ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Методика структурного анализа теплотехнологических схем мазутных хозяйств из "Мазутные хозяйства ТЭС " Проведение структурного анализа теплотехнологической схемы является одним из важнейших этапов в создании новых при радикальном совершенствовании существующих теплотехнологических схем. Большая сложность и высокая трудоемкость расчета современных теплоэнергетических схем в значительной степени обусловлены наличием множества расчетных циклов как в технологической схеме, так и в элементах оборудования. Существование цикла означает, что значения параметров потока энергоносителей, выходящих из какого-либо участка технологической схемы или элемента установки, влияют на значения параметров потоков энергоносителей, входящих в этот участок или элемент оборудования. В реальных технологических схемах можно выделить несколько расчетных циклов. [c.406] Расчет замкнутой циклической схемы основывается на разрыве обратных связей в ней. [c.406] Анализ сложных реальных технологических схем современных теплоэнергетических установок показывает, что разрыв циклических связей можно осуществить множеством путей и, следовательно, при этом получить множество последовательностей расчета. Соответственно возникает задача поиска наиболее рационального пути, обеспечивающего решение поставленной задачи. Данная задача решается с помощью двух операций. [c.406] Вторая операция — это выбор внутри каждого контура наилучшей совокупности потоков, разрыв которых превращает контур в разомкнутую схему. Наилучшей можно назвать такую совокупность потоков, сумма параметров связей в которой минимальна. [c.406] Таким образом, конечной целью структурного анализа теплотехнологической схемы (в данном случае мазутного хозяйства) будут определение оптимальной последовательности ее расчета и идентификация контуров в ней. [c.406] Определение оптимальной последовательности расчета позволит свести к минимуму число итераций, повысить точность расчета при математическом моделировании, а также увеличить область устойчивости решения задачи по определению параметров работы теплотехнологической схемы. Для описания теплотехнологических схем мазутных хозяйств использовался метод, основанный на теории графов [241—244]. [c.406] В соответствии с ним составляется балансовая теплотехнологическая схема (БТТС), представляющая собой потоковый граф, вершинами которого являются узлы (аппараты) теплотехнологической схемы, а дугами — потоки теплоносителей. [c.406] Согласно [245] потоковые графы — это направленные графы (орграфы), отображающие преобразования потоков вещества и энер ГИИ, которые осуществляются технологическими операторами (элементами) системы. [c.406] Матрица процесса используется для представления в цифровой форме информации о топологических свойствах технологических схем. Каждый элемент оборудования технологической схемы задается одной строкой матрицы процесса. Содержание этой строки составляет номер элемента оборудования, при этом номера потоков на входе положительные, а на выходе отрицательные. Анализ матрицы процесса заключается в последовательном просмотре всех строк с целью нахождения элемента оборудования, который можно рассчитать, т.е. такого элемента, все входящие потоки в который известны. Элементы, в которые входят потоки с неизвестными параметрами, рассчитать нельзя, следовательно, они принадлежат к замкнутым контурам. [c.407] Матрица смежности показывает наличие или отсутствие связей между элементами технологической схемы. [c.407] Для разделения схемы на разомкнутые последовательности и замкнутые контуры будем использовать метод, основанный на анализе матрицы смежности. [c.408] Если матрица Л (и = 2, 3,. ..) получена для замкнутой схемы, то на ее диагонали в конце концов появятся единицы. Но любой элемент схемы, соответствующий диагональной единице, имеет связь через п потоков с самим собой, т.е. получается контур. Таким образом определяются все контуры. [c.408] Если при возведении матрицы смежности в степень п использовать не правила булевой алгебры, а обычные арифметические действия, то элемент матрицы А равен числу ориентировочных маршрутов длины п из вершины V, в вершину Доказательство этого утверждения приведено в [244]. [c.408] Для определения оптимальных мест разрыва контура могут быть применены методы с использованием матрицы процесса и матрицы циклов. [c.408] Метод с использованием матрицы процесса заключается в следующем. Сначала анализируют возможность разрыва каждого из контуров, входящих в схему. Для этого матрицу процесса последовательно просматривают с целью выявления возможности расчета схемы при заданном значении рг13орван-ного потока. Если удается выявить одну или несколько таких возможностей, то задачу можно считать решенной. Если же ни один разорванный поток, полагаемый известным, не дает возможности рассчитать всю схему, то анализ матрицы следует продолжить. При этом считаются разорванными и заданными два потока. Все потоки исследуются для проверки, которая должна показать, можно ли, задав параметры для данных двух потоков, рассчитать технологическую схему. Если не удалось найти потоков, разорвав которые, можно было бы рассчитать технологическую схему, нужно переходить к исследованию групп из трех потоков и т.д. Однако для сложных технологических схем число комбинаций потоков из четырех и более будет слишком велико, что не гарантирует качественное решение задачи. [c.408] В матрице циклов ранг контура представляет число потоков в нем, а частота потока показывает, сколько раз он появляется в различных контурах. [c.409] Минимгшьное число потоков, которые нужно разорвать, для того чтобы исключить неизвестные величины во всем контуре, определяется следующим образом. Примем, что поток г включен в поток ], если каждый контур, в котором находится поток г, содержит и поток/ Потоки, включенные в другие, можно исключить. Таким образом, получаем сокращенную матрицу циклов. Минимальное число разрываемых потоков можно получить при разрыве потоков, входящих в контур минимального ранга и имеющих максимальную частоту. [c.409] Далее будет использоваться именно этот метод, поскольку он является наиболее экономичным с точки зрения использования памяти ЭВМ, а также простым в подготовке исходных данных. [c.409] Вернуться к основной статье