Журавлев Т.С., Клименко Т.В.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОТЛОАГРЕГАТА ТЭС *
Аннотация:
объектом исследования является создание цифрового двойника основного оборудования ТЭЦ, котлоагрегата типа ТПЕ-215. Цель исследования – предложить варианты решений для создания цифрового двойника, с использованием математических моделей и нейросетевого моделирования.
Ключевые слова:
нейронная сеть, котлоагрегат, цифровой двойник, ТЭЦ, математическая модель, уз-деффектоскопия
Учитывая факторы и специфику данной тематики, было принято решение произвести выбор оптимальной технологии, для поставленной задачи.Для удобства рассмотрим в отдельности тепло блок, а именно котел и турбогенератор, как составные части архитектуры общей сети [1].Основой анализа технического состояния котла может быть:Тепловизор/камеры наблюденияМагнитные поля, как средство наблюденияНейросеть, для анализа состояния УЗ дефектоскопСтоит отметить, что температура внутри котла порядка 500-600 градусов Цельсия, следовательно, установка внутрь котла, какого-либо оборудования для анализа состояния невозможно. Большинство неисправностей котлоагрегата связана с нарушением работы трубок, образования свища, коррозии, либо же утонения, что приводит к разрыву, и аварийному состоянию.Рассматривая описанные варианты тепловизионный анализ не подходит, из-за высоких температур, магнитные поля также не подойдут, магниты весьма чувствительны к высоким температурам. В связи с этим было решено остановиться на УЗ анализе, установив датчики по всему периметру котла можно получать четкую картину того, что происходит внутри с трубками, при этом не выводя оборудования из работы. Нейросеть, же должна быть средством анализа полученных данных, для сравнения состояния трубок при различных нагрузках, но для создания такой системы нужно иметь устойчивые параметры, ведь при замене каких-либо исходных значений придется начинать все заново. Поэтому было решено остановиться, на математической модели анализа состояния. Замерив изначальный ультразвуковой след, при наиболее идеальном состоянии котла, мы сможем определять отклонения от изначальных параметров, то есть предсказывать неисправности и вовремя сигнализировать оперативному персоналу, без вывода из работы, благодаря методу эталонов [2, с. 401].На рисунке Рис. 1, показан котел, преобразованный в цилиндр, для большего удобства расчета математической модели, кольца, расположенные по его поверхности - УЗ датчики. Рис. 1. 3Д модель котла, для упрощенного математического анализа.Для дальнейшего расчета, а также построение более уточненной модели, будет использоваться формула Стёрджесса (1) [3, с. 976]: (1)где lmax – максимальное значение сканирования,lmin –минимальное значение сканирования,?r – количество измерений.На основе данной формулы мы сможем получить математическую модель, что в дальнейшем позволит выработать функцию изменения УЗ следа в зависимости от режима работы (рис. 2) [4, с. 670]. Рис. 2. Математическая модель УЗ следа на основе формулы СтерджессаКак итог, полученная математическая модель, достаточна гибка, м с помощью нее возможно провести анализ всей поверхности котлоагрегата за счет «вспышек вибрации». Для более детального анализа необходимо провести симуляцию, либо же получить реальные опытные данные.
Номер журнала Вестник науки №6 (75) том 2
Ссылка для цитирования:
Журавлев Т.С., Клименко Т.В. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОТЛОАГРЕГАТА ТЭС // Вестник науки №6 (75) том 2. С. 2215 - 2219. 2024 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/15826 (дата обращения: 23.05.2025 г.)
Вестник науки © 2024. 16+