Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Mathematical modelling of thermal processes by the use of regression and neural models

Rusinowski H., Plis M.

Archives of Thermodynamics

|

2018

|

Vol. 39, no 3

111--127

EN

The paper presents a description of used methods and exemplary mathematical models which are classified into theoretical-empirical models of thermal processes. Such models encompass equations resulting from the laws of physics and additional empirical functions describing processes for which analytical models are complex and difficult to develop. The principle of developing, advantages and disadvantages of presented models as well as quality prediction assessment were presented. Mathematical models of a steam boiler, a steam turbine as well as a heat recovery steam generator were described. Exemplary calculation results were presented and compared with measurements.

2

Modelowanie matematyczne obiegu parowo-wodnego w układzie skojarzonym z turbiną gazową dla potrzeb diagnostyki cieplnej

Plis M., Rusinowski H.

Rynek Energii

|

2016

|

Nr 5

58--63

PL

Współczesne systemy diagnostyki cieplnej wymagają zaawansowanych narzędzi obliczeniowych, w tym modeli matematycznych. Modele te powinny się charakteryzować stosunkowo krótkim czasem obliczeń przy jednocześnie zapewnieniu wymaganej dokładności wyników. W artykule przedstawiono model symulacyjny obiegu parowo-wodnego bloku jednej z polskich elektrociepłowni gazowo-parowych. Opracowany model obejmuje modele cząstkowe turbiny kon-densacyjno-upustowej o mocy znamionowej 65 MW, układu ciepłowniczego oraz zbiornika wody zasilającej i chłodnicy kondensatu. Przedstawiony model turbiny parowej obejmuje bilanse substancji i energii oraz model linii rozprężania pary. Model linii rozprężania pary opracowano w oparciu o równanie przelotności i na sprawność wewnętrzną grup stopni. Mode-le układu ciepłowniczego oraz zbiornika wody zasilającej i chłodnicy kondensatu obejmują bilanse substancji i energii. Nieznane wartości współczynników empirycznych zostały estymowane w oparciu o wyniki pomiarów eksploatacyjnych. Przeprowadzono walidację wyników obliczeń uzyskanych z modelu w oparciu o wyniki pomiarów eksploatacyjnych. Dokonano oceny jakości predykcji modelu i sformułowano odpowiednie wnioski.

EN

Modern operation control systems require advanced computational tools, including mathematical models. These models should have a simple structure and short computing time. The article presents a simulation model of the steam-water cycle in one of the Polish gas turbine combined cycle power plant. The developed model encompasses: a partial model of the steam turbine with the installed rated power of 65 MW, a partial model of the heating system and a partial model of the feed water tank and a cooler condensate. The presented model of the steam turbine contains mass and energy balance equations and a steam expansion line model which has been developed on the basis of a steam flow capacity equation and a turbine internal efficiency equation. The presented models of the heating system and the feed water tank and the cooler condensate contain mass and energy balance equations. The unknown parameters, which appear in empirical equations have been estimated on the basis of measure results with the use of the last square method. A validation of developed model has been conducted with the use of measure results. The quality of the model prediction was evaluated. Appropriate conclusions were drawn.

3

Mathematical modeling of an axial compressor in a gas turbine cycle

Plis M., Rusinowski H.

Journal of Power Technologies

|

2016

|

Vol. 96, nr 3

194--199

EN

Contemporary thermal diagnostic systems of power units require advanced computational tools, including mathematical models. These models should have a simple structure and short computing time. These conditions are satisfied by models that include mass and energy balances as well as additional empirical functions whose coefficients are estimated by using the measurement results. This paper presents a simulation model of an axial compressor which forms part of a gas turbine unit with a rated output of 125.4 MW. The model was developed with the use of a generalized compressor map, describing the relationship between corrected air mass flow rate, pressure ratio, isentropic efficiency and corrected rotational speed. The model encompasses the empirical formula for compressor internal efficiency, which additionally considers the effect of variation of the angle of inlet guide vanes. The unknown values of empirical coefficients which appear in this equation were estimated on the basis of operating data. The calculation results obtained were compared with the measurement results. The quality of the model prediction was evaluated and conclusions were drawn.

4

Zastosowanie rachunku wyrównawczego do uwiarygodnienia wyników pomiaru w bilansach cieplnych kotła odzyskowego

Rusinowski H., Plis M.

Rynek Energii

|

2015

|

Nr 5

31--37

PL

Bilanse substancji i energii odgrywają ważną rolę w obliczeniach cieplnych. Pozwalają obliczyć niemierzone parametry eksploatacji i wykorzystywane są przy wyznaczaniu zużycia paliw oraz wskaźników energochłonności w diagnostyce i kontroli eksploatacji, a także do estymacji parametrów równań modeli empirycznych. Często liczba możliwych do sformułowania równań bilansowych jest większa od liczby wielkości które można z tych równań wyznaczyć. Wówczas nadmiarowe równania można wykorzystać do uwiarygodnienia wyników pomiaru. W referacie przedstawiono zastosowanie rachunku wyrównawczego do uwiarygodnienia wyników pomiaru w bilansach cieplnych kotła odzyskowego elektrociepłowni gazowo-parowej. Wyprowadzono zadanie wyrównawcze obejmujące kryterium estymacji najbardziej wiarygodnych wartości wielkości mierzonych i niemierzonych oraz układ równań warunków obejmujących bilanse substancji i energii. Zadanie wyrównawcze w sensie matematycznym jest poszukiwaniem ekstremum funkcji przy nieliniowych ograniczeniach i rozwiązano je z linearyzacją i bez linearyzacji równań warunków. Zamieszczono przykładowe obliczenia dla dwuciśnieniowego kotła odzyskowego zainstalowanego w jednej z polskich elektrociepłowni gazowo-parowych. Uwiarygodnione wyniki pomiarów wykorzystano do estymacji parametrów równań empirycznych opracowywanego modelu symulacyjnego kotła.

EN

Substance and energy balances are important in thermal calculations. They allow to calculate unmeasured operation parameters and can be used to determine a fuel consumption as well as the electricity and thermal energy consumption indexes. They also allow to estimate values of parameters which occur in empirical equations. Often, the number of possible balance equations, that can be formulated is higher than the number of searched quantities. In such situations, the surplus equations can be used to increase reliability of measured values. The paper presents the application of a data reconciliation algorithm to increase reliability of values measured in thermal balances of double pressure heat recovery steam generator in gas turbine combined cycle power plant. The data reconciliation problem includes estimation criterion in the form of Gauss function and the set of balance equations of the reconciliation procedure are defined. Extremum of the function with nonlinear limitations is searched in the data reconciliation problem. Linear and nonlinear methods of solving formulated equations are included. An exemplary application of the data reconciliation algorithm to increase reliability of thermal balances of double pressure heat recovery steam generator is described. The calculation method and results are presented. Reconciled measure results have been used for estimation of unknown values of empirical parameters which create a simulation model of heat recovery steam generator

5

Analiza numeryczna eksploatacji układu skojarzonego z turbiną gazową przy zmiennych parametrach otoczenia

Plis M., Rusinowski H.

Rynek Energii

|

2015

|

Nr 6

47--52

PL

Układy skojarzone z turbiną gazową charakteryzują się wysoką sprawnością konwersji energii chemicznej paliw. Układy te, obejmują zespół turbiny gazowej, zespół turbiny parowej oraz kocioł odzyskowy. Maksymalna moc elektryczna zespołu gazowo – parowego silnie zależy od parametrów otoczenia – głównie temperatury. Zmiana parametrów otoczenia wpływa na punkt pracy sprężarki, co skutkuje zmianą parametrów spalin zasilających kocioł odzyskowy. W konsekwencji sprawność energetyczna kotła, oraz parametry produkowanej pary świeżej ulegają zmianie. Artykuł przedstawia analizę numeryczną wpływu parametrów otoczenia na wskaźniki energetyczne eksploatacji turbiny gazowej oraz kotła odzyskowego dla potrzeb diagnostyki cieplnej. Wpływ zmiany parametrów otoczenia na moc, strumień, temperaturę wylotową turbiny gazowej modelowano z wykorzystaniem krzywych korekcyjnych. Model matematyczny kotła odzyskowego opiera się na równaniach bilansów substancji i energii oraz równaniach empirycznych opisujących proces wymiany ciepła. Nieznane współczynniki empiryczne występujące w tych równaniach przyjęto w oparciu o dane literaturowe. Przedstawiono przykładowe wyniki obliczeń oraz sformułowano wnioski.

EN

Gas Turbine Combined Cycle power plants are a one of the most efficient energy conversion systems. These systems encompass gas turbine cycle, steam turbine cycle and heat recovery steam generator. Electric power of Gas Turbine Combined Cycle power plant heavily depends on ambient parameters – mainly on temperature. A variation of ambient parameters changes compressor working point, hence temperature and stream of flue gas leaving gas turbine can be changed. In consequence, boiler efficiency and steam flow and parameters can also be changed. The article presents a numerical analysis of influence of ambient parameters on energy exploitation indicators of gas turbine and double pressure heat recovery steam generator. Effect of variation of ambient temperature on gas turbine power, flue gas stream and temperature at the outlet of turbine was modelled with the use of correction curves. Mathematical model of heat recovery steam generator is based on mass and energy equations and additional equations which describe heat transfer process. Unknown empirical parameters which occur in in empirical equations are taken from the literature. The calculation method and exemplary calculation results are presented.

6

Optymalizacja rozdziału obciążeń pomiędzy pracujące równolegle bloki ciepłownicze

Rusinowski H., Plis M., Szega M.

Rynek Energii

|

2013

|

Nr 6

103--106

PL

Optymalizacja rozdziału obciążeń występuje w systemach energetycznych, gdzie zapotrzebowanie odbiorców pokrywane jest produkcją bloków pracujących na wspólną sieć. W zagadnieniach optymalizacji należy określić kryterium i ograniczenia określające dopuszczalny obszar dla zmiennych procesowych. W pracy przedstawiono metodę i przykładowe wyniki obliczeń rozdziału obciążeń cieplnych i elektrycznych pomiędzy pracujące bloki ciepłownicze. Jako kryterium optymalizacji przyjęto minimum wskaźnika jednostkowego zużycia energii chemicznej paliw na produkcję energii elektrycznej łącznie dla pracujących bloków. Zadanie optymalizacyjne rozwiązano za pomocą algorytmów genetycznych z uwzględnieniem ograniczeń w pracy bloków. Wyniki obliczeń optymalizacyjnych wykorzystano do opracowania tabeli nastaw.

EN

Optimization of a load distribution takes place in power systems in which a consumer demand is covered by power units operating on a common network. Optimization procedure requires determination of a criterion and limitations which define the allowable area for the process variables. The paper presents a method and exemplary calculation results of a heat and electrical load distribution between two operating power units. Minimization of an index of chemical energy consumption of fuels for electrical energy production in operating power units is adopted as an optimization criterion. Opti-mization problem has been solved with the aid of a genetic algorithm taking into account limitations in the power units oper-ation. The results of optimization procedure has been used to elaborate a setpoint table.

7

Diagnostyka wymienników ciepła z uwiarygodnieniem wyników pomiarów eksploatacyjnych

Rusinowski H., Plis M., Milejski A.

Rynek Energii

|

2013

|

Nr 5

57--62

PL

Elementem wielu instalacji są wymienniki ciepła. Tworzenie się osadu i niewłaściwa praca wymienników zwiększają koszty eksploatacji. Miernikiem czystości powierzchni jest współczynnik przenikania ciepła. Można go kontro-lować w oparciu o pomiary eksploatacyjne. Błędy wyników pomiaru powodują błędy obliczeń współczynnika przenikania ciepła. W pracy przedstawiono zastosowanie rachunku wyrównawczego do uwiarygodnienia wyników pomiaru. Rachunek wyrównawczy jest działem matematyki i zajmuje się metodami estymacji statystycznie optymalnej. Zastosowanie rachunku wyrównawczego w diagnostyce wymienników ciepła zapewnia wiarygodną informację o stopniu degradacji cieplnej wymiennika i prawidłowości działania aparatury pomiarowej. Metodę i algorytm obliczeń wyrównawczych przedstawiono na przykładzie chłodnicy powietrza sprężonego.

EN

Heat exchangers are elements of many installations. Deposit formation and incorrect exchangers operation increase operating cost. The meter of surface purity is a heat transfer coefficient which may be controlled by means of operational measurements. Errors in measurement results cause errors in calculation of a heat transfer coefficient. The paper addresses application of data reconciliation for increasing reliability of measured values. Reconciliation is a field of mathematics devoted to methods of statistically optimal estimation. Application of data reconciliation in heat exchangers diagnostics ensures reliable information about degree of an exchanger thermal degradation and correctness of measuring apparatus operation. The data reconciliation method and algorithm are presented on example of a compressed air cooler.

8

Oznaczanie słabych zasad organicznych z użyciem katalizowanego miareczkowania termometrycznego (CETT)

Plis M.

Laboratorium - Przegląd Ogólnopolski

|

2013

|

nr 9-10

76--77

PL

Słabe organiczne zasady rozpuszczalne w bezwodnych rozpuszczalnikach (zawierających związki niepolarne) mogą być oznaczane z wykorzystaniem miareczkowania za pomocą silnych kwasów, takich jak bezwodny kwas nadchlorowy lub kwas trimetanosulfonowy, w środowisku lodowatego kwasu octowego. Punkt końcowy powyższych reakcji może być wyznaczony termometrycznie, pod warunkiem użycia odpowiedniego termometrycznego wskaźnika punktu końcowego. Eter isobutylo-winylowy (IBVE) jest odpowiednim związkiem, który może być zaimplementowany do tego celu.

EN

Weak organic bases soluble in nonaqeous solvents (including non-polar solvents) may be determined by titration with strong acids such as anhydrous perchloric or trifluoromethanesulfonic acid in glacial acetic acid. The endpoint of such titration may be determined thermometrically, if a suitable thermometric endpoint indicator is used. Isobutyl vinyl ether (IBVE) has been found to be very suitable for this purpose.

9

Zautomatyzowane miareczkowanie termometryczne podczas rutynowego przetwarzania oraz kontroli jakości tłuszczów oraz olejów

Plis M.

Analityka : nauka i praktyka

|

2013

|

nr 1

54--55

PL

Nowoczesne laboratoria zajmujące się kontrolą jakości tłuszczów i olejów wymagają wysokiej wydajności analitycznej przy minimalnym zaangażowaniu personelu wykonującego analizę. Zautomatyzowane miareczkowanie termometryczne idealnie nadaje się do tego typu zadań.