DIGITAL MODEL OF BOILER HEAT BALANCE
DOI:
https://doi.org/10.14529/power210302Keywords:
digital model, boiler, heat balance, databases, approximations, polynomials,Abstract
The normative method (NM) of boilers thermal calculation, repeatedly confirmed and refined, contains the structure of ideas and methods that were retained and adapted during the transition to digital technologies. As applied to the analysis of the heat balance of a boiler with flare furnaces, this required the transformation of a large array of initial and reference data, which cannot be applied unchanged when using a computer. This applies to graphical and tabular data, which form up to 80 % of the volume of NM. To obtain the correlation dependences, the authors use a simple and reliable method of unknown coefficients with the inclusion of a verification algorithm, in the case of equidistant arguments these are the Gregory-Newton coefficients. As shown by a preliminary analysis, for almost all dependencies a polynomial of the second degreesometimes replaced by two polynomials is sufficient. By varying the determining factors in the range of nominal values ±20 %, the model response was obtained in the form of a change in fuel consumption. Quantitatively, all material corre-sponds to the normative data, is presented in digital format and methodically corresponds to the Mathcad-15 package. In contrast to the well-known works in this area, all factors affecting the heat balance are represented by approximations taking into account the variability of temperature and pressure.The normative method (NM) of boilers thermal calculation, repeatedly confirmed and refined, contains
the structure of ideas and methods that were retained and adapted during the transition to digital technologies. As applied to the analysis of the heat balance of a boiler with flare furnaces, this required the transformation of a large array of initial and reference data, which cannot be applied unchanged when using a computer. This applies to graphical and tabular data, which form up to 80 % of the volume of NM. To obtain the correlation dependences, the authors use a simple and reliable method of unknown coefficients with the inclusion of a verification algorithm, in the case of equidistant arguments these are the Gregory-Newton coefficients. As shown
by a preliminary analysis, for almost all dependencies a polynomial of the second degreesometimes replaced
by two polynomials is sufficient. By varying the determining factors in the range of nominal values ±20 %,
the model response was obtained in the form of a change in fuel consumption. Quantitatively, all material corresponds to the normative data, is presented in digital format and methodically corresponds to the Mathcad-15 package. In contrast to the well-known works in this area, all factors affecting the heat balance are represented by approximations taking into account the variability of temperature and pressure.
References
Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод / Н.В. Кузнецов, В.В. Митор, И.Е. Дубовский, Э.С. Карасина. – Минск: Эколит, 2011. – 206 с.
Теория и практика теплогенерации: учеб. / С.Н.Гущин, М.Д. Казяев, Ю.В. Крюченков и др.; под ред. В.И. Лобанова и С.Н. Гущина. – Изд. 2-е, перераб. и доп. – Екатеринбург: УГТУ – УПИ, 2005. – 379 с.
Новые конструкции промышленных печей / А.М. Вохмяков, М.Д. Казяев, Д.М. Казяев, М.В. Губинский // Творческое наследие В.Е. Грум-Гржимайло: прошлое, современное состояние, буду-щее: сб. докл. междунар. науч.-практ. конф. – Екатеринбург: УрФУ, 2014. – Ч. 1. – С. 114–118.
Казяев, М.Д. Исследование напряженного состояния при нагреве валков холодной прокатки с помощью математического моделирования / М.Д. Казяев, Ю.А. Самойлович, В.С. Палеев // Современ-ные научные достижения металлургической теплотехники и их реализация в промышленности. – Екатеринбург: МИЦ, 2015. – С. 286–294.
Металлургические печи. Теория и расчеты: учеб.: в 2 т. / В.И. Губинский, В.И. Тимошпольский, В.М., Ольшанский и др. – Минск: Белорусская наука, 2007. – Т. 1. – 596 с.
Ярошенко, Ю.Г. Энергоэффективные и ресурсосберегающие технологии черной металлургии: учеб. пособие / Ю.Г. Ярошенко, Я.М. Гордон, И.Ю. Ходоровская. – Екатеринбург: ООО «УИПЦ», 2012. – 670 с.
Макаров, Е.Г. Инженерные расчеты в Mathcad 15: учеб. курс / Е.Г. Макаров. – СПб.: Питер, 2011. – 400 с.
Энергетические угли восточной части России и Казахстана: справ. / В.В. Богомолов, Н.В. Ар-темьева, А.Н. Алехнович и др. – Челябинск: УралВТИ, 2004. – 304 с.
Теплообменники энергетических установок: учеб. для вузов / К.Э. Аронсон, С.Н. Блинков, В.И. Брезгин и др.; под ред. Ю.М. Бродова. – Екатеринбург: Изд-во «Сократ», 2002. – 968 с.
Липов, Ю.М. Компоновка и тепловой расчет парового котла: учеб. пособие для вузов / Ю.М. Липов, Ю.Ф. Самойлов, Т.В. Виленский. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 208 с.
Стерман, Л.С. Тепловые и атомные электрические станции: учеб. для вузов / Л.С. Стерман,
В.М. Лавыгин, С.Г. Тишин. – М.: Изд-во МЭИ, 2000. – 408 с.
Корн, Г.А. Справочник по математике для научных работников и инженеров: определения, теоремы, формулы / Г.А. Корн, Т.М. Корн – СПб.: Изд-во «Лань», 2003. – 832 с.
