин Абаканской ТЭЦ даны практические рекомендации по реконструкции системы с учётом современного развития техники и систем автоматизированного управления технологическими процессами.

Основные результаты, выносимые на защиту:

1. Результаты обработки статистических данных по контролю функционирования турбин Абаканской ТЭЦ;

2. Анализ построения информационно-измерительной системы контроля технологических процессов турбин Абаканской ТЭЦ;

3. Основные направления по дальнейшему развитию информационно-измерительной системы контроля турбин Абаканской ТЭЦ;

4. Математические модели определения вероятностно-временных характеристик в информационно-измерительной системе контроля турбин на основе теории массового обслуживания.

Реализация результатов. Исследования, проведенные в работе, являются составной частью НИР проводимых в НИИ СУВПТ.

Использование результатов исследования подтверждено соответствующими актами.

Апробация работы. Результаты, полученные в диссертационной работе, докладывались и обсуждались на: VII Всероссийском семинаре по Моделированию неравновесных систем ,8-10 октября 2004 г. Красноярск.

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано девять работ.

Структура и объём работы. Диссертация изложена на 95 страницах машинописного текста и 45 рисунков. Состоит из введения, четырёх глав, заключения, приложений и списка литературных источников, содержащих 34 наименования.

Заключение диссертации по теме «Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям)», Кособуков, Константин Иванович

выводы

1. Работа информационно-измерительной системы Абаканской ТЭЦ характеризуется постоянным периодическим контролем большого числа датчиков.

2. Поток информации на локальную сеть можно характеризовать, как регулярный, так как снятие показателей с датчиков происходит с определённой периодичностью.

3. Систему контроля можно представить, как систему массового обслуживания с ограниченной очередью.

4. Предложено использовать результаты теории массового обслуживания для представления, как математическую модель для дальнейшего анализа информационно-измерительной системы.

5. Дан анализ конкретных систем массового обслуживания.

6. Получены аналитические зависимости, удобные для инженерных расчётов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе дан анализ функционирования информационно-измерительной системы контроля параметров Абаканской ТЭЦ. Рассмотрен принцип её построения. Проведена обработка статистических данных и получены зависимости изменения параметров контроля турбин. Проведён их анализ.

Предложено использовать результаты теории массового обслуживания для оценки вероятностно-временных характеристик информационно-измерительной системы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кособуков, Константин Иванович, 2004 год

1. ФЦП «Энергоэффективная экономика» на 2002-2005 годы и на перспективу до 2010 года. М: 2001.

2. ГОСТ Р 51379-99 Энергетический паспорт промышленного потребителя топливно-энергетических ресурсов.

3. Основные направления государственной политики реформирования электроэнергии России.

4. Орнов В.Г., Рабинович М.А. Задачи оперативного и автоматического управления энергосистемами.- М.: Энергомашиздат, 1988.- 223 с.

5. Орнов В.Г., Митюшкин К.Г. Сети сбора информации на базе микропроцессоров Средства и системы управления в энергетике. М.: Информ-энерго, 1985, № 1. С. 22.

6. Техническая документация АСТК Абаканской ТЭЦ.

7. Василенко К.И., Петров М.Н., Кособуков К.И. Автоматизированная система технологического контроля Абаканской ТЭЦ. // Сб. научн. трудов / Под общей ред. профессора Н.В. Василенко; Красноярск: ВСФ РГУИТП, НИИ СУВПТ.- 2004.- Вып. 2.(16).- 30-33.

8. Петров М.Н. Вероятностно-временные характеристики в сетях и системах передачи интегральной информации. Красноярск: КГТУ, 1997. -220 с.

9. JI. Клейнрок. Теория массового обслуживания: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1979. - 432 с.

10. JI. Клейнрок. Вычислительные системы с очередями: Пер. с англ. М.: Мир, 1979. - 600 с.

11. В.И. Нейман. Новое направление в теории телетрафика // Электросвязь. 1998.-7.-С. 27-30.

12. Т.Д. Саати. Элементы теории массового обслуживания и её приложения: Пер. с англ. М.: Советское радио, 1971. - 520 с.

13. Вологжанин В.Е. Исследование процессов концентрации потоков в системах передачи данных с коммутацией сообщений канд. диссер. - JL: ЛЭИС, 1978 г.

14. Артамонов Г.Т. Анализ производительности ЦВМ методами теориимассового обслуживания. М.: Энергетика, 1972 г., 176 с.

15. Дивногорцев Г.П., Яшин В.М. Системы и аппаратура обмена информацией в сетях ВЦ М.: Связь, 1976 г., 215 с.

16. Колин К.К., Липаев В.В. Проектирование алгоритмов управляющих ЦВМ-М.: Сов. радио, 1970. 343 с.

17. Колин К.К., Липаев В.В., Серебровский Л.А, Математическое обеспечение управляющих ЦВМ. Сов. радио, 1972, 528 с.

18. Липаев В.В., Рудый Л.Н. О расчете пропускной способности систем передачи данных, сопряженных с ЭВМ и работающих в реальном масштабе времени. Электросвязь № 3, 1970 г. - с. 32-37.

19. Лычагин Н.И. К анализу работы центров коммутации сообщений с индивидуальной памятью Вопросы радиоэлектроники, сер. ТПС, вып. 6, 1970, с. 15-21.

20. Липаев В.В., Яшков Г.Ф. Эффективность методов организации вычислительного процесса в АСУ. М.: Статистика, 1975, 254 с.

21. Петров М.Н., Яновский Г.Г. Вероятность переполнения памяти в однолинейной системе массового обслуживания при постоянной длительности обслуживания. В Сб. науч. тр. учеб. ин-тов связи ЛЭИС. - Л., 1978 г. с. 36-38.

22. Петров М.Н., Яновский Г.Г. Анализ временных характеристик систем передачи данных с ограниченной очередью. В Сб. сетям, часть III - М.: ВИНИТИ, 1980, с. 104-107.

23. Петров М.Н. Вероятность переполнения памяти в многоканальной системе массового обслуживания при постоянной длительности обслуживания.- Сб.тр.учеб. ин-тов связи.-Л.,1980.- С. 17-20.

24. Петров М.Н. , Яновский Г.Г. Анализ задержки сообщений в системе передачи данных с решающей обратной связью при ограниченном буфере.// Сб. Информационные сети и автоматическая коммутация (ВСИС-4) -М., Наука, 1981.-С.20-21.

25. Петров М.Н. Метод вычисления вероятностно-временных характеристик систем передачи данных с ограниченной очередью.// Сб. Материалы 1 V конф. молодых учёных Университета дружбы народов им. Патри-са Лулумбы.-М., 1981.- С.58-60.

26. Клейнрок. Теория массового обслуживания: Пер. с англ. М.: Машиностроение, 1979. -432 с.

27. Л. Клейнрок. Вычислительные системы с очередями: Пер. с англ. М.: Мир, 1979. - 600 с.

28. И. Нейман. Новое направление в теории телетрафика // Электросвязь. -1998.-7.-С. 27-30.

29. Т.Л. Саати. Элементы теории массового обслуживания и её приложения: Пер. с англ. -М.: Советское радио, 1971. 520 с.

30. М.Н. Петров Вероятностно-временные характеристики асинхронных сетей интегрального обслуживания // Научное издание / М.Н. Петров, Д.Ю. Пономарёв, Г.Г. Яновский; Под ред. проф. М.Н. Петрова Красноярск: НИИ СУВПТ, 2004.-314с.