Моделирование систем управления сложными технологическими объектами : На примере пиролизной установки

• Автор: Бакаев, Виктор Викторович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 184 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Содержание работы Введение

2.

Глава 1. Обзор существующих технических решений в части ор .

ганизации и управления процессом пиролиза древесины. Общие

подходы к моделированию углевыжигательных установок. Постановка цели и задач исследований.

1.1. Обзор конструкторскотехнологических решений в области .

угле выжигания.

1.2. Свойства древесины. .

1.3. Сущность процесса термического разложения древесины. .

1.4. Выход продуктов пиролиза древесины. .

1.5. Общие аспекты моделирования конструкции и процессов пи .
ролиза древесины в углевыжигающих установках.
1.6. Выводы. Постановка задач исследований. .
Глава 2. Математическое моделирование тепловых процессов про .
текающих в пиролизных установках.
2.1. Разработка и исследование классической математической .
модели углевыжигательной печи по варианту 1.
2.2. Исследование динамики тепловых процессов в модели угле .
выжигательной печи по варианту 1.
2.3. Разработка и исследование классической математической .
модели углевыжигательной печи по варианту 2.
2.4. Исследование динамики тепловых процессов в модели угле .
выжигательной печи по варианту 2.
2.5. Построение математической модели пиролизной установки с .
использованием современных средств инженерного анализа.
Глава 3. Принципы построения систем управления процессом пиро . лиза древесины с использованием результатов математического моделирования.
3.1. Систематизация систем управления технологическим процес .
сом и требования к конкретной системе управления.
3.2. Критерий оптимизации настройки системы управления. 1.
3.3. Синтез система управления процессом пиролиза в установке 3.
по варианту 1.
3.4. Синтез система управления процессом пиролиза в установке 9.
по варианту 2.
Глава 4. Методы программноаппаратной реализации результатов 9. моделирования и управляющих алгоритмов с опытным подтверждением адекватности.
4.1. Постановка экспериментов на физической модели. 9.
4.2. Программноаппаратная реализация системы управления 4. процессом пиролиза древесины
Заключение 3.
Приложения 8.
Список использованных источников


Несколько лучшего эффекта добиваются при использовании в качестве нагревателя управляемых щитов [3], которые нагревают электрическим током, чю, позволяет создать управляемый тепловой поток. Управление поворотом щитов производится механически. Несмотря на существующие достоинства, данный способ, как и другие, использующие электричество, требуют больших электроэнергетических затрат. Непрерывно действующие аппараты, рассмотренные в [4]. В этих аппаратах загрузка древесины, отбор парогазовой смеси, и выгрузка угля производятся непрерывно. Непрерывно действующие аппараты наиболее совершенны, так как в них более полно используется объем аппаратов, достигается ускорение процесса и экономия топлива. С развитием автоматизации производства эти аппараты будут иметь все большее применение, в особенности для термического разложения измельченной древесины (опилок, мелкой щепы), например во взвешенном состоянии или в кипящем слое под действием движущегося нагретого газа (теплоносителя). Управление в печах непрерывного действия типа «Ламбиот» производиться с помощью автоматической системы управления, которая осуществляет контроль над загрузкой, подачей мелко распиленной древесины, следит за температурой камеры переугливаиия и осуществляет отвод угля, газов, дистиллята. К непрерывнодействующим аппаратам можно отнести и вертикальные циркуляционные шахтные реторты, имеющими очень много схожего с печами системы «Ламбиот». Вертикальными ретортами в настоящее время оснащаются как старые, так и вновь строящиеся заводы пиролиза древесины. Отличаются вертикальные реторты от вагонных непрерывной циркуляцией теплоносителя - обычно топочных газов, получаемых при сжигании в газовой топке нефтяного топлива и неконденсирующихся газов реторты. В реторте процесс пиролиза идет непрерывно при периодической загрузке древесины небольшими порциями в верхнюю часть и периодической выгрузки охлажденного древесного угля небольшими порциями снизу реторты. Механизация процессов работы приводит, естественно, к увеличению расхода электроэнергии. Расход металла на строительство ретортного цеха с вертикальными ретортами примерно в 1,5 раза меньше, чем с вагонными ретортами (с включением затрат металла на вагонетки). Производительность единицы объема камеры жжения у вертикальной реторты в 6 - 9 раз больше, чем у тоннельной вагонной реторты. Обзор известных устройств позволяет определить общие недостатки подхода к их проектированию, чтобы избежать их повторения и направить исследования на качественно новый уровень. Экстенсивное протекание процесса пиролиза, в результате чего происходит спонтанное распределение тепловых полей по объему камеры, что, в свою очередь, приводит к резкому ухудшению качества получаемого продукта. Существующие системы управления процессом пиролиза характеризуются большой инерционностью, поскольку исключают элементы прогнозирования и предварительного расчета процесса по модели. Математический аппарат, описывающий процесс пиролиза, носит разобщенный характер представленный физическими законами и химическими уравнениями. В сравнении с техническим прогрессом в других отраслях, установки тепловой древесины слабо автоматизированы и сам процесс ведется устаревшими методами. Физические свойства древесины характеризуются плотностью, влажностью, гигроскопичностью, теплоемкостью и другими параметрами. Плотность древесины. Плотность собственно древесины, или древесного вещества, почти одинакова для различных пород и в среднем равна 1, г/см3. Плотность древесины как физического тела, т. Плотность некоторых, наиболее распространенных пород древесины в абсолютно сухом состоянии приведена подробно в [4]. Влажность древесины. При изучении и расчете процесса сушки древесины используют показатели абсолютной влажности, а в расчетах по технологии лесохимических производств - показатели относительной влажности. Средняя масса 1 пл. Например, если 1 м3 березовой древесины % относительной влажности весит 0 кг, то массовая доля в нем абсолютно сухой древесины 0 (0-): 0=6 кг, но не 0, как это могло бы показаться на основании цифр см.