диплом снеготаялка / ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ_патенты_с178

3 Поздняков А. Точность лишней не бывает. Статья. Источник www.ngv.ru

4Казаков В. Характеристика применяемых средств измерений и пути повышения точности учета. Статья. Электронный ресурс (Режим до-

ступа) www.prokamni.ru.

5Никитин О. Учет и контроль продукции скважин. Статья. Электронный ресурс (Режим доступа) www.energyland.info

6Использование массомеров в коммерческом учете расхода газов.

Электронный ресурс (Режим доступа) http://neftegas.info/territoriyaneftegaz.

7Принцип действия массовых (кориолисовых) расходомеров. Элек-

тронный ресурс (Режим доступа) http://vpu-05.ru/principles/22- ma_princip.html

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФАКТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ЧЕРЕЗ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЮ В СЕТЯХ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ

Большаков А.В.

г. Тюмень, ТюмГНГУ «Тюменский государственный нефтегазовый университет»

e-mail: frost.dat@gmail.com

Доставка тепла от теплоисточника до потребителей в современных системах централизованного теплоснабжения связана с неизбежными потерями тепловой энергии [1, 2], одна из которых - потеря через тепловую изоляцию трубопроводов. Тепловые потери через изоляцию зависят от таких факторов как протяженность трубопроводов различного диаметра, температурные режимы, тип теплоизоляционных конструкций, непосредственное состояние тепловых сетей и сроки их эксплуатации. Исходя из этого можно сказать, что потеря тепла это индивидуальная характеристика для каждой тепловой сети.

В первом приближении тепловые потери могут быть определены в соответствии с нормативными документами проектирования тепловой изоляции, различными СНиП [3, 4]. Но как показывает опыт, величина данных нормативных тепловых потерь в значительной степени отличается от полученных фактических, определяющихся реальным состоянием тепловой изоляции. В этой ситуации важную роль играют методы, позволяющие определить это состояние и внести корректировки в нормативную величину потерь. До последнего времени определение фактических данных проводилось на основании результатов испытаний этих сетей на тепловые потери [5, 6].

351

Для проведения испытаний выбирается магистраль, с «характерными» участками по типу прокладки и конструкции изоляции. Испытываемая магистраль отключается от распределительных сетей. Испытания проводятся на циркуляционном кольце, состоящем из подающей и обратной линий головных участков выбранной магистрали с перемычкой между ними на конечном участке кольца. Участки трубопроводов, входящие в испытываемое кольцо, должны составлять не менее 20% от материальной характеристики тепловой сети. По кольцу осуществляется проток воды с малым расходом, обеспечивающим возможность достоверного измерения температур по участкам. В процессе измеряются расход циркулирующей воды и ее охлаждение за счет тепловых потерь в подающей и обратной линиях. По испытанным участкам определяется коэффициент отношения фактических среднегодовых тепловых потерь к нормативным значениям для тепловой сети при среднегодовых условиях. Полученные коэффициенты распространяются на участки тепловой сети с «аналогичными» испытанными типами прокладок и теплоизоляционных конструкций с учетом фактора времени эксплуатации этих участков. Такой метод значительно снижает точность определения фактических тепловых потерь для всей сети.

Исходя из приведенного описания, действующая методика является весьма трудоемкой, она требует: отключения потребителей, изменения схемы сети, использования специального оборудования в источнике тепла, а также многочисленного персонала для одновременной регистрации измеряемых параметров. Кроме того, не всегда удается надежно отключить ответвления и потребителей, что приводит к значительным утечкам воды из испытываемого кольца и снижению достоверности результатов.

Рассматриваемая методика в данной работе позволяет определять тепловые потери по приборам учета тепла.

Используя архивы теплоэнергоконтроллеров можно определить температуру воды в подающем трубопроводе T и расход воды в подающем трубопроводе G . Средние тепловые потери через изоляцию подающего трубопровода, отнесенные к i -ому потребителю определяются по формуле (1)

[5].

в подающем трубопроводе, T i - температура воды конечного потребителя, Gi - расход воды в подающем трубопроводе

Определение расхода теплоносителя для потребителей не имеющих приборов учета тепла определяются по формулам (2) [5] – для закрытых схем, (3) [5] – для открытых схем.

352

где Gисточника утечек - среднечасовая подпитка теплосети на теплоисточнике за анализируемый период

где Gисточникаподпидки_ ночь - среднечасовая подпитка теплосети на теплоисточнике в ночное время, Gi подребления _ ночь - среднечасовое потребление теплоносителя у i -потребителя в ночное время

Общие тепловые потери системы централизированного теплоснабжения через изоляцию трубопроводов вычисляются по формуле (4) [5].

Чем больше приборов учета теплоты установлено в системе, тем выше точность учета и определения тепловых потерь. Но фактически, даже при наличии 10 % необходимых приборов, точность определения потерь становится сопоставимой с фактической точностью приборов. И при любых условиях точность прямых измерений теплопотерь с помощью стационарно установленных приборов выше точности определения потерь системы по летним испытаниям отдельного трубопровода.

Для примера возьмем работу квартальной котельной МУП «Ишимские тепловые сети» за период 01.01.2011 г. по 02.04.2011 г.

На основании [7] на рисунке 1 можно наглядно проанализировать работу обратного и подающего трубопровода котельной.

353

А так же рассчитать тепловые потери исходя из формулы (1), которые составляют: за январь – 26,74 Гкал/час, за февраль – 24,992 Гкал/час, за март – 21,637 Гкал/час.

Кроме достаточно высокой точности к достоинствам прямых измерений потерь можно отнести:

простоту расчетов при применении компьютерной техники;

дешевизну;

оперативность – возможность контроля потерь за месяц, неделю, день;

возможность анализа изменения теплопотерь после дождя, таяния снега, откачки воды из каналов;

при применении только одного комплекта переносных расходомера и термометра – возможность определения потерь по отдельным магистралям или по их длине (точка замера в этом случае рассматривается как теплоисточник).

Литература 1. Большаков А.В., Сызранцева К.В. Исследование путей повышения

эффективности регулирования центрального отопления на примере МУП Ишимские тепловые сети // Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе: материалы региональной научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов / отв. ред. А. Л. Портнягин.

– Тюмень : ТюмГНГУ, 2012. С. 224 — 228.

354

2.Большаков А.В. Минимизация потерь конечным потребителям // Новые технологии нефтегазовому региону / отв. ред. П.В. Евтин. – Тюмень : ТюмГНГУ, 2012. С. 294 – 296.

3.СНиП 2.04.14-88 - Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов

4.СНиП 41-03-2003 - Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов

5.Методика определения фактических потерь тепловой энергии через тепловую изоляцию трубопроводов водяных тепловых сетей систем ценсловыетрализованного теплоснабжения. Режим доступа: http://www.complexdoc.ru/ntdtext/544980/14 (Дата обращения 17.10.2013)

6.К вопросу о методах и определения фактических тепловых потерь в

тепловых сетях. Режим доступа: http://www.rosteplo.ru/Tech_stat/stat_shablon.php?id=2774 (Дата обра-

щения 17.10.2013)

7. Температурный график МУП «Ишимские тепловые сети»

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ В СИСТЕМАХ ТРАНСПОРТА И ПОДГОТОВКИ НЕФТЕПРОДУКТОВ

Зиатдинов А.М., Емекеев А.А.

г. Альметьевск, ГБОУ ВПО «Альметьевский государственный нефтяной институт»

e-mail: saturn-s5@mail.ru

В системах транспорта углеводородов влияние различных параметров (давление, температура, удельный объѐм, состав фаз) не позволяет применять основные принципы и закономерности управления процессами подготовки и транспортировки скважинной продукции на основе классических пропорционально-интегрально-дифференциальных (ПИД) регуляторов и нечетких регуляторов, которые в данных процессах являются малоэффективными. Актуальность данной работы подтверждается и тем, что значительная доля капитальных вложений приходится на промысловое обустройство и сооружение систем сбора и транспорта нефти и газа. Следовательно, от качества систем автоматизации процессами подготовки нефти и газа будет зависеть уровень капитальных затрат и эксплуатационных расходов на данную систему.

В существующих нечетких регуляторах физические величины при помощи процедуры фаззификации преобразовываются в лингвистические переменные, термы которых представляют собой налагающиеся друг на друга нечеткие множества с заданной формой функции принадлежности

355

(треугольной, трапецеидальной, колоколообразной и т. д.). Поскольку в таких случаях аргументы (термы лингвистической переменной) являются нечеткими, то и процесс логического вывода однозначно должен быть тоже нечетким. Указанный факт подтверждается всеми существующими нечеткими регуляторами [1,2].

При такой идентификации текущие значения параметров объекта управления внутри каждого терма, как правило, имеют разные значения функции принадлежности, хотя в реальных условиях человекомоператором (экспертом) они воспринимаются как постоянные. Кроме того, из-за наложения смежных термов одно и тоже четкое значение физической величины представляется значениями нескольких (обычно двух) лингвистических переменных, что противоречит здравому смыслу, поскольку в любой конкретный момент времени любая физическая величина может принимать одно и только одно значение. К тому же процесс нечеткого логического вывода является более трудоемким, сложным и менее точным по сравнению с аналогичным выводом в двузначной (булевой) логике [3]. Все это заметно увеличивает время сканирования системы продукционных правил нечеткого регулятора и приводит к снижению его быстродействия и точности.

Для устранения указанных недостатков предлагается в процессе фаззификации физические величины представить в виде совокупности четких множеств, идентифицирующих значения этих величин на заданном отрезке универсальной числовой шкалы. Каждому терму на этой шкале отводится отдельный участок, который не должен перекрываться соседними термами. Такие ограничения позволяют каждое четкое значение физической величины представить одним и только одним из этих термов, а их множество адекватно идентифицирует упомянутую физическую величину в виде совокупности аргументов двузначной логики.

Для иллюстрации предложенной концепции на рисунке 1,а изображена универсальная числовая ось измеряемого параметра р, с расположенными на ней n термами Т1 ÷ Тn физической величины с именем «Пара-

метр Р».

Для каждого терма указан покрываемый им отрезок числовой оси. Например, терм Т3 покрывает на числовой оси отрезок р2 ≤ р <р3.

356

Рис. 1. Типовое размещение четких термов на универсальной числовой оси

Поскольку термы Т1 ÷ Тn представляют собой четкие множества, то их функции принадлежности имеют прямоугольную форму. Причем значение этих функций равно единице для всех четких значений физической величины внутри каждого из упомянутых множеств. Обозначим через Р множество всех возможных значений параметра р. Тогда Р будет представлять собой универсальное (несущее) множество (универсум), состоящее из непересекающихся подмножеств Т1 ÷ Тn, где n – количество подмножеств в универсальном множестве Р или число термов физической ве-

личины «Параметр Р» [4].

Функция принадлежности подмножеств Т1÷Тn имеет прямоугольную форму, поэтому для каждого из них справедливо соотношение:

1, если рi-1 ≤ р < рi, то есть р є Тi;

Например, для терма Т1 i=1, µр1(p)=1 при 0 ≤ р < р1. Во всех остальных случаях µр1(p)=0. Аналогичные интервалы можно указать для других термов, изображенных на рисунке 1.

Выражение (1) и приведенный пример для терма Р1 указывают на то, что термы, представленные на рисунке 1, по своей логической природе являются булевыми переменными (аргументами), которые равны логической

357

единице на тех участках числовой оси на рисунке 1, где функция принадлежности этих термов равна единице и равны логическому нулю на участках той же оси, на которых функция принадлежности этих же термов равна нулю. Математически это условие можно представить следующим выражением:

1, если µТi(p)=1;

0, если µТi(p)=0.

Следует обратить внимание на принципиально различный характер численных значений термов (Тi) и функции принадлежности (µТi(p)) в выражении (2): в первом случае это логический ноль или логическая единица, а во втором – любое действительное положительное число на замкнутом отрезке [0, 1]. Например, на отрезке р1≤ р< р2 (рисунок 2.1) терм Т2 равен логической единице, а функция принадлежности µТ2(p)=1 (арифметическая единица), тогда как во всех остальных случаях Т2 равен логическому нулю, а µТ2(p) – арифметическому нулю [5].

Поскольку функции принадлежности термов на рисунке 1 имеют прямоугольную форму, и это следует из определения четких терммножеств, то на универсальной числовой оси из-за малой информативности эти прямоугольники можно не изображать. Как следует из рисунка 1,б, однозначность идентификации в этом случае достигается указанием области существования терма на универсальной числовой оси в виде нумерованного отрезка длиной l и его обозначением. Например, на рисунке 1,б, терм Т3 идентифицируется отрезком l(2 3) и принимает значение логической единицы в диапазоне 2l р 3l.

Аналитически базовое терм-множество, изображенное на рисунке 1,б, можно представить следующим выражением:

Тi( i 1 l р il),Тn( n 1 l р nl)}.

В целях большей компактности представим выражение (3) в рекуррентной форме:

Знак суммы в выражении (4) означает совокупность терм-множеств, а значение l может быть неодинаковым для различных термов физической величины Т(р).

Литература

358

1.Леоненков А. В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и Fuzzy TECH.-СПб.: БХВ-Петербург, 2005. 736 с.

2.Васильев В. И., Ильясов Б. Г. Интеллектуальные системы управления. Теория и практика: учеб. пособие. М.: Радиотехника, 2009. 392 с.

3.Нечеткая система регулирования величины pH электролита в производстве хлора методом электролиза / Е. А. Муравьева, Г. А. Каяшева, И. Ф. Байманов // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности: науч.-техн. журн. М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2008.№ 1. С. 10–13.

4.SCADA-система на основе многомерного четкого логического регулятора для управления цементной печью / А. И. Каяшев, Е. А. Муравьева, Р. Ф. Габитов // Вестник УГАТУ: науч. журн. Уфимск. гос. авиац. техн. ун-та. 2010. Т.14, № 4 (39). С. 119–125.

5.Управление печью прокалки цеолитосодержащих катализаторов крекинга нефтепродуктов методом плавающего горизонта с использованием нейросетевой модели / А. И. Каяшев, Е. А. Муравьева, Р. Ф. Габитов // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности: науч.-техн. журнал. М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2010. № 12. С. 12–19.

СИСТЕМА АКУСТИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА МАГИСТРАЛЬНЫХ НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ

Канев Д.Д. ТюмГНГУ

В статье описан способ диагностики магистрального насосного агрегата по шумовым характеристикам при его работе. Данный способ позволит исключить из системы разнотипные датчики, заменив их шумомерами. Надежность данного способа мониторинга повышается, так как шум работающего агрегата является сигналом, источником которого сам агрегат, а не датчик.

Ключевые слова: магистральный насосный агрегат, неисправность, отказ, виброакустическая диагностика, АЧХ, нефтепроводный транспорт

Цель работы является создание системы, способной производить диагностику технического состояния магистральных насосов, методом анализа спектра шумов порождаемых насосными агрегатами в процессе их работы в режиме реального времени.

Общей проблемой технической диагностики является достижение

359

адекватной оценки распознавания истинного состояния объекта и классификации этого состояния (нормального или аномального). При проведении технического диагностирования для подтверждения нормального состояния объекта выделяют две основные задачи:

-обеспечение получения достоверной информации; -обеспечение приемлемой оперативности получения информации.

При проведении технического диагностирования для выявления аномалий выделяют две основные проблемы:

-вероятность пропуска неисправности; -вероятность «ложной тревоги», то есть вероятность ложного сигна-

ла о наличии неисправности.

Техническая диагностика является составной частью технического обслуживания. Основной задачей технического диагностирования является обеспечение безопасности, функциональной надѐжности и эффективности работы технического объекта, а также сокращение затрат на его техническое обслуживание и уменьшение потерь от простоев в результате отказов и преждевременных выводов в ремонт.

Среди основных методов диагностики оборудования выделяют:

-Вибрационные методы диагностирования, которые основаны на анализе параметров вибраций технических объектов;

-Акустические методы диагностирования, основанные на анализе параметров звуковых волн, генерируемых техническими объектами и их составными частями;

-Тепловые методы; сюда же относятся методы диагностирования, основанные на использовании тепловизоров;

А также:

-Параметрический;

-Визуальный и измерительный контроль ;

-Метод магнитной памяти металла

-Акустико-эмиссионный метод контроля

-Ультразвуковая толщинометрия

-Измерения твердости.

Достоинства метода виброакустической диагностики.

Метод виброакустической диагностики является наиболее эффективным для оценки технического состояния сложного оборудования.

•Это связано с тем, акустическая диагностика позволяет не только выявить поломки и предотвратить катастрофические разрушений, но и выявить дефекты на ранней стадии развития, что дает возможность прогнозировать чрезвычайные ситуации, а также составлять планы ремонтов оборудования.

•Вибродиагностика более чувствительна к дефектам, и обеспечивает контроль технического состояния оборудования, оперативно и без демонтажа.

360