Введение к работе
_ ... ''І - ';",иЛ::
Актуальность работы. Одним из основных направлений экономии свєеєй воды и энергетических ресурсов на предприятиях целлюлозно-бумажной прокышенности является создание эффективных систем оборотного водоснабжения, позволящих добиться но только снндэшвд стоимости очистных сооружений, но и значительно уменьшить поступление в природные водоемы загрязняющих веществ со сточными водами, снизить потребление свегэй вода, повысить технико-экономические показатели выпускаемой продукцш, при значительной снижении расхода сырья, полуфабрикатов, тепловой и электрической энергии и др.
В то sa время в системах водопользования, использугщпх оборотные води, накаплішаегся низкопотенциальнсе тепло, которое в настоящее время повторно, практически, не используется. При повторном использовании технологической воды с повииоппоО температурой объектами ограничения являются сооружения биологической очистки зоды с активным илом, для которого ОДШПЛ ИЗ ' ва,шых параметров среда его- существования является температура. Поэтому на стадии проектирования и реконструкции сіістоіі оборотного водоснабжения с целью снижения потребления овощей воды и увеличения использования в технологическом потока-оОоротной во^и, необходимо осуществлять прогнозирование тем-пературного режима всех водопотоков.
Работа проводилась в соответствии с планом проведения научно-исследовательских работ международного научного коллектива стран СЗВ в 1987-1990 г.г. (госзаказ № 25-13-12) по разработка рациональных схем а создании бессточной систем водопользования при производстве бумага и картона.
Цель диссевтшгаонно.ч работы. Разработать метод прогло-зирования накопления тепловой энергии в водопотоках систем оборотного водоенабкения, позволяющего научно обосновать выбор вариантов системи водопользования при производстве браги и картпча с минимальным уровнем расхода свекей воды и материальна затратах при максимальной утилизации низкопитоицп-альной тепловой энергии.
Для достижения поставленной цели требовалось:
- исследовать источники образования тепловой энергии а
технологических сомах производства бумаги и картона и генз-рлрузщиэ твіловув энергий в водной система;
выполнить анализ ^-уіікщіонированші очестюіх сооружений о определением воімоіздостн отвода іпакопотенцкальиой тепловое энергии в округоі^Гт3 ораду}
разработать матеьшиадскую модель описания генерирования тепловой, гпаргш в водной системе;
вибрать п адаптировать, применительно :: условиям очистках .сооружений, математическое опиоание процесса отвода тепловой энергии с водной поверхности;
выполнить исследования математического описания процесса накопления тепловой энергии в сисіаках оборотного водоснабжения;
разработать количественные оценка выбора рационального варианта системы оборотного видоснабдэния для практического дршзнаняя в вартонно-бумааном производство;
определить возможность ущщвлэн'.д процессом накопления тепловоіі э^ергаи и походя ьз этого:
вибрать критерий оптимального упразлония процеооом; разработать алгорьлі и систему оптимального управления} вибрать комплекс техпичэоклх средств для реализацы системи управления.
Научная нслизна,. На основании выполненных исследований разработай метод прогнозирования накопления тепловой энергии в система:: водоснабжения производства картона ц буиаги.
Создана мэтодика выбора рационального варианта система оборотного водоснабжения, позволяющая получить максимальную дополнительную прлбнль от мероприятии по утилизации тепловой энергия в технологическом процзсое с мЕипмальными приведенными водохозяйственными затратами.
Построены математические модели источников, генерирую
щих тепловую энергию в водной системе, выбрано и адаптирова
но, применительно к условиям очистных сооружений, и реализо
вано на ЭВМ математическое описание процесса отвода тепловой
энергии с водной поверхности. *
Предложено математическое описание (обобщенная модель) процесса накопления тепловой энергии в системах водопользования.
Доказана возможность управленая її выбраны уітлавляющио переменные процесса накопления тепловой энергии, на основании проведенного имитационного моделирования.
Исследованы и выбраш режимы процесса стабилизации накопления тепловой энергии, при различных входннх воздействиях, со сторону, подсистемы производства и подсистемы ОЧПСТІШХ сооружений (динамика и статика процесса).
Предложен критерии и алгоритм оптимального управления процессом накопления тепловой энергии.
Разработана на уровне изобретения система оптимального управления процессом накоплони тепловой энергии в системах оборотного водоснабжения, позволяющая вести процесс управления с максимальной утилизацией тепла при минимальных тохнико-.экономических показателях.
Практическая .значимость. Результаты исследований.и разработок, изложенные в диссертационной работе, внедрены при выполнении научно-исследовательской работы по теме (й ГР 01880069561) "Разработать ргяяопалыше схемы водопользования и локальной очистки сточных вод пропзводсгв бумаги и картона с поиском принципиальных технологических рошений по' созданию бессточной системы водопользования". "Разработать программное обеспечение: расчет теплового баланса систем водопользования и очистки сточных вод".
В процессе разработки томы Зі ГР0І88006956І разработали методики, включающие алгоритмы и программное обеспеченго для ЭВМ, позволяющие производить машинное моделирование процесса накопления тепловой энергии d системах оборотного водоснабжения.
Программное обеспечение попользуется при курсовом и дипломном проектировании на факультете химического ыажшострое-ния Киевского политехнического института.
Использование программного комплекса позволило произвести расчеты с помощью ЭВМ температурных режимов водопотоков Рубежанс.ого кртгонно-бум-лного комбшк-.га и Леїіінградской картонной фабрики (JIM). Для ЛКФ выполнены расчеты тепловых режимов водопотоков действующей и реконстр\ ..руемой систем водопользования и очистки сточной води. Разработаны исходные данные по утилизации тепла, содержащегося в оборотной водо.
Ожидавши экономический эффект от работ, выполненных на данных предприятиях, составит 88,2 тис.руб.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались, обсулщались и получили положительную оценку на Всесоюзных конференциях:
"Повышение эффективности применения низкопотенциального тепла на предприятиях ЦБП" (г. Светлогорск, 1984 г.);
"Научно-технический прогресс в целлюлозно-бумажной промышленности в ХП пятилетке и охрана окружающей среди" (г. Киев, 1987 г.);
"Использование вычислительной техники для охраны окружающей среды в' теплоэнергетике" (г. Севастополь, 1988 г.);
"Аналитическая аппаратура и средства вычислительной Техники для охраны окружающей среды в теплоэнергетике"
(г. Батуми, 1990 г.) и семинарах:
"О коронном улучшении использования топливно-энергетических ресурсов на предприятиях отрасли'' (г:Волжск, Мар.АССР, 1988 г.);
"Оптимизация хімико-технологических процессов" (г. Киев, 1988 г.).
Публикации. По результатам работ" опубликовано десять с»атг1 и получено авторское свидетельство на изобретение.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложе
на на 222 страницах, иллюстрируется 31 рисунком и 13 табли
цами и состоит из введения,, 7 разделов, заключения, спйскі
использованной литературы из 78 наименований и 4 приложений
на 38 страницах. "