Development of an automated diagnostics and control system for biogas combustion processes

• Autorzy: Zhirnova O.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0010.7241

Warianty tytułu

PL

Opracowanie systemu automatycznej diagnostyki i sterowania procesem spalania biogazu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article shows the ecological and economic efficiency of biogas. Depending on the complexity of the tasks, the mathematical model could describe the research process with varying degrees of accuracy. Thus, numerical simulation should be combined with experimental research to compare and assess the validity of the model. Below is presented, a mathematical model of combustion of biogas. Then, based on the results of pilot studies to validate the mathematical model, a numerical simulation of the combustion of biogas. Process for the combustion of biogas is a complex process of their heterogeneous and homogenous combustion. The model of combustion process of extreme management not good can improve energy performance by maintaining the optimum cop value. Proved by simulation model of extreme management efficiency in changing signal assignments, the maintenance efficiency of the boiler is on a level with the specified accuracy.

PL

W artykule pokazano ekologiczną i ekonomiczną efektywność wykorzystania biogazu. W zależności od złożoności rozpatrywanych zadań, model matematyczny może opisywać badany proces z różnym stopniem dokładności. Tak więc modelowanie numeryczne należy połączyć z badaniami eksperymentalnymi żeby porównać i ocenić adekwatność modelu. Niżej będzie przedstawiony model matematyczny procesu spalania biogazu. Zatem, w oparciu o wyniki badań eksperymentalnych mających na celu sprawdzenie poprawności opracowanego modelu matematycznego, przeprowadzona zostanie numeryczna symulacja procesu spalania biogazu. Proces spalania biogazu jest złożonym procesem hetero- i homogenicznego spalania. Uzyskany model ekstremalnej regulacji procesu spalania w kotle pozwala poprawić wydajność energetyczną poprzez utrzymanie optymalnej wydajności. Potwierdzono zdolność roboczą opracowanego modelu symulacyjnego ekstremalnej regulacji przy zmianie sygnału odniesienia, czyli utrzymanie współczynnika sprawności kotła na tym samym poziomie z określoną dokładnością.

Słowa kluczowe

EN

biogas; mathematical model; distributed system; optimal control; integration; waste; gasification of fuels

PL

biogaz; model matematyczny; system rozłożony; optymalne sterowanie; integracja; odpad; gazyfikacja paliwa

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2017
• Tom: T. 7, nr 4
• Strony: 15--19
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys.

Twórcy

autor

Zhirnova O.

• Kazakh National Research Technical University named after K.I. Satpayev (Satbayev University), Almaty, Republic of Kazakhstan

Bibliografia

• [1] Bolshakov N.Y.: Process optimization in the aeration tank – septic tank to minimize the discharge of organic and nutrient. Ph.D. Thesis, Sant Peterburg 2005.
• [2] Eaton A.M., Smoot L.D., Hill S.C., Eatough C.N.: Components, formulations, solutions, evaluation, and application of comprehensive combustion models. Progress in Energy and Combustion Science 25, 1999, 387–436.
• [3] Haseli Y., van Oijen J.A., de Goey L.P.H.: Reduced model for combustion of a smali biomass particie at high operating temeratures. Bioresource Technology 131, 2013, 397–404.
• [4] Haseli Y., van Oijen J.A., de Goey L.P.H.: A detailed one-dimensional model of combustion of a woody biomass particie. Bioresource Technology 102, 2011, 9772–9782.
• [5] Kvyetnyy Kvyetnyy R.N. et al.: Modification of fractal coding algorithm by a combination of modern technologies and parallel computations. Proc. SPIE 9816, Optical Fibers and Their Applications 2015, 98161R [doi: 10.1117/12.2229009].
• [6] Ławicki T., Zhirnova O.: Application of curvelet transform for denoising of CT images. Proc. SPIE 9662, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2015, 966226, [doi: 10.1117/12.2205483].
• [7] Lu H., Robert W., Peirce G., Ripa B., Baxter L.L.: Comprehensive study of biomass particie combustion. Energy & Fuels 22, 2008, 2826–2839.
• [8] Melgar A., Perez J., Laget H., Horillo A.: Thermochemical eąuilibrium modelling of a gasifying process. Energy Conversion and Management 48, 2007, 59–67.
• [9] Moskvina S.M. et al.: Evaluation of the impact of uncontrolled parametric perturbations on stability of automatic systems with logical control units. Proc. SPIE 9816, Optical Fibers and Their Applications 2015, 98161X, [doi: 10.1117/12.2229136].
• [10] Nikolaev A.N., Bolshakov N.Y., Fetyulina I.A.: Investigation of the effect of age on the efficacy of activated sludge biological defosfotatsii in the aeration tank – secondary settling tank. Water and Environment: Challenges and results 2/2002, 12.
• [11] Porteiro Е., et al.: Mathematical modelling of the combustion of a single wood particie. Fuel Processing Technology 87, 2006, 169–175.
• [12] Thunman H., et at.: Combustion of wood particles – a particie model for Eulerian calculations. Combustion and Flame 129, 2002, 30–46.
• [13] Walters D., Cokljat D.: A three-equation eddy-viscosity model for reynoldsaveraged navier-stokes simulations of transitional flows. Journal of Fluids Engineering 130, 2008, 121401:1–14.
• [14] Williams A., et al.: Pollutants from the combustion of solid biomass fuels. Progress in Energy and Combustion Science 38, 2012, 113–137.
• [15] Wornat M., et al.: Single-particle combustion of two biomass chars. 26th Symposium (Int.) on Combustion, 1996, 3075–3083.
• [16] Wójcik W., Zhirnova O.V., Kulakova E.A., Imanbekov B.T.: Development of an automated system diagnostics and management of biogas combustion process. Proceedings of the Second International scientific-practical conference "Information and telecommunication technologies: education, science and practice", Volume II, Almaty, Kazakstan, 2015.
• [17] Zhirnova O.V., Kozhamberdieva M.I., Imanbek B.T.: Gasification process for vapor flow, temperature, and raw materials. Proc. of the IV International Conference “Global Science and Innovation”, Chicago, USA, 2015.
• [18] Yang Y.B. et al.: Combustion of a single particie of biomass. Energy & Fuels 22, 2008, 306–316.