Совершенствование проектирования и эксплуатации оборудования паротурбинных установок с применением современных информационных технологий

• Автор: Брезгин, Виталий Иванович
• Шифр специальности: 05.04.12
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 477 с. : ил.

Реферат
Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списка литературных источников, насчитывающего 247 наименований. Весь материал изложен на 447 страницах машинописного текста, содержит 154 рисунка и 18 таблиц.
Ключевые слова: паротурбинная установка, тепловая электрическая станция, теплообменный аппарат, системы проектирования, диагностирование, теплообмен, надежность, моделирование, информационные системы, программный комплекс.
В диссертации выполнено исследование методов совершенствования проектирования и эксплуатации паротурбинных установок с применением информационных технологий. Разработана концептуальная модель организации системы информационной поддержки основных этапов жизненного цикла (ЖЦ) паротурбинных установок (ПТУ) в соответствии с методологией информационной поддержки ЖЦ изделий; разработана и апробирована стратегия выполнения исследовательских работ при совершенствовании методов проектирования и эксплуатации оборудования ПТУ; предложена, обоснована и исследована методика количественной оценки эффективности путей реинжиниринга бизнес-процессов при проектировании и эксплуатации ПТУ.
Разработана система классификаторов, которая обеспечивает создание устойчивых информационных связей между персоналом разработчика (турбинных заводов) и эксплуатирующих организаций (электростанций).
Предложен, обоснован и апробирован принцип расширения параметризации за пределы геометрических построений при разработке и совершенствовании систем проектирования оборудования ПТУ.
На примере впервые разработанной и реализованной системы проектирования маслоохладителей паровых турбин представлена методология проектирования оборудования ПТУ, основанная на объединении проектирующей подсистемы с широким использованием таблиц семейств и шаблонов и расчетной подсистемы, включающей в себя уточненную методику позонного теплогидравлического расчета маслоохладителей паровых турбин.
Разработаны и реализованы на 5 ТЭС программные комплексы для эксплуатационного контроля и оценки параметров состояния оборудования ПТУ и энергоблоков в целом. С использованием результатов работы спроектированы, изготовлены и установлены на ТЭС более 170 теплообменников систем масло-снабжения для турбин мощностью от 6 до 800 МВт.

Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ
1.1. Анализ номенклатуры и конструкций турбин и элементов оборудования паротурбинных установок
1.2. Особенности проектирования оборудования паротурбинных установок в современных условиях
1.2.1. Проектирование компоновок паротурбинных установок
1.2.2. Проектирование подогревателей сетевой воды теплофикационных паротурбинных установок
1.2.3. Анализ методов проектирования маслоохладителей паровых турбин
1.3. Идеологические основы разработки концептуальной модели информационной поддержки оборудования паротурбинных установок на этапах проектирования и эксплуатации
1.3.1. Оценка применимости метода структурного анализа и проектирования
1.3.2. Оценка применимости метода объектно-ориентированного анализа
1.3.3. Сравнение структурного и объектно-ориентированного подходов. Выбор единого подхода
1.4. Анализ современных концепций проектирования
1.4.1. Современные методы проектирования конструкции
1.4.2. Анализ существующих систем классификации и кодирования
1.5. Система организации эксплуатационного контроля, технического обслуживания и ремонта оборудования паротурбинных установок в условиях ТЭС
1.6. Выводы. Постановка задач разработки и исследования
2. СТРАТЕГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ ПРИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК
2.1. Стратегия выполнения сбора и обработки информации
2.2. Стратегия выполнения работ на этапе систематизации информации, анализа, выбора цели и синтеза
2.3. Стратегия разработки проектов систем информационной поддержки жизненного цикла оборудования паротурбинных установок

2.3.1. Обоснование необходимости контекстного подхода при анализе методов проектирования и эксплуатации оборудования паротурбинных установок
2.3.2. Разработка методов кодирования элементов паротурбинных установок
2.3.3. Разработка проектирующих подсистем
2.3.4. Разработка расчетных подсистем
2.3.5. Разработка методов интеграции данных
2.4. Апробация и реализация результатов исследований
3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОНЦЕПТУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ НЕПРЕРЫВНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ОБОРУДОВАНИЯ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК
3.1. Разработка концепции информационной поддержки основных этапов жизненного цикла оборудования паротурбинных установок
3.2.Формализация представления данных об оборудовании паротурбинных установок в электронном виде
3.2.1. Анализ функции проектирования оборудования паротурбинных установок
3.3. Исследование вопросов консолидации данных об оборудовании
на различных этапах жизненного цикла
3.4. Обоснование необходимости и анализ путей реорганизации бизнес-процессов на различных этапах жизненного цикла оборудования паротурбинных установок
3.4.1. Разработка методики обоснования цели реорганизации бизнес-процессов на различных этапах жизненного цикла оборудования паротурбинных установок
3.4.2. Определение наиболее важного критерия оценки проектных работ, влияющего на конкурентоспособность проектируемой паротурбинной установки
3.4.3. Совершенствование методики экспертной оценки для обоснования цели реинжиниринга бизнес-процессов
3.5. Выводы по главе
4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК С ПРИМЕНЕНИЕМ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
4.1. Исследование основных направлений реорганизации процессов
проектирования оборудования ПТУ

Таблица 1.
Данные технического задания на проектирование ПСГ
№ п/п Наименование величины Ед. измерения Обозначе- ние
Параметры установки подогрева сетевой воды
1. Коэффициент теплофикации ТЭЦ - &ТЭЦ
2. Количество подогревателей шт №пОД
3. Номинальная теплопроизводительность (общая) Вт Опот
4. Максимальная теплопроизводительность (общая) Вт Отах
5. Максимальный нагрев сетевой воды оС Дітах
6. Расход сетевой воды максимальный м /ч Сев тах
7. Скорость сетевой воды в трубах максимальная м/с ©св тах
8. Расход сетевой воды номинальный м /ч ^ с в пот
9. Скорость сетевой воды в трубах номинальная м/с ©св пот
10. Расход сетевой воды минимальный м3/ч ^св тіп
11. Скорость сетевой воды в трубах минимальная м/с ©св тт
12. Температура сетевой воды средняя °С *ср
13. Недогрев сетевой воды до температуры насыщения на номинальном режиме °С
14. Коэффициент теплопроводности материала трубок Вт/(м К) ^тр
Параметры первого подогревателя сетевой воды (ПСГ-1)
15. Давление пара в отборе из турбины минимальное МПа Рпара тіп
16. Давление пара в отборе из турбины номинальное МПа Рпара пот
17. Давление пара в отборе из турбины максимальное МПа Рпара тах
Параметры второго подогревателя сетевой воды (ПСГ-2)
18. Давление пара в отборе из турбины минимальное МПа Рпара тіп
19. Давление пара в отборе из турбины номинальное МПа Рпара пот
20. Давление пара в отборе из турбины максимальное МПа Рпара тах
1.2.2.2.Чертежная подсистема этапа технического проектирования
Результатом работы на этом этапе проектных работ обычно являются: теоретический чертеж, чертеж общего вида, транспортировочный чертеж, а