Введение к работе
Актуальность темы.
Научно-технический прогресс в области развития технических систем предусматривает возможности повышения энергоэффективности этих систем посредством выработки энергии из нетрадиционных источников. Это полностью соответствует как реализации одного из основных направлений развития науки, техники и технологии, а именно направления энергоэффективность, энергосбережение и ядерная энергетика так и критической технологии - технологии энергоэффективного производства и преобразования энергии на органическом топливе.
В этой связи значительное место в производстве энергии занимают технологические процессы, основанные на биоконверсии, которые представляют собой анаэробный микробиологический процесс, в ходе которого осуществляется преобразование различных органических веществ в энергоноситель, которым является биогаз, в первую очередь метан. Это особенно важно для формирования энергетических потоков, обеспечивающих функционирование небольших машиностроительных предприятий и в первую очередь предприятий, удаленных от техногенных регионов.
Эффективность этих процессов в значительной степени определяется уровнем автоматизации и управления технологическим процессом биоконверсии, которая позволяет оптимизировать процесс, повысить его эффективность и возможность адаптации к реальным производственным условиям.
В этой связи работа, направленная на автоматизацию и управление биоконверсией с целью повышения качества технологического процесса когенерации, является актуальной.
Цель работы. Повышение качества технологического процесса когенерации на основе автоматизации технологических переходов процесса биоконверсии.
В соответствии с поставленной целью, в работе решались следующие задачи:
провести системный анализ существующих методов и средств автоматизации технологических процессов биоконверсии, направленных на повышение эффективности процессов преобразования сырья в биогаз;
разработать алгоритмы автоматизации технологических переходов процесса биоконверсии;
определить факторы, влияющие на качество технологического процесса когенерации, и на основании этого сформировать основные информационные потоки для реализации алгоритмов автоматизации технологических переходов процесса биоконверсии;
построить математические модели оценок факторов, влияющих на качество технологических переходов процесса биоконверсии;
разработать методику построения автоматизированных систем обеспечения качества технологических переходов процесса биоконверсии;
провести пробную апробацию разработанных алгоритмов и методик на конкретном технологическом процессе когенерации.
Методы исследований.
Исследования выполнены с применением основных положений теории автоматического управления, моделирования, теории вероятности, математической статистики.
Основные научные результаты апробированы на реальных технологических переходах процесса биоконверсии, реализованном на теплоэлектростанции, работающей на биогазе.
Научная новизна работы заключается в:
1. установлении взаимосвязи между параметрами технологических переходов процесса биоконверсии и качественными и количественными характеристиками выработанной энергии;
-
-
разработанных алгоритмах автоматизации технологических переходов процесса биоконверсии;
-
формировании основных информационных потоков для систем автоматизации технологических переходов процесса биоконверсии и методов их оценки;
-
разработке методологии практической реализации автоматизированных систем обеспечения качества технологических переходов процесса биоконверсии.
Практическая ценность заключается в:
1. разработанных методиках автоматизации технологических переходов процесса биоконверсии, позволяющих осуществлять быструю перенастройку (адаптацию к реальному виду сырья, качеству газа и к реальной величине выработанной энергии) технологического процесса; 2. адаптации разработанных алгоритмов и методик к различным типам и видам органического сырья, к объемам производства.
Реализация результатов работы.
Результаты работы были использованы при проектировании биоэнергетических установок корпорации «БиоГазЭнергострой» при решении задач автоматизации технологических переходов процесса биоконверсии.
Апробация работы.
Результаты работы докладывались и обсуждались на международных конференциях «Производство. Технология. Экология - ПРОТЭК» (Москва) в 2006 и 2009гг, «Техносферная безопасность, надежность, качество, энерго и ресурсосбережение» (Ростов на Дону) в 2010г., «Ревальвация публичной безопасности» (Познань) в 2011 г, а так же на кафедре «Инженерная экология и безопасность жизнедеятельности» ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» в 2010 и 2011гг.
Публикации.
По теме диссертационной работы опубликовано 6 статей, в том числе две статьи в изданиях из перечня, рекомендованного ВАК.
Структура и объём работы.
Диссертация состоит из введения, четырёх глав, основных выводов, и списка используемых источников, изложена на 101 странице машинописного текста, содержит 26 рисунков и 8 таблиц.
Похожие диссертации на Автоматизация и управление биоконверсией с целью повышения качества технологического процесса когенерации
-
