Введение к работе
Актуальность темы. При существующих в химической промышленности технологиях переработки сырья наряду с полезными конечными Продуктами, как известно, возникают и отходы производства в виде газов, жидкостей и ныли.
Как в пашей стране, так и за рубежом проводятся исследовательские работы по изысканию оптимальных методов обезвреживания сточных вод. Выбор методе обуславливается, прежде всего, химическим составом и физическим состоянием примесей. Дія большой группы промышленных сточных вод применение механического, биохимического, физико-химических и других методов очистки зачастую не даст положительных результатов. Особенно затруднительна очистка сточных вод с большим набором к высокой концентрацией органических веществ. В этих случаях применяются термические методы обезвреживания, заключающиеся к окислении при повышенной температуре органических примесей с образованием петоксических соединений.
Из термических методов обезвреживания промышленных стоков наиболее универсальным, надежным и эффективным является огневой метод. Дли огневого обезвреживания сточных вод применяются шахтные, камерные, барабанные вращающиеся, циклонные печи, топки котельных агрегатов и другие. В настоящее время практически на всех крупных химических предприятиях имеются установки по сжиганию отходов.
Изучены труды в области автоматизации Балакирева B.C., Коростслева В.Ф., Кострова Л.В., Макарова Р.И., Егорова И.Н., Воронова Л.Л., Кобзсва, А.А,, Бссссксрского В.А., Веселова О.В. и других ученых. Однако вопросы автоматизации термического обезвреживания промышленных отходов с коррекцией системы управления по результатам многокомпонентного контроля параметров дымовых газов изучены недостаточно.
Учитывая это, следует СЧИТАТЬ задачу по разработке систем управления процессом термического обезвреживания промышленных отходов актуальной.
Целью диссертационной работы является повышение экологической безопасности окружающей среды и производственного персонала путем создания эффективной системы управления процесса сжигания промышленных
Для достижения поставленной цели сформированы и решены следующие задачи:
Выявлены типы топлнвосжигающих систем и приведена их классификация.
Предложена и исследована структура системы управления с двумя контурами коррекции по результатам анализа дымовых і азов.
Разработаны и исследованы математические модели контуров коррекции.
Выполнена оптимизация температурного режим сжигания отходов, предложен и исследован обобщенный критерий оптимизации.
Mr юлы нссуїсдоіипіии. ії диссертации научные исследования основаны на методах математического моделиронания. маїематнчсской статистики, методов СЄТОЧНОЙ аппроксимации при широком использовании программно-математического инструментария.
Научи ни nniiiitn:i ,'іііич-|)іицшнін:іи рпііотм:
Предложена двухкоптурная система коррекции процесса сжигания промышленных отходов иа основе высокочувствительного масс-спсктрометрического контроля параметров дымовых іазов, позволившая обеспечить :жологнчность, безопасность и экономичность процесса |а.с. № 2009118582 от 28.04.09).
Предложены математические модели контуров коррекции системы управления, позволившие минимизировать влияние экологически опасных компонентов с обеспечением минимума остаточного кислорода в дымовых газах.
Предложен алгоритм оптимизации системы управления, позволивший обеспечить минимальное превышение количества вредных выбросов при переходе системы в новый режим управления температурой процесса сжигания.
Практическая ^значимость н реализация результатов работы. В
диссертационной работе разработана система управления процессом термического обезвреживания промышленных отходов с двухконтурной коррекцией по параметрам дымовых газов.
Разработанная система управления внедрена на ФГУП «НИИ Полимеров» (г. Дзержинска). Результаты данной работы могут быть использованы на многих предприятиях химической и нефтехимической отраслей;.
Диссертационные материалы используются в учебном процессе в рамках дисциплины «Автоматизация процессов и производств» и «Интегрированные системы управления» Дзержинского политехнического института Нижегородского государственного технического университета.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и
отдельные ее разделы докладывались и обсужд&тись на V Международной
молодежной научно-технической конференции «Будущее технической науки»
(Н.Новгород, 2006г.), на VI Международной конференции «Нсразрушающий
контроль и техническая диагностика» (Москва. 2007г.). на VII Международной
конференции «Нсразрушающий контроль и техническая диагностика» (Москва,
2008г.), иа XVIII Всероссийской научно-технической конференции (Нижний
Новгород. 2008г.), на Международной конференции «Фундаментальные и
прикладные исследования» (РАЕ, 2009г.), на VIII Международной научно-
технической конференции «Нсразрушающий контроль и техническая
диагностика» (Москва, 2008г.), на Международной конференции
«Математические методы в технике и технологии» (Псков, 2009), на Международной научно-технической конференции «Информационные системы и технологии» (Нижи ий Новгород, 2009г.).
Пуп-чиканий. Но результатам научных исследований опубликовано 24 печатных работ, н т.ч. 10 статей, из которых 1 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ. Получено положительное решение О выдаче патента -Vj 2009118582 от 28.04.09.
На защиту выиоенчеи следующие основные положении;
Результаты анализа процесса термического обезвреживания промышленных отходов как объекта управлення, показавшие необходимость оптимизации температурного режима.
Математические модели контуров коррекции системы управления процесса термического обезвреживания промышленных отходов, подтверждающие обоснован ностъ направлен и я но обеспечению экологической безопасности.
>. Результаты математического моделирования и оптимизации системы управления с выбором обобщенного критерия оптимизации.
Результаты исследования управляемости и наблюдаемости системы управления.
Обобщенная структура технических средств к программного обеспечения системы управления процессом обезвреживания промышленных отходов.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 104 наименования, приложения. Работа изложена иа 154 страницах машинописного текста, содержит 50 рисунков н 5 таблиц.
Похожие диссертации на Система управления процессом термического обезвреживания промышленных отходов
