Визначення складу газа, що спалюється, методом обмежень як задачі інтерпретації моделі
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.169219Ключові слова:
склад палива, зворотна задача, складне завдання інтерпретації, метод обмеженьАнотація
Запропоновано метод розв'язання задачі визначення невідомого складу газоподібного вуглеводневого палива в процесі його спалювання в режимі реального часу. Задача визначається як зворотна, некоректно поставлена. Спосіб виміру технологічних параметрів дозволяє її деталізувати як складну задачу інтерпретації.
Для вирішення цієї задачі обраний метод «бібліотеки» (підбору), який є найбільш універсальним. Для його реалізації розроблено метод формування бібліотеки у вигляді робочого тривимірного масиву. Вихідні дані для кожного рішення прямої задачі в сформованому масиві представлені у вигляді одного числа. Для цього використаний позиційний принцип запису десяткових чисел.
При формуванні робочого масиву використаний метод зіставлення коефіцієнта надлишку окиснювача і співвідношення об'ємних витрат окиснювача і пального. Це дозволило використовувати результати розв'язання прямої задачі визначення температури продуктів згоряння для розв'язання оберненої задачі по визначенню цього складу за виміряною температурою.
Розроблено метод пошуку рішення серед елементів робочого масиву на основі результатів технологічних вимірів температури продуктів згоряння палива, що спалюється і відношення об'ємних витрат окиснювача і пального.
Показано відсутність похибок, що вносяться до рішення алгоритмом пропонованого методу. При моделюванні точних технологічних вимірів похибки обумовлені дискретизацією вихідних даних при вирішенні прямої задачі. Визначено вплив точності вимірювань технологічних параметрів на похибку визначення складу пального. Вона не перевищує допустимої для інженерних розрахунків величини.
Запропонований метод розрахунку може дозволити використовувати в керованому режимі в енергетиці і в хімічній промисловості великий обсяг вуглеводневих горючих газів, які вважаються відходами. Їх енергетичний еквівалент порівняємо з енергетичними потребами Африканського континентуПосилання
- IPCC, 2014: Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Available at: https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/2018/05/SYR_AR5_FINAL_full_wcover.pdf
- New Satellite Data Reveals Progress: Global Gas Flaring Declined in 2017 (2018). Available at: https://www.worldbank.org/en/news/press-release/2018/07/17/new-satellite-data-reveals-progress-global-gas-flaring-declined-in-2017
- Eman, A. E. (2015). Gas flaring in industry: an overview. Petroleum & Coal, 57 (5), 532–555. Available at: http://large.stanford.edu/courses/2016/ph240/miller1/docs/emam.pdf
- Zhenhai, D., Lianyun, S. (2012). Design of Temperature Controller for Heating Furnace in Oil Field. Physics Procedia, 24, 2083–2088. doi: https://doi.org/10.1016/j.phpro.2012.02.305
- Larionov, V. M., Van'kov, Yu. V., Sayfullin, E. R., Nazarychev, S. A., Malahov, A. O. (2017). Pat. No. 2647940 RF. Sposob avtomaticheskoy optimizatsii protsessa szhiganiya topliva peremennogo sostava. MPK F23C 1/02, F23C 1/08. No. 2017116036/06; declareted: 04.05.2017; published: 21.03.2018, Bul. No. 9, 23.
- Piteľ, J., Mižáková, J., Hošovský, A. (2013). Biomass Combustion Control and Stabilization Using Low-Cost Sensors. Advances in Mechanical Engineering, 5, 685157. doi: https://doi.org/10.1155/2013/685157
- Elshafei, M., Habib, M. A., Al-Zaharnah, I., Nemitallah, M. A. (2014). Boilers Optimal Control for Maximum Load Change Rate. Journal of Energy Resources Technology, 136 (3), 031301. doi: https://doi.org/10.1115/1.4027563
- Morales, S. A., Barragan, D. R., Kafarov, V. (2018). 3D CFD Simulation of Combustion in Furnaces Using Mixture Gases with Variable Composition. Chemical Engineering Transactions, 70, 121–126. doi: http://doi.org/10.3303/CET1870021
- Buldakov, M. A., Korolev, B. V., Matrosov, I. I., Petrov, D. V., Tikhomirov, A. A. (2013). Raman gas analyzer for determining the composition of natural gas. Journal of Applied Spectroscopy, 80 (1), 124–128. doi: https://doi.org/10.1007/s10812-013-9731-6
- Schorsch, S., Kiefer, J., Steuer, S., Seeger, T., Leipertz, A., Gonschorek, S. et. al. (2011). Development of an Analyzer System for Real‐time Fuel Gas Characterization in Gas Turbine Power Plants. Chemie Ingenieur Technik, 83 (3), 247–253. doi: https://doi.org/10.1002/cite.201000095
- Ferreira, B. D. L., Paulo, J. M., Braga, J. P., Sebastião, R. C. O., Pujatti, F. J. P. (2013). Methane combustion kinetic rate constants determination: an ill-posed inverse problem analysis. Química Nova, 36 (2), 262–266. doi: https://doi.org/10.1590/s0100-40422013000200011
- Brunetkin, A. I., Maksimov, M. V. (2015). The method for determination of a combustible gase composition during its combustion. Naukovyi visnyk Natsionalnoho hirnychoho universytetu, 5, 83–90. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nvngu_2015_5_16
- Glushko, V. P. (Ed.) (1971). Termodinamicheskie i teplofizicheskie svoystva produktov sgoraniya: spravochnik. Vol. 1: Metody rascheta. Moscow: VINITI, 266.
- Maksymov, M. V., Brunetkin, O. I., Maksymova, O. B. (2018). Application of a Special Method of Nondimensionization in the Solution of Nonlinear Dynamics Problems. Control Systems: Theory and Applications. Series in Automation, Control and Robotics. Chap. 5. Gistrup, 97–144.
- Glushko, V. P. (Ed.) (1973). Termodinamicheskie i teplofizicheskie svoystva produktov sgoraniya: spravochnik. Vol. 3: Topliva na osnove kisloroda i vozduha. Moscow: VINITI, 624.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Olexander Brunetkin, Valentin Davydov, Oleksandr Butenko, Ganna Lysiuk, Andrii Bondarenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
