Соколова Яна Володимирівна. Підвищення екологічної безпеки теплогенеруючих установок комунального господарства : Дис... канд. наук: 21.06.01 - 2006.
Анотація до роботи:
Соколова Я.В. Підвищення екологічної безпеки теплогенеруючих установок комунального господарства. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 – екологічна безпека. – Донецький національний університет Міністерства освіти і науки України, Донецьк, 2006.
Дисертація присвячена теоретичному та експериментальному обґрунтуванню зниження шкідливих речовин у викидах ТГУ комунального господарства за рахунок розробки технічних рішень і рекомендацій з удосконалення систем регулювання теплових режимів ТГУ та на основі прогнозування характеристик викидів.
Запропоновано математичний апарат, що дозволяє прогнозувати аеродинамічні характеристики викидів через димову трубу, сумарний викид у навколишнє середовище, розподіл концентрації забруднень в атмосфері та приземному шарі, а також оцінювати ефективність заходів щодо підвищення екологічної безпеки ТГУ.
Розроблені рекомендації з удосконалення систем регулювання теплових режимів ТГУ, зокрема, по використанню регуляторів з елементами нечіткої логіки для системи регулювання температури теплоносія та нелінійних регуляторів для системи підтримки оптимального коефіцієнта надлишку повітря, що дозволило при зниженні шкідливих речовин у викидах досягти підвищення ККД.
Розроблені елементи нечіткої логіки та ПІД-регулятор з елементами нечіткої логіки для систем регулювання теплових режимів ТГУ, які захищені патентами України. Виконана оптимізація геометричних параметрів пневматичних елементів нечіткої логіки.
Розроблена і впроваджена конструкція інжекційного газового пальника, що захищена патентом України. Використання газового пальника дозволило досягти повної однорідності газоповітряної суміші та забезпечити зниження у викидах котлів вміст оксидів азоту.
Основні результати знайшли застосування на об'єктах житлово-комунального господарства Луганської області.
Теоретично та експериментально обґрунтовано зниження викидів шкідливих речовин ТГУ за рахунок розробки технічних рішень і рекомендацій з удосконалення систем регулювання теплових режимів та на основі прогнозування характеристик викидів, що дозволило підвищити екологічну безпеку ТГУ комунального господарства.
Запропоновано математичний апарат, що включає адаптовані для умов роботи ТГУ комунального господарства:
- модель турбулентної течії газового потоку в каналах систем ТГУ з використанням k-e моделі турбулентності, обґрунтованої методом розмірностей на основі p-теореми;
- модель визначення об'ємної витрати газового потоку через димову трубу ТГУ на основі розрахунку характеристик стаціонарних режимів роботи дуттьових та димовсмоктувальних систем з урахуванням аеродинамічних характеристик вентиляторів і повітроводів, режиму течії і властивостей газового потоку, опору запірно-регулюючих пристроїв;
- модель поширення викидів ТГУ в навколишнім середовищі, що враховує вплив на коефіцієнт турбулентної дифузії умов розсіювання, характеристик турбулентності та фізико-механічних властивостей продуктів згоряння.
Математичний апарат дозволяє прогнозувати аеродинамічні характеристики викидів через димову трубу, сумарний викид у навколишнє середовище, розподіл концентрації забруднень в атмосфері та приземному шарі, а також оцінювати ефективність заходів щодо підвищення екологічної безпеки ТГУ.
Виконано комплексні експериментальні дослідження характеристик викидів ТГУ на об'єктах житлово-комунального господарства Луганської області. Розташування засобів контролю викидів у димовій трубі здійснювалося з урахуванням режиму течії та погрішності, що внесена місцем розташування датчика, з використанням отриманих апроксимаційних залежностей. На підставі експериментальних даних підтверджена адекватність математичного апарату для прогнозування характеристик викидів, що дозволяє використовувати його для оцінки ефективності заходів щодо підвищення екологічної безпеки ТГУ.
Удосконалення систем регулювання теплових режимів ТГУ, зокрема, використанням регуляторів з елементами нечіткої логіки для системи регулювання температури теплоносія та нелінійних регуляторів для системи підтримки оптимального коефіцієнта надлишку повітря, дозволило при зниженні шкідливих речовин у викидах досягти підвищення ККД котлів на 0,3%.
Розроблені елементи нечіткої логіки та ПІД-регулятор з елементами нечіткої логіки для систем регулювання теплових режимів ТГУ, які захищені патентами України. Виконана оптимізація геометричних параметрів пневматичних елементів нечіткої логіки, що забезпечують ширину зони пропущення частотного сигналу до 2 Гц.
Розроблена і впроваджена конструкція інжекційного газового пальника, що захищена патентом України. Використання газового пальника дозволило досягти повної однорідності газоповітряної суміші та забезпечити зниження у викидах котлів вміст оксидів азоту до рівня 60 мг/нм3.
Наукові та практичні результати впроваджені на комунальних теплозабезпечуючих підприємствах, у науково-дослідних організаціях, на об'єктах житлово-комунального господарства Луганської області, економічний ефект від використання запропонованих рішень склав більш ніж 500 тис. грн.
Публікації автора:
Андрийчук Н.Д., Гусенцова Я.А., Адамчо (Соколова) Я.В. Моделирование процессов диффузии техногенных загрязнений в атмосфере: Монография. - Луганск, ВНУ им. В.Даля, 2004. - 60 с.
Здобувачем запропоновано врахування впливу на коефіцієнт дифузії умов розсіювання, характеристик турбулентності та фізико-механічних властивостей забруднень. Обґрунтовано використання чисельного методу.
Андрийчук Н.Д., Баранич Ю.В., Подлесная С.В., Адамчо (Соколова) Я.В. Нечеткая логика в системах регулирования теплогенерирующих установок: Монография. - Луганск: ВНУ им. В.Даля, 2004. - 68 с.
Здобувачем застосовані регулятори нечіткої логіки для системи регулювання температури теплоносія ТГУ. Виконана оптимізація геометричних параметрів пневматичних елементів нечіткої логіки.
Гусенцова Я.А., Соколова Я.В. Обоснование методом размерностей использование k-e модели в расчетах пристеночной турбулентности // Вісн. Східноукр. нац. ун-ту ім. В.Даля. – 2002. - № 3 (49). - С. 50-53.
Здобувачем проведені математичні викладки щодо обґрунтування застосування моделі турбулентності.
Подлесная С.В., Андрийчук Н.Д., Адамчо (Соколова) Я.В. Оптимизация характеристик переходных процессов системы автоматического регулирования температуры теплогенерирующей установки // Вісн. Східноукр. нац. ун-ту ім. В.Даля. – 2003. - № 12 (70).- С. 171-174.
Здобувачем виконаний розрахунок характеристик перехідних процесів системи регулювання температури теплоносія з елементами нечіткої логіки.
Адамчо (Соколова) Я.В. Расчет концентрации загрязнений теплогенерирующих установок // Зб. наук. праць ЛНАУ. Серія „Технічні науки”. - 2004. - № 44 (67). - С. 45-49.
Рамазанов С.К., Адамчо (Соколова) Я.В. Пути повышения экологической безопасности теплогенерирующих установок коммунального хозяйства // Вісн. Східноукр. нац. ун-ту ім. В.Даля. – 2004. - № 11 (81). - С. 128-133.
Здобувачем обґрунтовано підвищення екологічної безпеки ТГУ за рахунок розробки технічних рішень та удосконалення систем регулювання теплових режимів.
Адамчо (Соколова) Я.В. Математическая модель турбулентного потока в каналах вентиляционных систем теплогенерирующих установок // Коммунальное хозяйство городов. Науч.-техн. сб. Серия «Технические науки и архитектура». – К.: Техника, 2004. - № 60. – С. 187-191.
Соколова Я.В., Андрийчук Н.Д. Исследование характеристик вредных выбросов теплогенерирующих установок // Зб. наук. праць ЛНАУ. Серія „Технічні науки”. - 2004. - № 45 (68). - С. 68-73.
Здобувачем оброблені та узагальнені результати досліджень.
Адамчо (Соколова) Я.В. Расчет суммарного выброса в атмосферу теплогенерирующей установки // Вісн. Східноукр. нац. ун-ту ім. В.Даля. – 2005. - № 3 (85). - С. 16-19.
Соколова Я.В., Иващенко Е.А., Подлесная С.В. Оценка погрешности измерения средней скорости потока в каналах вентиляционных систем // Зб. наук. праць ЛНАУ. Серія „Технічні науки”. - 2005. - № 54 (77). - С. 56-62.
Здобувачем отримані залежності для оцінки погрішності визначення середньої швидкості газового потоку в трубі з урахування режиму течії середовища.
Здобувачем запропоновані структурні елементи регулятора.
Рамазанов С.К., Соколова Я.В. Снижение загрязнений воздушного бассейна теплогенерирующими установками // Зб. наук. праць Східноукр. нац. ун-ту ім. В. Даля (Матеріали X Міжнародної науково-практичної конференції „Університет і регіон” / Міжнародні Далівські читання / 17-18 листопада 2004 року): Науковці - підприємствам і установам регіону. - Луганськ: СНУ ім. В. Даля, 2004. - С. 227-230.
Здобувачем узагальнені напрямки підвищення екологічної безпеки ТГУ.
Теория и методы анализа и моделирования газодинамических характеристик промышленных выбросов техногенно-опасных объектов: Отчет о НИР. ГР №0101U003276.- Луганск: ВНУ им. В.Даля, 2003. - 65 с.
Здобувачем адаптований для умов роботи ТГУ комунального господарства математичний апарат для прогнозування характеристик викидів.
Пути реализации энергосберегающих технологий в системах теплоснабжения Луганской области: Отчет о НИР. ГР №0103U000136. - Луганск: ВНУ им. В.Даля, 2004. - 137 с.
Здобувачем запропоновані технічні рішення та рекомендації з удосконалення систем регулювання теплових режимів для підвищення екологічної безпеки та економічної ефективності ТГУ комунального господарства.
