Агрегированные модели и методы аналитической идентификации технического состояния промышленных объектов

• Автор: Владов, Юрий Рафаилович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 354 с. : ил.

Содержание

Общая характеристика работы

Введение

1 Проблема идентификации технического состояния ТС промышленных объектов ПО

1.1 Актуальность и особенности проблемы

1.2 Оценка ТС трубопроводов ТП при длительной эксплуатации

1.2.1 Основные причины отказов

1.2.2 Электрохимическая коррозия металлов

1.2.3 Основные методы определения ТС трубопроводов

1.3 Оценка ТС теплоэнергетического оборудования ТЭО

1.3.1 Модели повреждаемости металла ТЭО

1.3.2. Основное ТЭО и условия его эксплуатации
1.3.3 Анализ методов оценки ТС ТЭО
1.3.4 Выбор ТЭО для проведения идентификации ТС
и анализ отказов
1.4 Постановка цели и задачи исследования
2 Теоретические основы построения аналитических моделей ТС ПО
2.1 Декомпозиция проблемы
2.2 Агрегированные модели ТС ПО
2.2.1 Агрегированные параметры
2.2.2 Классификация агрегированных моделей
2.2.3 Построение агрегированных моделей ТС ПО
2.3 Аппроксимирующие зависимости КФ изменения ТС ПО
2.3.1 Определение степени нелинейности связи между агрегированными моделями. Основные соотношения
2.3.2 Оценка степени нелинейности агрегированных моделей
2.3.3 Выбор аппроксимирующих зависимостей корреляционных функций КФ
2.4 Теоретические основы получения аналитических моделей ТС
2.4.1 Задача нахождения аналитических моделей
2.5 Модели прогнозирования ТС ПО
2.5.1 Теоретические аспекты оценки точности
2.5.2 Прогнозирование ТС ПО
3 Систематизация аналитических моделей ТС ПО
3.1 Разработка классификации
3.2 Аналитические модели ТС ПО
3.2.1 Рациональные формы аналитических моделей
3.2.2 Аналитические модели ТС ПО 1 класса
3.2.3 Аналитические модели ТС ПО 2 класса
3.2.4 Аналитические модели ТС ПО 3 класса
3.2.5 Аналитические модели ТС ПО 4 класса
3.3 Разработка обобщенной аналоговой модели ТС ПО
4 Аналитическая идентификация ТС трубопроводов
4.1 Методика идентификации
4.2 Агрегированные модели ТС участка трубопровода
4.3 Идентификация ТС соединительных трубопроводов УКПГ ОГПЗ
4.3.1 Агрегированные модели ТС ТП 6
4.3.2 Аппроксимирующие зависимости
4.3.3 Аналитические модели ТС ТП 6
4.3.4 Результаты аналитической идентификации ТС ТП 8
4.4 Модели прогнозирования ТС ТП
4.4.1 Разработка аналоговой модели изменения ТС ТП и оценка точности
4.4.2 Прогнозирование ТС ТП на основе моделирования в интегрированной среде
4.4.3 Прогнозирование ТС на основе ОДУ с запаздывающим аргументом
4.5 Автоматизированная идентификация ТС ТП
4.5.1 Структурная модель АСУ ТС трубопроводов
4.5.2 Разработка программного комплекса
4.5.3 Эксплуатационнотехнологическое описание ПК
4.5.4 Описание эксплуатации ПК
5 Идентификация ТС ТЭО
5.1 Методика аналитической идентификации ТС ТЭО
5.2 Агрегированные компоненты
5.3 Аппроксимирующие зависимости
5.3.1 Надежностная компонента
5.3.2 Температурная компонента
5.3.3 Механическая компонента
5.4 Агрегированные модели ТС энергетического котла
5.5 Аппроксимирующие зависимости
5.6 Аналитические модели ТС
5.7 Модели прогнозирования
5.7.1 Прогнозирование ТС ТЭО моделированием в интегрированной среде
5.7.2 Прогнозирование на основе ОДУ с запаздывающим аргументом
5.8 Автоматизированная идентификация и управление ТС ТЭО
5.8.1 Структурная модель АСУ ТС
5.8.2 ПК Идентификация ТС ТЭО
6 Эффективность функционирования ПО при аналитической идентификации ТС
6.1 Модели эффективности
6.2 Эффективность функционирования трубопро
6.3 Использование результатов идентификации ТС
газоконденсатопроводов при оптимизации пер
спективного графика проведения ВТД
6.4 Эффективность функционирования ТЭО
6.5 Объемы ремонтных работ и ТД при аналитиче
ской идентификации ТС ТЭО
Основные результаты и выводы
Список использованных источников


Таким образом, при определенных потенциалах коррозионной пары ее активность не может превзойти некоторых определенных значений (Ьк=0 и Ьк=1), причем эти предельные значения зависят только от величины потенциалов анода и катода замкнутой системы, но не от природы металла. Наибольший интерес представляет проблема электрохимической устойчивости металлов, т. Принцип Ле-Шателье, заключающийся в том, что любая физическая структура способна противодействовать внешним возмущениям, получил свое приложение и дальнейшее развитие в термодинамике. Однако в теории используются законы классической термодинамики, описывающие изменения, происходящие в заторможенных и фиктивно заторможенных процессах. При рассмотрении реальных необратимых процессов приняты следующие допущения /9 и др. Еь Е2, •••» Еп) и температуры (,,. После деления выражения (1. Из (1. Используя обозначения: уск = уи + р V*. XVII + ? Таким образом, это уравнение позволяет оценить влияние ускоряющих и тормозящих процессов локальных коррозионных изменений, проявляющихся в различных элементах коррозирующей системы. В последнее время уделяется большое внимание изучению и проектированию многоуровневых иерархических систем и в особенности поведение многоуровневой системы при ее переходе от одного уровня организации к другому /-, 1/. Любую локальную коррозионную пару можно представить как замкнутую необратимую систему, в которой начальный уровень организации стремится снизиться. Причем процесс убывания уровней организации коррозионной пары является физическим свойством системы. Кинетика коррозии металла представляет собой множество локальных уровней организации, направленных во времени от более высокого уровня организации к менее организованным состояниям коррозионной пары и между двумя смежными уровнями организации коррозионной пары существует функциональная связь. Существенными характеристиками коррозионной пары являются: последовательное расположение во времени и изменение уровней организации, приоритет в размещении локальных уровней напряжений от более высоких к более низким. При этом более высокий уровень организации определяет фактическое значение более низкого уровня действующего напряжения коррозионной пары. Этот процесс протекает с возникновением внутренних обратных связей в коррозионной паре. М. Месарович, Д. Мако, И. Такахара и др. В кинетике коррозии любой уровень мгновенно возникает и мгновенно снижается до текущего значения. По этой причине говорят не о стационарных, а о динамических уровнях. Непосредственное и явно выраженное воздействие оказывает ближайший расположенный выше уровень. Связывая второй принцип термодинамики с условиями функционирования и организацией различного рода физических систем, Л. Я. Цикерман и др. Из термодинамики известно, что возрастание энтропии замкнутой системы не бесконечно. Любая реальная коррозионная пара как изолированная замкнутая система достаточно быстро достигает состояния термодинамического равновесия, которое является весьма устойчивым. Реальные кинетические кривые коррозия-время, приближенно описываемые той или иной математической моделью, несут важную информацию. Располагая экспериментальными зависимостями роста глубины локальной коррозионной каверны от времени бк(0, можно дать характеристику: агрессивности внешней среды, с которой контактирует металл в исследуемом месте; локальной коррозионной устойчивости металла; степени опасности развития локальной коррозии; изменения во времени основных параметров коррозионного процесса. В современной литературе приведено большое число математических моделей (ММ) коррозионного процесса, характеризующих состояние металла в месте дефекта. Подавляющее количество ММ кинетики электрохимической коррозии металла, характеризуют потерю массы металла или изменение глубины каверны. В приведенных ММ выходная переменная обозначена универсально /9/. Наиболее простые модели (Биккарис А. Веллнер Е. Го-дарт X. Денисон И. Друм Г. Джонсон В. Мартин Е. Мор Е. Сутерланд И. Торнес X. Упхам И. Фарадей М. Хейник В. Шванк В. У = л-Г9 (1. А=1,. X - время. Более сложные модели с экспоненциальной составляющей (Азис П. Миткальф Ж. Цикерман Л. Я., Чемпион Ф.