Комп’ютерно-інтегрована система управління зносостійкістю поверхонь теплообмінних труб твердопаливних котлоагрегатів з розподілом потоків вугілля між керуючими впливами

Анотація

У статті розглянуто проблему зносостійкості теплообмінних труб твердопаливних парових котлів, що є важливим аспектом підвищення ефективності та надійності енергетичного обладнання. Запропоновано комп’ютерно-інтегровану систему управління, яка враховує змінні параметри якості палива, зокрема його хімічний склад та абразивність. Використання такої системи дозволяє здійснювати моніторинг якості палива в режимі реального часу, що є критично важливим для мінімізації процесів ерозії та продовження терміну експлуатації котельного обладнання.

Основною особливістю запропонованої моделі є використання двох незалежних каналів контролю якості твердого палива. Перший канал відповідає за визначення відповідності хімічного складу палива заявленим характеристикам, що дозволяє прогнозувати рівень утворення відкладень і забруднень. Другий канал здійснює аналіз вмісту абразивних частинок у димових газах після спалювання вугілля, що безпосередньо впливає на швидкість зношення теплообмінних поверхонь. Завдяки інтеграції цих двох підходів система забезпечує точне та адаптивне регулювання режимів роботи котла, мінімізуючи вплив низькоякісного палива на загальну продуктивність котлоагрегату.

Запропонована система також включає математичну модель для оцінки довговічності теплообмінних труб залежно від характеристик палива та умов експлуатації. Реалізовано алгоритм розподілу потоків палива між основними керуючими впливами, що дає змогу оптимізувати процес горіння, зменшити зольність відходів та підвищити ефективність використання енергетичних ресурсів.

Результати імітаційного моделювання підтвердили ефективність розробленої системи: вдалося суттєво зменшити швидкість ерозії теплообмінних труб, оптимізувати споживання палива та знизити витрати на технічне обслуговування. Використання такого підходу дає змогу зменшити простої котельного обладнання, підвищити стабільність роботи енергетичних систем і знизити негативний екологічний вплив.

Запропонована система управління може бути використана як основа для подальшого вдосконалення автоматизованих рішень у сфері контролю зношування та ефективності роботи твердопаливних котлів. Її впровадження дозволить значно підвищити надійність енергетичних установок, знизити експлуатаційні витрати та продовжити термін їхньої служби, що є актуальним завданням для сучасної енергетики.