Разработка и применение математических моделей и алгоритмов для исследования и оптимизации параметров непрерывного технологического процесса с плотным фильтруемым слоем на примере производства железорудных окатышей

• Автор: Буткарев, Алексей Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 212 с.

АННОТАЦИЯ
Диссертационная работа посвящена разработке и применению математических моделей и алгоритмов для исследования и оптимизации параметров непрерывного технологического процесса с плотным фильтруемым слоем на примере производства железорудных окатышей.
На базе комплекса математических моделей статики и динамики проведено исследование и анализ технологического процесса термообработки окатышей с целью его усовершенствования и оптимизации. Решены вопросы параметрической идентификации как процессов теплообмена и газодинамики, так и упрочнения окатышей. Адекватность математического описания подтверждена экспериментальными данными.
Исследовано влияние различных технологических параметров на удельную производительность агрегата, удельные расходы тепла, топлива, электроэнергии и прочность окатышей. Сделан . ряд,-', важных выводов по закономерностям технологического процесса и принципам конструирования агрегатов. Решена задача минимизации удельного расхода электроэнергии. Проанализирована динамика термообработки окатышей. Даны рекомендации по совершенствованию конструкции обжиговой машины, а также, по применению математических моделей в составе АСУ ТП.
Материалы диссертации использованы при реконструкции обжиговой машины ОК-306 Лебединского ГОКа, а также при разработке и создании на ней системы автоматизации. Их целесообразно использовать при проектировании новых обжиговых машин и модернизации действующих.
Диссертация написана на русском языке, изложена на 211 страницах, содержит 118 страниц машинописного текста, 52 иллюстрации, 6 таблиц, библиографический список из 164 наименований отечественных и зарубежных авторов, приложение с документами о внедрении результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ

Основные условные обозначения

Введение
1. Особенности математического моделирования процесса
термообработки окатышей на конвейерных машинах
1.1 .Особенности исследуемого объекта
1,2.0бзор математических моделей, описывающих процесс
термообработки железорудных окатышей
1.3.Цели и задачи исследований
2. Математическое моделирование технологического процесса (структурная и параметрическая идентификация)
2.1.Математические модели теплообмена и газодинамики в слое.
Модель статики
2.2.Моделирование упрочнения окатышей
2.3.Математическая модель динамики термообработки окатышей на конвейерных машинах
2.4.Алгоритмы адаптации математических моделей
2.4.1.Математическая модель теплообмена и газодинамики в слое
2.4.2.Математическая модель прочности окатышей
2.5.Показатель для оценки эффективности использования электрической энергии
2.6.Вывод ы
3. Применение математических моделей для исследования и анализа закономерностей технологического процесса. Оптимизация конструктивных и технологических параметров
3.1 .Методика исследований
3.2.Анализ основных закономерностей, происходящих в зонах сушки, подогрева, обжига и рекуперации (зоны нагрева)
3.2.1.Зона сушки
3.2.2.Зона подогрева

3.2.3.Зона обжига
3.2.4.Зона рекуперации
3.2.5.Выводы по результатам исследования зон нагрева
3.3.Анализ основных закономерностей, происходящих в зоне
охлаждения
3.3.1.Реверсирование теплоносителя
3.3.2.Давление в ГВК
3.3.3.Соотношение давлений в ГВК
3.3.4.Температура охлаждающего агента
3.3.5.Охлаждение нагретым воздухом
3.3.6.Начальная температура слоя
3.3.7.Высота слоя
3.3.8. Порозность слоя
3.3.9.Диаметр окатышей
З.З.Ю.Выводы по результатам исследования зоны охлаждения
3.4.Оптимизация конструктивных и технологических параметров обжиговой машины
3.5.Направления использования математической модели динамики термообработки окатышей
3.6.Вывод ы
4. Рекомендации и результаты их промышленного опробования
4.1.Реализация рекомендаций по модернизации обжиговой машины
4.2.Рекомендации по применению математических моделей на работающем агрегате
4.3.Структура комплекса технических средств (КТС) системы управления. Связь. Оптимизация информационных потоков
4.4.Вывод ы
Заключение
Библиографический список
Приложение

примере термообработки окатышей на конвейерных машинах) и
совершенствования на этой базе конструкции агрегата и тепловых режимов.
Достижение поставленной цели реализуется путем решения следующих
задач:
- разработки и реализации математической модели упрочнения окатышей в процессе их термообработки на конвейерной машине;
- совершенствования алгоритма численной реализации метода расчета теплообмена в слое при термообработке окатышей на конвейерных машинах в статическом режиме;
- разработки и численной реализации математической модели динамики и анализа теплообмена в слое окатышей в процессе их термообработки на конвейерных машинах с использованием этой модели;
- разработки и реализации алгоритмов адаптации математических моделей;
- разработки методики и анализа работы отдельных технологических зон обжиговой машины;
- разработки методики оптимизации конструктивных и режимных параметров агрегата с целью минимизации удельных расходов тепла (топлива), электроэнергии или максимизации производительности.