📄Работа №207137
Тема: Автоматизированное управление энергетической эффективностью городской котельной
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Автоматика и управление
Объем:
154 листов
Год:
2020
Просмотров:
36
4950
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ РАБОТЫ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ 7
1.1 Описание объекта автоматизации 7
1.2 Обзор литературы по теме исследования 12
1.2.1 Методы идентификации 12
1.2.2 Методы оценки эффективности режимов работы котлов 24
1.3 Постановка цели и задач исследования 32
2 МЕТОДИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 33
2.1 Описание объекта 33
2.2 Общие сведения по корреляционному анализу данных 41
2.3 Общие сведения по регрессионному анализу данных 43
2.4 Алгоритм построения эффективных производственных характеристик 47
2.5 Программное обеспечение 51
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 53
3.1 Регрессионный анализ данных 53
3.2 Идентификация энергетических характеристик котлов 97
3.3 Построение эффективных характеристик 119
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 129
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 130
ПРИЛОЖЕНИЯ 140
ПРИЛОЖЕНИЕ A. Фактические данные эксплуатации 140
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Листинги программ определения энергетических
характеристик котлов 143
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Схемы и чертежи 150
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ РАБОТЫ
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ 7
1.1 Описание объекта автоматизации 7
1.2 Обзор литературы по теме исследования 12
1.2.1 Методы идентификации 12
1.2.2 Методы оценки эффективности режимов работы котлов 24
1.3 Постановка цели и задач исследования 32
2 МЕТОДИЧЕСКОЕ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ 33
2.1 Описание объекта 33
2.2 Общие сведения по корреляционному анализу данных 41
2.3 Общие сведения по регрессионному анализу данных 43
2.4 Алгоритм построения эффективных производственных характеристик 47
2.5 Программное обеспечение 51
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 53
3.1 Регрессионный анализ данных 53
3.2 Идентификация энергетических характеристик котлов 97
3.3 Построение эффективных характеристик 119
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 129
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 130
ПРИЛОЖЕНИЯ 140
ПРИЛОЖЕНИЕ A. Фактические данные эксплуатации 140
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Листинги программ определения энергетических
характеристик котлов 143
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Схемы и чертежи 150
📖 Аннотация
В данной работе разрабатывается система автоматизированного управления энергетической эффективностью городской котельной на основе построения и анализа эффективных энергетических характеристик основного оборудования. Актуальность исследования обусловлена высокой долей котельных в системе централизованного теплоснабжения России, их значительным потреблением дорогостоящего природного газа и, как следствие, наличием существенного потенциала для ресурсосбережения. Основными результатами являются: проведенный сбор и анализ эксплуатационных данных, построение с высокой статистической точностью (на основе нормированного коэффициента детерминации R² и других параметров) энергетических моделей водогрейных и паровых котлов, а также разработка специализированного программного обеспечения на языке «R» для автоматизации этого процесса. Экспериментальные исследования подтвердили наличие потенциала для снижения удельного расхода топлива. Научная значимость заключается в применении методов статистического анализа (корреляционного и регрессионного) для идентификации характеристик энергооборудования, а практическая – в создании инструмента для оптимизации режимов работы котельной, ведущей к прямой экономии топливных ресурсов. Теоретической основой послужили работы таких авторов, как Б.А. Соколов, рассматривающий вопросы эксплуатации котельных установок, Г.П. Плетнев в области автоматизированного управления, а также нормативные документы, включая ГОСТ 30735-2001.
📖 Введение
Одной из самых главных отраслей энергетики в России является тепловая энергетика. В большинстве городов страны потребность тепловой энергии обеспечивается за счет блочно-модульных или стационарных котельных, на них приходится почти 50 % системы централизованного теплоснабжения.
Тепловая энергетика является самым большим потребителем природного газа. Во всей стране насчитывается около 100 тысяч отопительных котельных, из них 60 % работает на природном газе, 13 % работает на мазуте, другие котельные работают на угле, а также есть котельные, работающие на вторичном топливе.
По сведениям единой межведомственной информационно¬статистической системы на 2019 год выработка тепловой энергии в России составила 820105 млн. Гкал. Из которых котельные мощностью до 3 Гкал/ч произвели 48038 млн. Гкал, котельные мощностью 20-100 Гкал/ч произвели 151236 млн. Гкал, котельные мощностью 3-20 Гкал/ч произвели 121366 млн. Гкал.
На потребление тепловой энергии в год за весь отопительный сезон уходит около 2 млрд. м3 природного газа.
Использование энергии сгорания природного газа на котельных является достаточно распространенным. Природный газ экологически безвредный и безопасный в отличие от других видов топлива. В 2019 год цена за 1000 м3 природного газа составляла около 4000 тыс. рублей. Учитывая стоимость природного газа для городов, где энергетика полностью основана на сжигании этого вида топлива, экономия ресурсов - ключевой вопрос экономической эффективности систем централизованного теплоснабжения.
Потребление природного газа котельной, рассматриваемой в работе, составляет около 180 млн. м3 за отопительный сезон: водогрейными котлами - около 150 млн. м3, паровыми котлами - около 30 млн. м3 газа.
Тепловая энергетика является самым большим потребителем природного газа. Во всей стране насчитывается около 100 тысяч отопительных котельных, из них 60 % работает на природном газе, 13 % работает на мазуте, другие котельные работают на угле, а также есть котельные, работающие на вторичном топливе.
По сведениям единой межведомственной информационно¬статистической системы на 2019 год выработка тепловой энергии в России составила 820105 млн. Гкал. Из которых котельные мощностью до 3 Гкал/ч произвели 48038 млн. Гкал, котельные мощностью 20-100 Гкал/ч произвели 151236 млн. Гкал, котельные мощностью 3-20 Гкал/ч произвели 121366 млн. Гкал.
На потребление тепловой энергии в год за весь отопительный сезон уходит около 2 млрд. м3 природного газа.
Использование энергии сгорания природного газа на котельных является достаточно распространенным. Природный газ экологически безвредный и безопасный в отличие от других видов топлива. В 2019 год цена за 1000 м3 природного газа составляла около 4000 тыс. рублей. Учитывая стоимость природного газа для городов, где энергетика полностью основана на сжигании этого вида топлива, экономия ресурсов - ключевой вопрос экономической эффективности систем централизованного теплоснабжения.
Потребление природного газа котельной, рассматриваемой в работе, составляет около 180 млн. м3 за отопительный сезон: водогрейными котлами - около 150 млн. м3, паровыми котлами - около 30 млн. м3 газа.
✅ Заключение
В результате выполнения выпускной квалификационной работы получены следующие результаты:
1) проведен обзор научно-информационных источников, включающий 89 наименований, из них иностранных - 14. Анализ рассмотренных источников показал, что тематика работы, посвященная повышению энергоэффективности котельной, является актуальной;
2) проведен сбор и упорядочивание эксплуатационных данных оборудования котельной, необходимых для экспериментальных исследований;
3) построены энергетические характеристики основного оборудования (водогрейные и паровые котлы) котельной на основе режимных карт котлов и фактических данных эксплуатации. Оценка точности построенных характеристик определялась на основе статистических параметров: нормированного коэффициента детерминации (R2), E-Значение и стандартная ошибка. Анализ полученных характеристик показал, что они определены с точностью, достаточной для их применения в технико-экономической модели котельной;
4) разработано программное обеспечение построения эффективных энергетических характеристик оборудования котельной с использованием языка программирования «R» для статистической обработки данных и вычислений с открытым исходным кодом;
5) проведены экспериментальные исследования методики определения эффективных характеристик энергетического оборудования (водогрейные и паровые котлы) котельной. Исследования показали, что имеется потенциал повышения энергетической эффективности путем снижения потребления природного газа. В среднем при эффективном ведении процесса можно снизить потребление природного газа на величину около 5 %.
1) проведен обзор научно-информационных источников, включающий 89 наименований, из них иностранных - 14. Анализ рассмотренных источников показал, что тематика работы, посвященная повышению энергоэффективности котельной, является актуальной;
2) проведен сбор и упорядочивание эксплуатационных данных оборудования котельной, необходимых для экспериментальных исследований;
3) построены энергетические характеристики основного оборудования (водогрейные и паровые котлы) котельной на основе режимных карт котлов и фактических данных эксплуатации. Оценка точности построенных характеристик определялась на основе статистических параметров: нормированного коэффициента детерминации (R2), E-Значение и стандартная ошибка. Анализ полученных характеристик показал, что они определены с точностью, достаточной для их применения в технико-экономической модели котельной;
4) разработано программное обеспечение построения эффективных энергетических характеристик оборудования котельной с использованием языка программирования «R» для статистической обработки данных и вычислений с открытым исходным кодом;
5) проведены экспериментальные исследования методики определения эффективных характеристик энергетического оборудования (водогрейные и паровые котлы) котельной. Исследования показали, что имеется потенциал повышения энергетической эффективности путем снижения потребления природного газа. В среднем при эффективном ведении процесса можно снизить потребление природного газа на величину около 5 %.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.