Учeныe Южнo-Урaльскoгo гoсудaрствeннoгo унивeрситeтa рaбoтaют сoвмeстнo с сoтрудникaми Мaгнитoгoрскoгo мeтaллургичeскoгo кoмбинaтa нaд пoвышeниeм энeргoэффeктивнoсти элeктрoстaнций ММК путeм внeдрeния умныx систeм упрaвлeния энeргeтичeскoй эффeктивнoстью. Сии систeмы рaбoтaют при пoмoщи тexнoлoгии интeрнeтa вeщeй: инфoрмaция с сoтeн умныx дaтчикoв пoступaeт в систeму и oбрaбaтывaeтся oнлaйн, чтo пoзвoлит прeдoтврaтить пeрeрaсxoд энeргии и пoлoмку oбoрудoвaния. Прoeкт рeaлизуeтся в рaмкax рaбoты Уральского межрегионального научно-образовательного центра «Передовые производственные технологии и материалы».
Умные датчики повысят энергоэффективность
Систематика ученых Южно-Уральского государственного университета почти руководством доктора технических наук, профессора кафедры «Автоматика и заведывание» и научного руководителя группы математического моделирования и продвинутой аналитики ПАО «ММК» Дмитрия Шнайдера работает по-над проектом «Автоматизированная порядок цифровых двойников энергоагрегатов». Партнерами проекта являются ООО «Ресерч энд Девелопмент МГТУ», ООО «Объединенная сервисная шаражка», Центр энергосберегающих технологий ПАО «ММК».
Ученые создали оптимизационную технико-экономическую фасон станции, позволяющую осуществлять в автоматизированном режиме «советчика» планомерный расчет оптимального распределения нагрузки посредь энергоагрегатами и оптимальной нагрузки станции в целом. Буква модель учитывает текущие технологические ограничения, техническое обстоятельства оборудования, стоимость потребляемых энергоресурсов и вырабатываемой энергетической продукции.
Для того чтобы решить эту сложную оптимизационную задачу, используются энергетические характеристики энергогенератов. Они могут перерождаться с течением времени вследствие теплоэнергетических процессов, естественного старения оборудования и поступки внешних факторов.
Для определения энергетических характеристик турбоагрегатов одним изо основных параметров является жертва пара в теплофикационный отбор. Да и то техническая возможность установки приборов измерения указанного параметра нет как нет. Для решения этой проблемы учеными был создан и успешно реализован алгорифм оценки этого значения сверху основе динамической балансовой модели.
Разрешенный алгоритм учитывает параметры расхода и температуры одинаковый, конденсата и питательной воды оборудования турбин, а вот и все давления пара на турбину. К проводной передачи данных в реальных условиях технически затруднительно реализуема, а в некоторых случаях невозможна. Отчего в своей разработке ученые применили новую технологию промышленного интернета вещей (IIoT) c использованием беспроводных датчиков температуры и давления.
Автоматизированная концепция цифровых двойников для ММК
Ученые пришли к выводу, что такое? технический уровень электростанций ПАО «ММК» (до поры) до времени не позволяет внедрять и полноценно оперировать системы динамического управления параметрами работы турбоагрегатов и применять оценку технического состояния оборудования.
Во (избежание решения этой проблемы возникла нужность создания автоматизированной системы цифровых двойников турбоагрегатов нате основе современных решений промышленного интернета вещей (IIoT) и методов моделирования физических процессов. Способ цифровых двойников нужна к улучшения технико-экономической эффективности управления загрузкой энергоагрегатов электростанций, повышения Полезное действие, а также для повышения надежности работы оборудования и снижения незапланированных простоев.
«Разрабатываемая учение состоит из следующих подсистем: подсистема сбора технологических параметров; подсистема онлайн мониторинга энергетических характеристик и состояния энергоагрегата; подсистема непрерывного отслеживания вибрационного состояния; подсистема интеграции данных закачаешься внешние автоматизированные системы управления предприятием. Функционирование создаваемой автоматизированной системы предусмотрено в режиме реального времени бери основе данных технологических и диагностических параметров, считываемых с беспроводный сети датчиков давления и температур, со стационарной системы вибродиагностики, а равно как с существующих автоматизированных информационно-управляющих систем. Пользу кого одного энергоагрегата предусмотрено считание от 25 до 100 параметров в зависимости ото его типа», – поясняет лидер проекта Дмитрий Шнайдер.
Цифровые технологии и их достижения
Автоматизированная система цифровых двойников сможет сосчитать текущие значения основных энергетических показателей. Сие поможет выявить места возникновения дополнительных затрат энергетических ресурсов ради последующего анализа причин их возникновения и развить энергетические характеристики энергоагрегатов после фактическим данным эксплуатации с учетом их состояния, условий и режимов работы. Дозволительно будет определять текущую оценку расхода тепла получи и распишись теплофикацию индивидуально для каждого турбогенератора получай основе динамической балансовой модели либо делать переучет фактический КПД парового котла в режиме реального времени. У инженеров появится выполнимость осуществлять оперативный контроль и диагностику вибрационного и механического состояния оборудования, описывать основные дефекты с целью прогнозирования отказа.
Экономичный эффект от внедрения результатов проекта предвидится за счет повышения Коэффициент полезного действия энергоагрегатов и снижения рисков незапланированных ремонтов и простоев оборудования электростанций. Ожидаемый сроки окупаемости проекта составляет рядом двух лет.
Южно-Уральский народный университет выполняет функции регионального проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы» (УМНОЦ). Сие университет цифровых трансформаций, идеже ведутся инновационные исследования числом большинству приоритетных направлений развития науки и техники. В соответствии со стратегией научно-технологического развития РФ учреждение сфокусирован на развитии крупных научных междисциплинарных проектов в области числовой индустрии, материаловедения и экологии. В Время науки и технологий ЮУрГУ примет жалость в конкурсе по программе «Первородство–2030».
