Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
Брезгин Виталий Иванович
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК С ПРИМЕНЕНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
05.04.12 - Турбомашины и комбинированные турбоустановки
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Екатеринбург 2011
Работа выполнена на кафедре Турбины и двигатели ФГАОУ ВПО Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина Научный консультант доктор технических наук, профессор Бродов Юрий Миронович, зав. кафедрой Турбины и двигатели УрФУ, г. Екатеринбург Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор Рассохин Виктор Александрович, зав. кафедрой Турбинные двигатели и энергетические установки СПбГПУ, г. Санкт-Петербург доктор технических наук, профессор Очков Валерий Федорович, профессор кафедры Технология воды и топлива МЭИ (ТУ), г. Москва доктор технических наук Эфрос Евгений Исаакович, зав. кафедрой Теплотехника и гидравлика ВятГУ, г. Киров Ведущая организация ЗАО Уральский турбинный завод, г. Екатеринбург
Защита диссертации состоится 16 декабря 2011 г. в 14-00 на заседании диссертационного совета Д 212.285.07 при ФГАОУ ВПО Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина (УрФУ) по адресу:
г. Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, 5, 8-й учебный корпус УрФУ, ауд. Т-703.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УрФУ.
Ваши отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, К-2, ул. Мира, 19, УрФУ, ученому секретарю совета. Телефон (343) 375-45-74, факс (343) 326-45-62, e-mail: d21228507@gmail.com, vibr@list.ru.
Автореферат разослан л ____________ г.
Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.285.07, д.т.н. К.Э.Аронсон
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Одним из путей повышения эффективности работы оборудования паротурбинных установок (ПТУ) ТЭС является широкое использование новых информационных технологий на всех этапах их жизненного цикла (ЖЦ). Наиболее ответственный этап Ж - оборудования ПТУ - этап проектирования конструкции, на котором определяются не только технические характеристики и конструктивные решения, но и закладывается фундамент для их эффективного и надежного функционирования в процессе эксплуатации.
Совершенствование проектирования и эксплуатации оборудования ПТУ в современных условиях неразрывно связано с применением информационных технологий, которые позволяют справиться с многократным увеличением объема информации, используемой на этапах проектирования, изготовления, эксплуатации и обслуживания. Требования повышения качества оборудования и его конкурентоспособности обуславливают необходимость объединения информационных технологий в интегрированные системы, обеспечивающие сквозную поддержку оборудования ПТУ на всех этапах его ЖЦ.
В настоящей работе теоретические и прикладные исследования по расчету и проектированию основного и вспомогательного оборудования ПТУ, а также его мониторингу и диагностике технического состояния основываются на применении современных технологий информационной поддержки изделий (ИПИ-технологий).
Работа соответствует приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники РФ (энергетика и энергосбережение), а также критическим технологиям РФ (информационная интеграция и системная поддержка жизненного цикла продукции (CALS-технологии, САЕ, СAD, САМ технологии) из перечня, утвержденного президентом РФ 30.03.2002.
Объектом исследования и разработки в рамках представляемой работы являются ПТУ различных типов, их основное и вспомогательное оборудование. Совершенствование проектирования оборудования паротурбинных установок с применением современных информационных технологий выполнено на основе разработанной концепции информационной поддержки оборудования ПТУ на всех этапах их жизненного цикла (ЖЦ). Система информационной поддержки Ж - оборудования ПТУ реализована при проектировании компоновки всей ПТУ, а также проектирования теплообменных аппаратов систем подогрева сетевой воды и маслоснабжения ПТУ. Совершенствование эксплуатации оборудования паротурбинных установок с применением современных информационных технологий выполнено на уровне их технологических подсистем (конденсаторов, ПСГ, ПНД, ПСВ, маслоохладителей и др.).
Целью исследования является совершенствование существующих и разработка новых технологий расчета и проектирования оборудования ПТУ; организация информационной поддержки эксплуатации оборудования ПТУ с применением современных информационных технологий, обеспечивающих повышение его конкурентоспособности.
Задачи исследования Разработка концепции системы информационной поддержки оборудования ПТУ на основных этапах его жизненного цикла - проектирования и эксплуатации, а также стратегии выполнения работ при реализации таких систем с применением современных информационных технологий.
Разработка и исследования методов количественной оценки путей реинжиниринга бизнес-процессов при совершенствовании проектировании и эксплуатации оборудования ПТУ.
Совершенствование методов расчета и проектирования оборудования ПТУ на основе теоретических, экспериментальных и прикладных исследований проектных процедур, имеющих резервы для повышения эффективности, качества проектирования, повышения производительности труда.
Разработка, апробация и реализация усовершенствованных систем проектирования оборудования ПТУ с применением современных информационных технологий.
Апробация и реализация модулей системы мониторинга и диагностики технического состояния оборудования ПТУ на этапе эксплуатации в составе различных информационных программных комплексов ТЭС.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Впервые применительно к оборудованию и ПТУ в целом разработана концептуальная модель организации информационной поддержки основных этапов их Ж - в соответствии с ИПИ-технологией, которая позволяет максимально оперативно и точно реагировать на изменяющиеся внешние условия.
Предложена и апробирована стратегия выполнения исследовательских работ при совершенствовании проектирования и эксплуатации оборудования ПТУ.
Разработана и исследована методика количественной оценки путей реинжиниринга бизнес-процессов при проектировании и эксплуатации оборудования ПТУ, что позволяет сделать предварительную оценку эффективности предлагаемых путей реинжиниринга до его начала (на этапе функционального моделирования основных проектных процедур).
Разработана система классификаторов, представляющая собой интеграцию классификаторов, принятых в качестве стандарта в США и Европейском Союзе, а также классификаторов, ранее использовавшихся в России и модернизированных автором. Разработанная система классификаторов позволяет интегрировать информацию, получаемую в процессе проектирования, изготовления, эксплуатации, технического обслуживания и ремонта и, в конечном счете, создает предпосылки для перехода к ремонту оборудования ПТУ по состоянию.
Для пучков профильных витых трубок (ПВТ) применительно к задачам совершенствования методов расчета теплообменных аппаратов ПТУ на этапе проектирования исследованы с использованием современных информационных технологий процессы аэродинамического возбуждения вибрации пучков теплообменных аппаратов в системах подогрева сетевой воды и системах регенеративного подогрева питательной воды ПТУ; процессы демпфирования колебаний; процессы гидродинамики масла в трубных пучках маслоохладителей. Впервые предложены коэффициенты нестационарных аэродинамических сил для пучков ПВТ. Предложены характерные параметры для обобщения результатов экспериментального и теоретического исследований гидродинамики масла; получены зависимости для определения гидравлического сопротивления и скорости течения масла в технологических зазорах трубных пучков. Уточнены методики теплогидравлического расчета маслоохладителей и вибрационного расчета трубных пучков теплообменных аппаратов в системах подогрева сетевой воды и системах регенеративного подогрева питательной воды ПТУ.
Впервые разработана и реализована информационно - логическая модель данных компоновок ПТУ в методологии IDEF1X, на ее основе создан банк данных твердотельных параметрических моделей элементов компоновок ПТУ; особенностью модели данных является использование дискриминаторов неполной категории, что позволяет предусмотреть (при генерации модели данных на физическом уровне) возможности для расширения и пополнения библиотеки в будущем, тем самым обеспечивая возможности масштабирования.
Разработана методика учета фактического состояния оборудования ПТУ на изменение характеристик относительных приростов (ХОП) удельных расходов тепла на отпуск электроэнергии. Методика основана на результатах статистической обработки данных, полученных в процессе промышленной эксплуатации (в течение более 10 лет) разработанных автором информационных комплексов, предназначенных для оценки параметров функционирования и параметров состояния оборудования энергоблоков ТЭС.
Все основные научные результаты подтверждены испытаниями оборудования ПТУ, апробированы и реализованы в составе систем проектирования на ряде предприятий энергетического машиностроения и информационных комплексов на ряде ТЭС в различных условиях эксплуатации.
Основные положения, выносимые на защиту Концептуальная модель организации информационной поддержки основных этапов Ж - оборудования ПТУ в соответствии с ИПИ-методологией.
Стратегия выполнения исследовательских работ при совершенствовании проектирования и эксплуатации оборудования ПТУ с применением современных информационных технологий.
Методика количественной оценки путей реинжиниринга бизнес-процессов при проектировании и эксплуатации оборудования ПТУ.
Система классификаторов, позволяющая удовлетворить требованиям информационной поддержки оборудования ПТУ как на производственных, так и на постпроизводственных этапах их ЖЦ.
Коэффициенты нестационарных аэродинамических сил для пучков ПВТ при поперечном обтекании трубок, полученные в ходе экспериментальных исследований; КАЛИБР ЗАЗОРА, как характерный параметр для обобщения результатов экспериментального и теоретического исследований гидродинамики течения масла в маслоохладителях ПТУ; зависимости для определения гидравлического сопротивления и скорости течения масла в технологических зазорах трубных пучков; уточненная методика вибрационного расчета трубных пучков теплообменных аппаратов при поперечном обтекании; уточненная методика теплогидравлического расчета маслоохладителей.
Информационно - логическая модель данных компоновок элементов ПТУ в методологии IDEF1X.
Методика учета фактического состояния оборудования ПТУ на изменение характеристик относительных приростов (ХОП) удельных расходов тепла на отпуск электроэнергии, основанная на результатах статистического исследования практически всех возможных режимов работы энергоблоков Сургутской ГРЭС-1 в течение 10 лет, полученных в процессе эксплуатации информационных комплексов, разработанных автором.
Достоверность и обоснованность результатов работы обеспечивается применением современных стандартизованных методов и методологий системного и структурного анализа, методологии ассоциативности и параметризации, методов твердотельного проектирования; применением лицензионного и сертифицированного программного обеспечения при проведении численных экспериментов и твердотельного трехмерного моделирования оборудования и компоновок ПТУ; соответствием полученных результатов общепринятым физическим представлениям; хорошим согласованием результатов испытаний теплообменных аппаратов (маслоохладителей, ПСВ, ПНД) паровых турбин с результатами расчетов по уточненным автором методикам позонного теплогидравлического и вибрационного расчета.
Практическая значимость работы заключается в том, что стратегия выполнения исследовательских работ и концептуальная модель непрерывной информационной поддержки Ж - оборудования ПТУ, разработанные автором, были положены в основу при разработке как систем проектирования оборудования ПТУ (компоновок, теплообменного оборудования), так и при разработке информационных комплексов для автоматизации задач эксплуатационного контроля работы оборудования ТЭС.
Функциональные модели и модели данных, разработанные автором в процессе их создания, уже обеспечивают возможность максимально быстро и точно реагировать на изменяющиеся условия при возникновении необходимости модернизации ранее разработанных и эксплуатирующихся на ряде промышленных предприятий и ТЭС (от трех до десяти лет) автоматизированных систем различного назначения.
Реализация результатов работы. На основе предложенной и разработанной автором стратегии разработаны и реализованы информационные комплексы (ИК) для автоматизации задач проектирования оборудования ПТУ на ряде машиностроительных заводов (ЗАО "Уральский турбинный завод", г. Екатеринбург и ЗАО "Нестандартмаш", г. Екатеринбург) и ИК контроля эксплуатации оборудования ТЭС, обеспечивающие отображение показателей функционирования оборудования ПТУ.
Разработанные системы проектирования компоновок ПТУ и сетевых подогревателей теплофикационных ПТУ используются на ЗАО "Уральский турбинный завод" (г. Екатеринбург). С помощью этих систем разработаны проект подогревателя сетевой воды турбины ПТ-50/60-12,4, а также компоновки ПТУ с теплофикационными турбинами Т-50/60-8,8; Т-113/145-12,0 и конденсационной турбиной К-110-1,6.
На основе уточненных методик расчета теплообменных аппаратов и новых методов проектирования разработано, спроектировано и изготовлено (ЗАО "Нестандартмаш, г.Екатеринбург) более 170 высокоэффективных теплообменников и их трубных систем (ПНД, ПСВ, ПСГ и др.).
Впервые определены необходимые поправки к нормативным характеристикам оборудования для практически всех режимов и конкретных условий эксплуатации оборудования ПТУ, позволяющие перейти к обоснованной и экономически целесообразной оптимизации распределения тепловых и электрических нагрузок между параллельно работающими турбоагрегатами с учетом их фактического состояния. Результаты этих разработок уже используются в составе информационных комплексов для сбора, обработки и анализа результатов испытаний, оценки техникоэкономических и экологических показателей турбин и вспомогательного оборудования ПТУ на ряде ТЭС: Сургутской ГРЭС-1, Верхнетагильской ГРЭС, НовоСвердловской ТЭЦ, Пермской ТЭЦ-14, Ново-Стерлитамакской ТЭЦ.
Основные результаты диссертационной работы вошли в учебник "Теплообменники энергетических установок" (рекомендован УМО по образованию в области энергетики и электротехники для студентов вузов РФ); учебное пособие "Трубопроводы тепловых электрических станций" (рекомендован УМО по образованию в области энергетики и электротехники для студентов вузов РФ); монографию "Повышение эффективности и надежности теплообменных аппаратов паротурбинных установок"; ряд учебно-методических пособий; используются при чтении спецкурсов студентам вузов, а также специалистам - энергетикам в системе переподготовки и повышения квалификации.
ичный вклад автора заключается в разработке стратегии проведения исследовательских работ и концептуальной модели непрерывной информационной поддержки основных этапов Ж - оборудования ПТУ; постановке задач исследования и непосредственном участии в работах по экспериментальным исследованиям, созданию функциональных моделей, моделей данных, созданию систем проектирования оборудования ПТУ и эксплуатационного контроля оборудования ТЭС; планировании и проведении численных исследований и промышленных испытаний оборудования ПТУ; анализе и обобщении результатов исследований; разработке и уточнении методик расчета и проектирования оборудования ПТУ; разработке методики учета фактического состояния оборудования на ХОП удельного расхода топлива.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на международной конференции "Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта (CAD/CAM/PDM)" (Москва, Институт проблем управления РАМ) в 2002...2010 годах;
международной научно-практической конференции "Совершенствование теплотехнического оборудования ТЭС, внедрение систем сервисного обслуживания, диагностирования и ремонта", Екатеринбург, в 1995, 2001, 2004, 2007, 2009 годах; международной конференции "Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе", Ялта-Гурзуф, в 2005, 2006, 2008, 2010 годах; международной научно-технической конференции "Энергомашиностроение-2006 (ЭМ-2006)", Севастополь, 2006 г.; ряде региональных и межвузовских конференций, совещаний и семинаров Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 74 различных изданиях (из них 46 относятся к изданиям, рекомендуемым ВАК для опубликования результатов докторских диссертаций), в том числе: в монографии, печатных работах, 6 авторских свидетельствах на изобретения и свидетельствах Роспатента об официальной регистрации программ для ЭВМ, 18 публикаций в изданиях, рекомендованных ВАК для защиты докторских диссертаций, а также вошли в учебник для студентов вузов и 7 методических руководств и учебных изданий.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списка литературных источников, насчитывающего 247 наименований. Материал изложен на 377 страницах машинописного текста, содержит 143 рисунка и 16 таблиц.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель, основные задачи исследования, выносимые на защиту положения, научная новизна, практическая значимость и реализация результатов работы.
В первой главе представлен обзор публикаций, посвященных анализу методов проектирования оборудования ПТУ, современных концепций проектирования и систем организации эксплуатационного контроля за работой оборудования ПТУ в условиях ТЭС. На основе критического анализа литературных данных определены направления дополнительных исследований, сформулированы задачи работы.
Во второй главе представлена разработанная автором стратегия (см. рис.1) выполнения работ при совершенствовании проектирования и эксплуатации оборудования ПТУ с применением современных информационных технологий. Показано, что основным принципом в соответствии с разработанной стратегией является опора на технологии информационной поддержки оборудования ПТУ на различных этапах его Ж - в сочетании с проведением необходимых теоретических и прикладных исследований. При разработке систем информационной поддержки оборудования ПТУ выделено пять основных этапов. Перечень основных работ на каждом этапе приведен в блоках под названиями этапов (см. рис.1).
Рис. 1. Стратегия выполнения работ при совершенствовании проектирования и эксплуатации оборудования паротурбинных установок Если задачи первого этапа и часть задач второго этапа являются инвариантными к рассматриваемому элементу ПТУ и этапу его ЖЦ, то, начиная с задачи 2.4 (Разработка функциональной модели "To Be"("Как будет")) применен контекстный подход. Функциональная модель "Как будет" представляет собой модель идеальной организации бизнес-процессов с учетом выбранной целевой функцией. Моделей "Как будет", ассоциативно связанных с целевой функцией, может быть построено несколько, среди которых определяется лучший вариант. Отражением этого факта является изменение графического изображения работы. Все последующие работы (см. рис.1, этапы 2 и 3) изображены в виде трех наложенных друг на друга прямоугольников.
Одним из важнейших этапов анализа является выбор цели реорганизации бизнес-процессов подразделения. В зависимости от ситуации, целью производимых изменений в подразделении может быть сокращение времени, затрачиваемого на бизнес-процессы, снижение их стоимости, повышение качества или какие-то другие, характерные для этого подразделения, цели.
Следующим этапом анализа является построение критического пути с учетом целевой функции. Для этого необходимо выполнить ранжирование всех работ на функциональной модели в соответствии с выбранной целью. После определения критических работ выполняется разработка функциональной модели "Как будет". "Разработка функциональной модели "To Be" является завершающей задачей анализа, как структурной части системного анализа. Задачи синтеза представлены в настоящем исследовании как "Теоретические и прикладные исследования". Необходимость в проведении дополнительных теоретических и прикладных исследований возникает из-за того, что полностью математически формализованное описание объектов при проектировании и эксплуатации оборудования ПТУ невозможно в силу недостаточной изученности многих явлений и процессов. Как и модель "To Be", содержание работ этого этапа имеет контекстную связь с целью реинжиниринга и с объектом исследования.
В третьей главе представлены результаты разработки и исследования концептуальной модели системы информационной поддержки Ж - оборудования ПТУ (далее - СИСТЕМЫ). Концептуальная модель СИСТЕМЫ на верхних уровнях представляет собой единую модель, объединяющую функции и связи на обоих рассматриваемых этапах Ж - оборудования ПТУ - проектировании и эксплуатации. Далее постпроизводственные этапы Ж - оборудования ПТУ выделены в отдельную модель, которая описана в главе 5. Целью разработки функциональной модели СИСТЕМЫ являлась разработка методов применения ИПИ-технологий в Ж - оборудования ПТУ.
Рассмотрим СИСТЕМУ в методологии системного анализа.
Если представить СИСТЕМУ как множество M, а входящие в нее элементы как подмножества, где, то справедливо утверждение, что множество M есть объединение подмножеств Mi, или: M . Согласно принципу покрытия в Mi множестве функций, являющемся объединением подмножеств функций, существует хотя бы одна пара пересекающихся множеств и, то есть пересечение множеств и есть не пустое множество:
при.
Используя этот принцип все множество функций СИСТЕМЫ было проанализировано и среди множеств функций выделено 3 группы (подмножества) функций:
M1 {fС} - подмножество функций преобразования содержания и формы представления информации (расчеты, проектные операции и процедуры и др.), являющихся основными в СИСТЕМЕ, так как преобразования содержания обеспечивают порождение новой информации;
M {fО} - подмножество функций, связанных с обменом информацией между участниками СИСТЕМЫ и функция обмена данными;
M3 {fР} - подмножество рутинных функций управления (учет, хранение, поиск, отображение, обновление, редактирование, тиражирование текста и графики, разграничение доступа к данным).
Следовательно, модель СИСТЕМЫ в методологии системного анализа предM f f f C O P ставляется в виде:
В терминах структурного анализа подмножеству функций {fС} было дано наименование "Представить данные об оборудовании ПТУ в электронном виде", которое отражает не только выполнение задач преобразования информации (здесь - данные об оборудовании ПТУ), но и специфическое для СИСТЕМЫ свойство - представление в электронном виде. Подмножество функций {fО} поименовано "Обеспечить интеграцию данных об оборудовании ПТУ", а {fР} - "Выполнить реинжиниринг бизнес-процессов", имея в виду не только бизнес-процессы рутинных функций управления, но и бизнес-процессы функции создания и преобразования данных. Таким образом, подмножества {fР} и {fС} являются пересекающимися, или:
.
Наличие взаимного влияния {fР} и {fС} свидетельствует о необходимости обратной связи между этими подмножествами. В методологии структурного анализа (функциональный подход), используя эти результаты системного анализа была выполнена первая декомпозиция контекстной модели СИСТЕМЫ, представленная на рис. 2.
Рис. 2. Концептуальная модель СИСТЕМЫ. Первая декомпозиция В качестве основных работ (функций) приняты три подмножества функций:
a) подмножество {fС}: представление данных об оборудовании ПТУ в электронном виде. В качестве данных рассматриваются информационные объекты (ИО), которые порождаются на всех этапах Ж - оборудования ПТУ: от маркетинговых исследований до утилизации турбин и оборудования. В наименовании этого подмножества отражена основная характеристика ИО - электронная форма представления.
b) подмножество {fО}: интеграция данных об оборудовании ПТУ. Основным содержанием этого подмножества функций является обеспечение возможности обмена ИО, полученными на всех этапах Ж - оборудования ПТУ, в состав которых входят: выбор и согласование протоколов связи между предприятиямиучастниками Ж - оборудования ПТУ; выбор и согласование единой технологии взаимодействия прикладных компонентов; создание единой модели данных и создание в этих условиях виртуального предприятия, которое обеспечит объединение затрат, навыков и доступ на глобальные рынки всех участников.
c) подмножество {fР}: реинжиниринг бизнес-процессов Ж - оборудования ПТУ. В это подмножество входят рутинные функции управления (см. выше), а в наименовании отражено важнейшее свойство - необходимость обеспечения возможности реинжиниринга бизнес-процессов. В результате реинжиниринга изменяется структура бизнес-процессов Ж - оборудования ПТУ на всех этапах, что отражается в наличии обратной связи по управлению. Обратная связь является проявлением наличия пересечения множеств {fР} и {fС}.
Декомпозиция функции "Создать и представить данные об оборудовании ПТУ в электронном виде" (подмножество {fС}) представлена на рис. 3.
Рис. 3. Декомпозиция функции "Создать и представить данные об оборудовании ПТУ в электронном виде" (подмножество {fС}) Основными этапами Ж - изделия согласно стандарту являются: маркетинговые исследования, составление технического задания, проектирование, технологическая подготовка производства, изготовление, поставка, эксплуатация, ремонт, утилизация.
В Ж - оборудования ПТУ первые шесть этапов, как правило, выполняются различными подразделениями турбинного завода, а эксплуатация, ремонт и утилизация - другими участниками ЖЦ. Поэтому функциональная модель СИСТЕМЫ была расщеплена и постпроизводственные этапы Ж - оборудования ПТУ выделены в отдельную модель (см. стрелку вызова у функции 1.4).
Далее в главе приводится подробное описание диаграмм декомпозиции функциональной модели СИСТЕМЫ (см. рис.2).
В теории управления одним из наиболее актуальных рассматривается ситуационный подход, согласно которому рассматриваемая СИСТЕМА должна исследоваться как открытая система, находящаяся в постоянном взаимодействии (информационном, энергетическом, материальном и иных) с внешней средой. Следовательно, для эффективного управления СИСТЕМОЙ во всем разнообразии жизненных ситуаций требуется синтез разнородных знаний и умение их выбирать в зависимости от специфики конкретных условий. Для подавляющего большинства хозяйствующих субъектов очевидно, что только максимально быстрая реакция на меняющиеся условия позволяет оставаться конкурентоспособным. Технология непрерывного управления качеством, к которой стремятся и большинство российских производителей оборудования ПТУ, также предусматривает непрерывное совершенствование бизнеспроцессов предприятия. На этапе выбора подхода к реорганизации необходимо учитывать, что в рыночных условиях приоритеты, которые должны лежать в основе выбора подходов, тоже могут меняться. В работе показано, что вначале важно выбрать приоритет, по которому нужно проводить реинжиниринг и который в наилучшей степени соответствует текущему моменту.
Для разработки методики количественной оценки важности того или иного критерия был использован метод попарных сравнений. При этом учитывалось, что для получения хороших результатов очень важны два обстоятельства: а) выбор подходящей численной шкалы сравнений и б) оценка степени несогласованности суждений. В качестве шкалы сравнений использовались числа от 1 до 9, а построение таблиц (матриц) сравнений выполнялось по следующим правилам:
1. при одинаковом влиянии двух факторов (например, и ) в таблицу сравнений в позицию (, ) вносилась 1;
2. если фактор незначительно важнее фактора , вносилось число 3;
3. по аналогии, если важность фактора по сравнению с фактором увеличивалась, вносились числа 5, 7 и 9, соответственно;
4. если при сравнении факторов и выявляется, что фактор незначительно важнее фактора (случай, обратный описанному в правиле № 2), то таблицу сравнений в позицию (, ) вносится , то есть величина, обратная требованию правила 2. Аналогичные правила действуют и для чисел 5, 7, 9.
Числа 2, 4, 6 и 8 могут использоваться для облегчения компромиссов между оценками, слегка отличающихся от основных чисел.
Предположим, что множество критериев Y, по которым определяется целевая функция реинжиниринга бизнес-процессов, имеет вид:
Y{yi }, где i = 1, 2, 3, Е, n (1) Предполагая, что критерии независимы, можно построить иерархию, в который на нижнем уровне располагаются выбранные критерии, а на верхнем уровне - цель. При этом уровней иерархий может быть два, либо три, в котором критерии второго уровня сами являются целью для критериев третьего уровня. Количество уровней иерархии может быть и больше трех, однако в рамках настоящих исследований оказалось достаточно двух и трех уровней.
После формирования иерархий создается матрица сравнений. Первая строка этой матрицы формируется с помощью экспертов, при этом критерии оцениваются в соответствии с описанной выше шкалой сравнений. Известно, что столбцом приоритетов для согласованной и обратно-симметричной матрицы является ее собственный столбец. Поэтому после формирования первой, верхней строки матрицы сравнений навязываем согласованность и обратно-симметричность. После этого вычисляется собственный столбец матрицы, который и является столбцом приоритетов. На рис. 4, в качестве примера, приведена матрица сравнений и столбец приоритетов (собственный столбец матрицы). В нижней части рис. 4 приведено выражение, с помощью которого матрице навязывается согласованность.
В четвертой главе представлены результаты совершенствования технологий проектирования оборудования ПТУ с применением современных информационных технологий. Совершенствование методов проектирования сетевых подогревателей выполнялось в соответствии с предложенной автором стратегией, (см. рис. 1).
На основе собранной информации была разработана функциональная модель проектирования сетевых подогревателей на примере ЗАО "УТЗ", построен граф критического пути, на котором были выявлены основные проектные процедуры, совершенствование которых позволит повысить качество и сократить сроки проектирования.
Рис. 4. Матрица сравнений и столбец приоритетов (собственный столбец согласованной и обратно-симметричной матрицы) При анализе методики проектирования выявилось, что вибрационный расчет трубного пучка производится из предположения, что основной возмущающей силой является механически передаваемая вибрация от турбины с частотой 50 или 25 Гц.
Однако, как свидетельствует анализ литературных данных, основной причиной вибрации трубных пучков теплообменных аппаратов при поперечном обтекании (а именно такое обтекание реализуется в сетевых подогревателях) являются различные аэрогидродинамические явления. С целью совершенствования расчетных методов системы проектирования сетевых подогревателей были использованы результаты исследований, выполненных автором. Исследование аэродинамически возбуждаемой вибрации трубных пучков проводилось на экспериментальном стенде, рабочая часть которого располагалась в аэродинамической трубе.
Параметры исследуемого пучка и теплофизические свойства используемой рабочей среды выбирались соответствующими параметрам эксплуатации реальных теплообменных аппаратов. При проведении исследований разработанный автором измерительно-вычислительный комплекс обеспечивал автоматизированный ввод и обработку амплитуды и частоты колебаний трубки пучка вдоль и поперек потока, которая устанавливалась в середину любого из пяти рядов.
Определение нестационарных аэродинамических сил, действующих на трубку, производилось путем решения дифференциального уравнения движения трубки.
Уравнение движения трубы под действием потока воздуха имеет вид:
, (2) где m - расчетная масса на единицу длины трубки; - коэффициент демпфирования; k - коэффициент жесткости; х - смещение трубы; F(t) - аэродинамическая сила возбуждения; t - время.
При определении F(t) решалась обратная задача: по известной левой части уравнения (2) определялся массив мгновенных значений возбуждающей силы. Среднеквадратичное значение силы представлялось в виде:
где С - искомый коэффициент нестационарной силы; d и l - соответственно диаметр и длина обтекаемого участка трубки; - плотность воздуха; U - скорость невозмущенного потока воздуха; - круговая частота пульсации аэродинамической силы.
При скорости потока воздуха, соответствующей совпадению собственной частоты fn с частотой отрыва вихрей (Re103), не было обнаружено максимума, обусловленного отрывом вихрей (см. рис. 5). Отсутствие вихревого резонанса наблюдалось из-за плотной компоновки пучка (S1/d = 1,316). Амплитуда исследуемой трубки в направлении по потоку возрастала с ростом скорости достаточно монотонно во всем исследуемом диапазоне чисел Рейнольдса (рис. 5, а).
Рис. 5. Зависимость амплитуды колебаний трубок гладкотрубного пучка от скорости потока воздуха: а - по потоку, б - поперек потока; , 1 - в ряду, , 2 - во 2 ряду, , - в 3 ряду, , 4 - в 5 ряду;
I - область гидроупругой неустойчивости по данным работ Chen S.S.
Распределение амплитуд текущих значений амплитуд колебаний трубок соответствовало нормальному распределению, что свидетельствует об отсутствии периодической составляющей возмущающих сил.
В направлении поперек потока в первом и третьем ряду отмечены области увеличения амплитуды в диапазоне изменения чисел Re от 6104 до 8104. Распределение амплитуд текущих значений амплитуд колебаний трубок в этом диапазоне бимодальное, что свидетельствует о появлении наряду со случайной силой периодической составляющей. На рис. 5 показана область гидроупругой неустойчивости (ГУН) для пучка с такими параметрами по работам Chen S.S. Возрастание амплитуды колебаний в этом диапазоне позволяет предположить, что основным механизмом возбуждения вибрации является ГУН.
Коэффициенты нестационарных сил - силы сопротивления и подъемной оставались примерно постоянными во всем диапазоне изменения чисел Рейнольдса. На рис. 6 представлены среднеквадратичные значения коэффициентов нестационарных аэродинамических сил, полученные на гладкотрубном пучке. На этом же рисунке нанесены данные работы Michel.A. Как видно из графиков, величины коэффициентов, полученные в настоящей работе хорошо согласуются с данными Michel.A, особенно в первом ряду.
Рис. 6. Среднеквадратичные значения коэффициентов нестационарных сил, действующих на трубки гладкотрубного пучка в зависимо сти от скорости потока воздуха:
1 - в первом ряду, 2 - во втором ряду, 3 - в третьем ряду: данные автора;
- в 1 ряду, - во 2 ряду, - в 3 ряду: по данным Michel A.
В работе были исследованы и пучки из ПВТ. Конфигурация пучка ПВТ, способ крепления трубок, методика проведения исследований были идентичны пучку гладких трубок. Исследования частоты собственных колебаний, логарифмического декремента и жесткости опор показали удовлетворительное совпадение с результатами аналогичных опытов, проведенных на пучке гладких трубок.
Исследования пучка ПВТ показали, что как и на гладких трубках, только три первых ряда пучка колеблются с амплитудами, которые могут явиться причиной выхода из строя теплообменника.
На рис. 7 представлены зависимости амплитуд колебаний ПВТ от числа Рейнольдса (результаты исследования вибрации трубок четвертого и пятого рядов не показаны на рис. 7 из-за того, что амплитуда колебаний трубок очень мала и ее уровень сопоставим по величине с погрешностью измерений).
а б Рис. 7. Зависимость амплитуды колебаний профильных витых трубок от скорости воздуха:
а - по потоку, б - поперек потока; 1 - в 1 ряду, 2 - во 2 ряду, 3 - в 3 ряду Амплитуды колебаний ПВТ в первом и втором рядах очень близки между собой, в отличие от гладких трубок, где амплитуда колебаний трубок во втором ряду была выше. Амплитуда колебаний ПВТ в третьем ряду оказалась значительно ниже, чем в первых двух, что тоже существенно отличается от опытов на гладких трубках.
Это объясняется наличием винтовой канавки на поверхности ПВТ. Первый ряд пучка ПВТ, как и гладких трубок, находится в условиях поперечного обтекания потоком воздуха. Поскольку условия обтекания первого ряда гладких и ПВТ близки между собой, амплитуды.колебаний отличаются незначительно. В области Re < 6104 по потоку и Re < 8104 поперек потока амплитуда колебаний ПВТ ниже, чем гладких. В области Re > 6104 по потоку и Re > 8104 поперек потока амплитуда ПВТ выше. Поскольку это область ГУН, по-видимому, взаимодействие ПВТ в пучке между собой более сильное. В среднем, амплитуда колебаний ПВТ в первых трех рядах пучка на 30% ниже, чем гладких.
Аэродинамические силы, действующие на ПВТ, отличаются по величине от сил, действующих на гладкие трубки (рис.
8). Если в первом ряду среднеквадратичные значения коэффициентов силы сопротивления и подъемной силы близки гладким (см. рис. 8 и рис. 10), то во втором и, особенно, в третьем ряду пучка ПВТ величины и существенно меньше.
Это связано с появлением составляющей скорости потока, а, соответственно, и силы, направленной вдоль оси трубки.
Рис. 8. Среднеквадратичные значения коэфСредние значения коэффициента силы фициентов нестационарных сил, действующих на профильные витые трубки в зависисопротивления профильной витой трубки мости от скорости потока воздуха:
а - по потоку, б - поперек потока;
равны 0,044; 0,067 и 0,018 для пер1 - в 1 ряду, 2 - во 2 ряду, 3 - в 3 ряду вого, второго и третьего ряда пучка, соответственно. Коэффициент подъемной силы равен 0,040, 0,132 и 0,073 также для первого, второго и третьего ряда пучка, соответственно.
В пучке ПВТ уже в третьем ряду величины коэффициентов сил становятся меньше, чем в первом и втором. Это отчасти связано с появлением осевой составляющей силы, а отчасти с развитием турбулентного режима течения потока, который интенсифицируется как из-за составляющей скорости потока, направленной вдоль оси трубы, так и из-за формы обтекаемых тел.
Таким образом, ПВТ в целом менее подвержены вибрации, индуцированной потоком теплоносителя и, следовательно, теплообменный аппарат, изготовленный с использованием таких трубок имеет большую вибрационную надежность. Для применения в вибрационных расчетах пучков из ПВТ рекомендованы значения и (на рис. 10 эти значения показаны пунктирными линиями).
В ходе экспериментальных исследований натурных теплообменников определялись частоты собственных колебаний и логарифмические декременты трубок, расположенных в периферийном ряду пучка. Исследования были проведены на вертикальных аппаратах ПСВ-500-14-23 (с прямыми трубками), и ПН-200-I6-7-I (с Uобразными трубками) (рис. 9). В обоих теплообменниках был получен значительный разброс значений частот собственных колебаний. Разброс частот составляет 5 Гц у ПСВЦ500Ц14Ц23 и 6 Гц у ПН-200Ц16Ц7Ц1. Для построения гистограмм были взяты выборки, в которые вошли трубки, проходящие через одинаковое количество перегородок. На рис. 9 помимо гистограмм показаны расчетные схемы трубок, попавших в выборку, а вертикальными пунктирными линиями показаны значения расчетной частоты собственных колебаний таких трубок, полученные по методике ЦКТИ.
Рис. 9. Распределение частот собственных колебаний ПН-200-16-7-I (а) и ПСВ-500-14-23 (б).
Анализ временных зависимостей мгновенной амплитуды, мгновенной частоты и логарифмического декремента для каждой трубы показал, что эти характеристики описываются моделью частотно-независимого демпфирования, которая определяется зависимостью:
, (3) где - логарифмический декремент; - амплитуда колебаний, мм; и - коэффициенты, которые могут быть дробными.
Зависимость вида (3) позволила описать функцию декремента от амплитуды с максимальной погрешностью 15%. Средняя погрешность составила 8,6%. Декрементные кривые для указанных теплообменников показаны на рис. 10. На этом рисунке пунктирными линиями обозначены кривые, соответствующие трубкам с наименьшим демпфированием.
а б Рис. 10. Декрементные кривые подогревателя ПН-200-16-7-1 (а) и сетевого подогревателя ПСВ-500-14-23 (б):
- различные трубы; - трубы с минимальным демпфированием Поскольку именно для таких труб вероятность выход из строя максимальна (а разрушение одной трубки вызывает необходимость останова теплообменника), эти зависимости рекомендуются для вибрационного расчета указанных теплообменников. Сплошные линии соответствуют декрементным кривым остальных трубок выборки.
Полученные в результате обработки графики декрементных кривых позволяют характеризовать диссипативные силы как вариант нелинейного гистерезисного демпфирования. Значения коэффициентов и в функции вида (3), рекомендованной для использования в вибрационных расчетах равны: для ПСВ-500-4-23 - = 0,096, = 1,207; для ПН-200-16-7-1 - = 0,261, = 1,905.
Результаты прикладных исследований были использованы при разработке отраслевого нормативного документа, а также программы вибрационного расчета теплообменников (ПАТЕНТ № 2003612324), которая стала частью расчетной подсистемы Системы проектирования сетевых подогревателей. Проверка уточненной методики вибрационного расчета была проведена на примере теплообменника, пучок которого состоял из однопролетных трубок, защемленных по концам. Результаты расчета амплитуды колебаний пучков гладких и профильных витых труб и сопоставление их с экспериментальными данными представлены на рис. 11.
Рис. 11. Сопоставление результатов расчета амплитуд колебаний трубок с экспериментальными данными: а - для гладкотрубного пучка, б - пучок ПВТ;
- расчет по уточненной методике, - экспериментальные данные в 1 ряду Совпадение расчета с экспериментом можно считать удовлетворительным.
Некоторое завышение расчетных данных в области Re < 6104 связано с тем, что расчет ведется из предположения о возбуждении колебаний одновременно за счет отрыва вихрей и турбулентных пульсаций давления, в то время как опыты показывают, что возбуждение за счет отрыва вихрей отсутствует или оно незначительно. Лучшее совпадение результатов при Re > 6104 связано с тем, что с ростом скорости потока частота срыва вихрей растет, а доля вихревой составляющей в возбуждении колебаний соответственно уменьшается.
Совершенствование проектирующей подсистемы осуществлялось в направлении объединения нормативно-справочной информации и некоторых расчетных процедур с проектирующими процедурами за счет широкого использования параметризации. Тем самым само понятие параметризации было расширено за пределы геометрических представлений за счет включения в качестве параметров теплофизических констант, значений температур, давлений, прочностных характеристик применяемых материалов. Это позволило определить разрабатываемую систему проектирования как "Система параметрического проектирования (СППр) сетевых подогревателей".
В дальнейшем был создан прототип системы, представляющий интегрированную среду, включающую в себя ряд подсистем: расчетный модуль, выполненный в Excel, и, кроме того, содержащий вибрационный расчет, выполненный в FoxPro; чертежно-проектирующий модуль, выполненный в системах Компас и Solid Works; модуль нормативно-справочной информации, выполненный средствами Excel, Word и Компас. В процессе тестирования, отладки прототипа была окончательно сформирована структура СППр сетевых подогревателей теплофикационных турбин и схема взаимодействия ее основных компонентов, представленная в двух модификациях - для индивидуальной и групповой технологии проектирования (рис. 12).
Индивидуальная технология применяется при проектировании нового теплообменного аппарата, не имеющего аналога в электронном виде. При этом проектирование ведется с использованием параметрического 2D-эскиза. В групповой технологии, когда имеется прототип аппарата в электронном виде, необходимость в 2Dэскизе пропадает.
а б Рис. 12. Схема взаимодействия элементов СППр при индивидуальной (а) и групповой (б) технологии проектирования Далее в главе приводится описание разработки системы проектирования маслоохладителей паровых турбин с применением современных информационных технологий При совершенствовании системы проектирования маслоохладителей на этапе сбора и обработки информации (см. этап 1 на рис. 1) было установлено, что одной из важных особенностей функционирования маслоохладителей паровых турбин является влияние зазоров в конструктивных элементах межтрубного пространства на коэффициенты теплоотдачи со стороны масла. На рис. 13 представлена схема зазоров, влияющих на эффективность работы маслоохладителей.
В литературе имеются рекомендации по учету зазоров при проведении теплогидравлических расчетов маслоохладителей, однако имеющиеся данные получены для значений < 0,3, что не соответствует полному диапазону изменения данного параметра для условий функционирования современных маслоохладителей турбин.
Рис. 13. Схема зазоров в зоне над кольцевой перегородкой маслоохладителя: 1Цкорпус, 2Цкольцевая перегородка, 3 - трубка, 4Ццентральное отверстие в перегородке, 5Цзазор в отверстии перегородкатрубка (2),6Цзазор между кольцевой перегородкой и корпусом (1) Для расширения диапазона применимости данных и уточнения влияния различных факторов на характеристики процесса течения масла в конструктивных зазорах межтрубного пространства современных маслоохладителей был поставлен численный эксперимент, основой которого является модель, представленная на рис. 141.
Рис. 14. Модель для исследования течения масла в зазоре:
1Цпоток масла; 2Цпучок трубок, 3Цтрубка в отверстии перегородки с зазором, 4Цместное сопротивление, 5Цперегородка, 6Цзазор Поток масла 1 обтекает перегородку 5, через которую проходит трубный пучок 2. Этот пучок формирует реальное поле (структуру) скоростей масла около исследуемой трубки 3, проходящей через отверстие в перегородке. Между стенками отверстия в перегородке и наружной поверхностью трубки 3 имеется зазор 6, через ко Описываемое исследование является содержанием функции "Теоретические и прикладные исследования" в данном проекте (см. функцию 2.5 Стратегии выполнения работ, рис.1).
торый протекает масло. Местное сопротивление 4 создает перепад давления на перегородке. Длина пути потока масла на выходе из трубного пучка выбрана с таким расчетом, чтобы не нарушалась гидродинамика в пучке трубок над перегородкой. В эксперименте использовались Realizable K-Epsilon модель турбулентности, разделенный решатель уравнений Навье - Стокса и двухслойная модель турбулентного пограничного слоя. Численное решение основывалось на конечно-элементной сетке, содержащей от 3,8 до 5,7 млн. элементов в зависимости от размеров зазора. В модели более 70 % всех конечных элементов приходилось на исследуемый узел. В численном эксперименте значение Pм изменялось в диапазоне 400Е3900 Па, что соответствует перепадам давлений на перегородках современных серийных маслоохладителей ПТУ.
Температура масла изменялась в пределах 45Е55 С. В качестве рабочего тела исследовались турбинные масла марок: Т-22, Тп-22, Т-30, Т-46, ОМТИ.
В качестве геометрического параметра, характеризующего технологический зазор 2 (см. рис. 13) в гладкотрубном пучке, предложен параметр калибр зазора Кгл, определяющийся как отношение высоты участка трубки в пределах толщины перегородки к эквивалентному диаметру зазора:.
На основании проведенного исследования зависимость для определения коэффициента гидравлического сопротивления при течении потока масла в кольцевом технологическом зазоре 2 (см. рис. 13) гладкотрубного пучка маслоохладителя ПТУ обобщена в следующем виде:
91,8 Kгл 64, 2 Eu 2,Re (4) где KгЦвеличина калибра зазора для гладкой трубки, ReЦчисло Рейнольдса масла в зазоре.
На рис. 15, в качестве примера, представлены результаты расчетов зависимости числа Eu от числа Re масла в зазоре для исследуемых величин калибров зазора Кгл в гладкотрубном пучке. Изменение калибра зазора оказывает значительное влияние на характер результирующей функции. Увеличение значения калибра Кгл приводит к увеличению коэффициента гидравлического сопротивления, одновременно смещая функции в область более низких чисел Рейнольдса. Это связано со значительным снижением скорости течения масла в зазоре при увеличении высоты участка трубки в пределах толщины перегородки.
Опыт модернизации маслоохладителей турбин мощностью 800 МВт показал, что для соответствия современным требованиям экологической безопасности ТЭС в маслоохладителях следует использовать трубки из нержавеющей стали. В этом случае для компенсации снижения коэффициента теплопроводности металла трубок (в сравнении, например, со сплавами цветных металлов) целесообразно вместо гладк- Рис. 15. Зависимость числа Эйлера от числа их трубок использовать профильные Рейнольдса по результатам численного витые трубки.
эксперимента для различных калибров зазора в гладкотрубном пучке Анализ результатов моделирования течения масла в зазоре с ПВТ показал, что скорости масла в зазоре с ПВТ намного выше (более чем в 10 раз), чем в зазоре с гладкой трубкой, при одинаковых значениях диаметра отверстия и толщины перегородки. При этом весьма значительна неравномерность полей скоростей по периметру отверстия в перегородке, что вполне соответствует физическим представлениям.
Для обобщения полученных данных по узлу "перегородка - ПВТ" функцией вида (4) предложен параметр - калибр KПВТ, аналогичный параметру КГЛ узла "перегородка - гладкая трубка" и равный отношению длины винтовой линии ПВТ ( ) в пределах толщины перегородки к эквивалентному диаметру зазора dЭ:
где пер Ч толщина перегородки (м); z Ч число заходов профилирования; S Ч шаг накатки (м); h Ч глубина накатки ПВТ (м).
Зависимость для определения коэффициента гидравлического сопротивления в технологическом зазоре трубных пучков из ПВТ имеет следующий вид:
40,48 Kпвт 2 Eu 3,74. (5) Re На основании (4) и (5), скорость течения масла в технологических зазорах (см. рис. 13) в трубных пучках из гладких трубок определяется по зависимости (6), в пучках из ПВТ определяется по зависимости (7):
P м м wм 18,1 Kгл 12,7 0,79 18,1 Kгл 12,7, (6) dэ dэ P м м wм 5,4 Kпвт 6,3 0,53 5,4 Kпвт 6,3, (7) dэ dэ где KгЦкалибр зазора для гладкой трубки, KпвтЦкалибр зазора для ПВТ, dэ - эквивалентный диаметр зазора,мЦкинематическая вязкость масла, Цплотность масла, PЦперепад давления масла на перегородку.
Зависимости (4)...(7) были использованы для уточнения методики позонного теплогидравлического расчета маслоохладителей. Сопоставление результатов расчета по уточненной в рамках настоящих исследованиях позонной методике теплогидравлического расчета с другими методиками и результатами натурных испытаний, выполненных на ХТГЗ и в ЦКТИ, показало, что уточненная методика обеспечивает удовлетворительное согласование результатов расчета с опытными данными по величине полного гидравлического сопротивления по масляной стороне (от 0,5% до 3,5%) (рис. 16...17). Уточненная методика теплогидравлического расчета легла в основу Рис. 16. Полное гидравлическое Рис. 17. Температура масла на выходе из сопротивление масляного тракта МБ-125-165 (Московская ТЭЦ-23) по маслоохладителя МО-53-4 результатам расчетов и испытаний:
1-испытания; расчеты по методикам: 2-уточнен(Gв=100 м3/ч, t1м=55 С, t1в=34 С):
ная позонная; 3-исходная позонная; 4-интегральная с 1-опыт, 2-уточненная позонная методика, учетом зазоров; 5-интегральная без учета зазоров 3-исходная позонная методика расчетной подсистемы проектирования маслоохладителей. Ее интеграция с проектирующей подсистемой, основанной на широком использовании шаблонов деталей конструктивных элементов, эскизов, использовании таблиц семейств, а также их плотная взаимосвязь с параметрическим и адаптивным проектированием позволила разработать систему проектирования маслоохладителей, соответствующую современным концепциям конструирования.
Далее в главе описано совершенствование системы проектирования компоновок ПТУ. Функциональная модель процессов проектирования компоновок выявила наиболее характерную особенность - наличие большого числа итераций (см. рис. 18), которые на функциональной модели проявляются в виде обратных связей.
Анализ функциональной модели позволил выявить пути реинжиниринга бизнес-процессов, которые направлены на решение выявленной2 целевой функцией - сокращение срока разработки проектно-конструкторской документации (ПКД) (СР=min.). В результате реинжиниринга бизнес-процессов удалось добиться практически двукратного сокращения сроков проектирования.
Рис. 18. Вторая декомпозиция функциональной модели При проектировании компоновок ПТУ в системе трехмерного параметрического проектирования возникла необходимость в создании большого числа твердотельных моделей основного и вспомогательного оборудования, разнообразной арматуры, элементов трубопроводов, их креплений, элементов строительных конструкций и др.
Целевая функция определялась по методике, описанной выше - см. рис. 4.
Задача организации структуры библиотек таких моделей, их взаимосвязей с учетом удовлетворения требований по масштабированию, устойчивости и непротиворечивости данных стала элементом специальных прикладных исследований. На основе функциональной модели процессов была разработана модель данных в нотации IDEF1X, являющаяся информационной моделью библиотек. Поскольку разработка базы данных (БД) и выбор системы управления базой данных (СУБД) не являлась предметом настоящего исследования, было решено ограничиться только логическим уровнем представления модели данных. Основным типом зависимых сущностей, использованным в настоящей работе, была принята иерархия наследования (или иерархия категорий), поскольку сущности имеют общие по типу связи. На рис. 19 представлен верхний уровень модели данных.
В модели данных применены дискриминаторы как полной, так и неполной категории наследования (дискриминатор - атрибут родового предка, который показывает, как отличить одну категориальную сущность от другой). В сущности "Библиотека элементов компоновок ПТУ" атрибутом - дискриминатором неполной категории наследования является атрибут "Раздел" (его обозначение Ц, см.
рис. 19).
Рис. 19. Модель данных (верхний уровень), нормализованная по первой, второй и третьей нормальной форме Использование дискриминатора неполной категории продиктовано необходимостью соблюдения требования масштабируемости при создании модели данных на физическом уровне. Разработанная в настоящих исследованиях библиотека "закрывает" потребности отдела установок СКБт, но потребности всего СКБт существенно больше. Использование дискриминатора неполной категории позволяет предусмотреть (при генерации модели данных на физическом уровне) возможности для расширения и пополнения библиотеки в будущем.
К моменту сдачи системы проектирования компоновок ПТУ в промышленную эксплуатацию было создано свыше 3000 моделей элементов оборудования ПТУ.
Большинство расчетных процедур при проектировании компоновок ПТУ регламентируются требованиями Ростехнадзора, поэтому в рамках совершенствования расчетов основное внимание уделялось автоматизации сбора исходных данных для расчета непосредственно из проектирующей подсистемы и корректной интерпретации результатов расчета.
В результате настоящих исследований была создана система проектирования компоновок ПТУ, с помощью которой разработана ПКД для ряда уже действующих ПТУ на ТЭС России и Республики Беларусь.
В пятой главе представлены результаты разработки элементов информационной поддержки оборудования ПТУ на постпроизводственных этапах его Ж - (в соответствии с терминологией ИПИ-технологий они объединены в ИЛП - интегрированную логистическую поддержку). Функциональная модель ИЛП оборудования ПТУ, разработанная в настоящем исследовании, позволила обозначить проблему кодификации оборудования. Задачи информационной поддержки оборудования ПТУ на этапе его эксплуатации требуют привязки его к месту в технологической схеме ТЭС, тогда как задачи технического обслуживания и ремонта в большей степени нуждаются в подробном рассмотрении конструкции оборудования, а не его места в технологической схеме. Анализ существующих систем классификации и кодирования узлов и деталей, оборудования ПТУ показал, что ни один из существующих классификаторов не может в полной мере удовлетворить требованиям информационной поддержки на всех этапах Ж - элементов паротурбинных установок. Решение проблемы кодификации лежит в создании системы классификаторов, представляющей собой интеграцию наиболее пригодных и доработанных классификаторов на различных этапах Ж - оборудования ПТУ в целях обеспечения их непрерывной информационной поддержки.
Для повышения качества кодирования информации автором разработан кодификатор, в основу которого положены некоторые принципы, реализованные в кодификаторе AKS: он, как и AKS, состоит из семи ступеней, пять из которых образуют основной, а две последние - дополнительный код, отделяемый от основного дефисом.
Отличием предложенного кодификатора является формирование основного кода на базе стандартных и рабочих кластеров. Стандартные кластеры образуют список (наименование) ступеней (уровней), а рабочие формируются при наполнении стандартных кластеров объектами. Стандартные и рабочие кластеры группируются послойно, образуя иерархические структуры. На рис. 20 приведена структура кода единицы оборудования. Основной эффект предлагаемого модифицированного AKSкодификатора заключается в лучшей воспроизводимости, уникальности и читаемости кода, что обеспечивается определением второй порядковой ступени (уровневой группировки L2 - см. рис. 20) сетевым графом.
Рис. 20. Структура кода единицы оборудования классификатора AKS, модифицированного автором:
N - цифровое обозначение, A - символьное (буквенное) обозначение, V - дефис Описание функциональной группы сетевым графом формирует законченную структуру, топологически идентичную технологической схеме, за счет чего достигается также полнота кодировки оборудования схемы.
Задачам технического обслуживания и ремонта оборудования ПТУ в наибольшей степени отвечает кодификатор S1000D, признанный стандартом в Европейском союзе и также принятый в России в качестве стандарта в аэрокосмической отрасли.
Стандарт S1000D является второй частью предложенной в настоящей работе системы классификаторов. В главе приведено подробное описание кодификатора S1000D, примеры кодирования оборудования ПТУ в предложенной системе классификаторов, а также описан программный продукт, разработанный автором для автоматизированой кодификации элементов оборудования ПТУ, обеспечивающий требуемую полноту и уникальность присваиваемого кода.
В шестой главе представлены результаты разработки информационных комплексов (ИК) для анализа эксплуатации оборудования ПТУ. Задача разработки информационных комплексов была сформулирована в результате анализа функциональной модели ИЛП оборудования ПТУ, описанной в пятой главе. Разработка информационных комплексов проводилась в нескольких контекстах деятельности ТЭС:
анализ технико-экономических показателей работы оборудования ТЭС (комплекс задач (КЗ) "Расчет ТЭП");
контроль технического состояния оборудования (КЗ "КСО");
экологический контроль работы ТЭС (КЗ "Экология");
анализ работы персонала ТЭС (КЗ "ТЭП - 1С");
контроль исполнения принятых технических решений ТЭС и энергокорпорации (программный комплекс "КИР" - ПК "КИР").
При формировании принципов построения программных комплексов использовались подходы системного анализа, принятые при оценке качества сложных систем. Эмпирические уровни качества сложных систем получили названия: устойчивость, помехоустойчивость, управляемость, способность, самоорганизация.
В главе показано, что представляемая ИК информация об эксплуатации оборудования ПТУ имеет устойчивую связь с контекстом деятельности ТЭС. Так например, в зависимости от контекста, один и тот же показатель "выработка электроэнергии" имеет различные значения: в КЗ "Расчет ТЭП" и КЗ "Экология" значение выработки электроэнергии является "суммой" суточных значений выработки электроэнергии на расчетном интервале времени: декада, месяц, год; в КЗ "ТЭП - 1С" значение выработки электроэнергии является "суммой" по выработке электричества на интервале 1 смена ( или суток, в зависимости от графика работы электростанции); в КЗ "КСО" выработка электроэнергии характеризуется часовой выработкой, рассчитанной по средней электрической нагрузке, измеренной в момент проведения испытания оборудования.
В главе описаны алгоритмы ИК, приведены примеры интерфейсов, принципы организации баз данных, показано применение предложенной стратегии (см. рис. 1) при проектировании описываемых ИК.
Длительная промышленная эксплуатация разработанных автором ИК на ряде ТЭС позволила собрать значительный объем информации об эксплуатации оборудования различных ПТУ. На основе анализа этой информации зафиксированы диапазоны изменения характеристик оборудования ПТУ. Например, КПД цилиндров конденсационных турбин может быть ниже в сравнении с нормативными значениями для ЦВД на 12 %, для ЦСД Ч на 8 %, а отклонение недогрева сетевой воды до температуры насыщения греющего пара (температурный напор) в ПСГ составляет до 5 С от нормативного значения.
На основе данных, полученных в процессе эксплуатации на ТЭС разработанных ИК разработана методика учета фактического состояния оборудования ПТУ на изменение характеристик относительных приростов (ХОП) удельных расходов тепла на отпуск электроэнергии, позволяющая перейти к оптимизации распределения тепловых и электрических нагрузок между параллельно работающими турбоагрегатами с учетом их фактического состояния. На рис. 21, а, б, в, в качестве примера, приведены поправки на вакуум в конденсаторе энергоблоков, позволяющие более точно определять относительный прирост теплоты при изменении нагрузки с учетом фактического состояния конденсатора ПТУ. На рис. 21, г, в качестве примера, приведены математические выражения некоторых зависимостей.
В седьмой главе представлены результаты апробации и реализации в промышленности основных исследований, выполненных в рамках настоящей работы.
Программный комплекс Эксплуатация реализован на пяти ТЭС в составе информационных комплексов, обеспечивающих технологическую поддержку производства тепловой и электрической энергии и эксплуатацию оборудования ПТУ. Результаты совершенствования систем проектирования оборудования ПТУ реализованы в нескольких проектных подразделениях ЗАО "Уральский турбинный завод", а также на ЗАО "Нестандартмаш". С использованием результатов настоящей работы изготовлены и поставлены на ряд ТЭС более 170 теплообменных аппаратов и трубных систем к ним. С помощью разработанной системы проектирования компоновок ПТУ спроектированы компоновки трех ПТУ с теплофикационными и конденсационными турбинами. В настоящее время одна ПТУ изготовлена, смонтирована и введена в эксплуатацию, остальные находятся на стадии изготовления.
г Рис. 21. Поправка на вакуум конденсационных блоков (а), теплофикационных с одним (б) и двумя (в) отопительными отборами: - PKф < 4 кПа; - PKф 4 кПа; математические выражения поправок на отклонение PKф и КПД турбины от нормативного значения (г) В заключении сформулированы следующие основные выводы по работе:
1. Впервые применительно к оборудованию паротурбинных установок разработана концептуальная модель организации информационной поддержки основных этапов Ж - оборудования ПТУ в соответствии с методологией Информационной Поддержки Изделий (ИПИ) и базирующаяся на методах системного анализа, функционального и информационного моделирования. Исследование разработанной концептуальной модели с помощью ситуационного подхода теории управления позволило выявить главное требование, которое предъявляет современное общество к успешному функционированию такой системы - способность к максимально быстрому и точному реагированию на изменяющиеся условия.
2. Впервые разработана и неоднократно апробирована стратегия выполнения исследовательских работ при совершенствовании проектирования и эксплуатации оборудования ПТУ.
3. Предложена методика количественной оценки путей реинжиниринга бизнес-процессов при проектировании и эксплуатации оборудования ПТУ, основанная на использовании таких математических методов теории управления, как методы иерархий, графов, методов попарных сравнений и экспертных систем. Предложенная методика позволяет сделать предварительную оценку эффективности предлагаемых путей реинжиниринга до его начала (на этапе функционального моделирования основных процессов).
4. Разработана система классификаторов, представляющая собой интеграцию наиболее пригодных и доработанных классификаторов на различных этапах Ж - оборудования ПТУ в целях обеспечения их непрерывной информационной поддержки.
Разработанная система классификаторов позволяет интегрировать информацию, получаемую в процессе проектирования, изготовления, эксплуатации, технического обслуживания и ремонта и, в конечном счете, создает предпосылки для перехода к ремонту оборудования ПТУ по состоянию. Разработан программный модуль для автоматизированной кодировки принадлежности технологического элемента оборудования ТЭС к одной из функциональных групп (технологических систем) электростанции.
5. Предложен, обоснован и апробирован принцип расширения параметризации за пределы геометрических построений при совершенствовании проектировании оборудования и компоновок ПТУ. Это обеспечило возможность сократить срок проектирования в 2Е3 раза за счет объединения расчетных и проектирующих подсистем.
6. Впервые разработана и реализована информационно - логическая модель данных компоновок паротурбинных установок в методологии IDEF1X; особенностью модели данных является использование дискриминаторов неполной категории, что позволяет предусмотреть (при генерации модели данных на физическом уровне) возможности для расширения и пополнения библиотеки в будущем, тем самым обеспечивая возможности масштабирования. На основе модели данных создан банк данных твердотельных параметрических моделей элементов компоновок паротурбинных установок (свыше 3000 моделей). Применение усовершенствованной технологии проектирования компоновок ПТУ обеспечило повышение качества проектной документации, выражающееся в уменьшении количества итераций при проектировании, снижении числа ошибок при проектировании, расчетах и интерпретации результатов расчета, а также недопущение коллизий - непроектных пересечений трубопроводов, оборудования и строительных конструкций, что является основной причиной увеличения стоимости и сроков монтажа оборудования ПТУ на ТЭС.
7. Впервые в ходе экспериментальных исследований установлено, что амплитуда колебаний профильных витых труб при поперечном обтекании меньше, чем гладких (в среднем на 30%), что связано с особенностями аэродинамики ПВТ. Использование при проектировании подогревателей сетевой воды ПВТ повышает вибрационную надежность проектируемого оборудования. Впервые получены значения коэффициентов нестационарных аэродинамических сил для пучков профильных витых трубок. Для практических расчетов на вибрацию теплообменных аппаратов с ПВТ рекомендуются значения:. Уточнена методика вибрационного расчета пучков трубок энергетических теплообменных аппаратов. Показано, что расхождение опытных и расчетных (по уточненной методике) данных составляет до 5% для гладкотрубных пучков и до 10% для пучков из ПВТ.В результате проведенных исследований натурных теплообменных аппаратов показано, что логарифмический декремент нелинейно зависит от амплитуды колебаний трубок. Для вибрационных расчетов теплообменных аппаратов рекомендуется использовать зависимость вида.
На основе обобщения результатов экспериментальных исследований теплообменника ПСВ-500-14-23 рекомендуется использовать в вибрационных расчетах значения = 0,096, = 1,207; для ПН-200-I6-7-I: = 0,261, = 1,905.
8. При проведении комплекса численных экспериментов по моделированию гидродинамических процессов при поперечном обтекании маслом пучков трубок различных профилей, предложен новый геометрический параметр, характеризующий протечки масла - КАЛИБР ЗАЗОРА для пучков из гладких (Kгл) и ПВТ (Kпвт). Получены обобщенные зависимости для определения коэффициентов гидравлического сопротивления в технологических зазорах трубных пучков маслоохладителей паровых турбин. Уточнена и верифицирована опытными данными промышленных и стендовых испытаний методика позонного теплогидравлического расчета маслоохладителей. Максимальное относительное отклонение опытных и расчетных данных по гидравлическому сопротивлению с масляной стороны не превышает 3,5 %, а по температуре масла на выходе из аппарата - 0,3 С.
9. На примере впервые разработанной и реализованной системы проектирования маслоохладителей паровых турбин, представлена методология проектирования оборудования ПТУ, основанная на объединении проектирующей подсистемы с широким использованием таблиц семейств и шаблонов и расчетной подсистемы, включающей в себя уточненную методику позонного теплогидравлического расчета маслоохладителей паровых турбин. Применение такой методологии проектирования позволяет сократить сроки проектирования в несколько раз, обеспечить высокие показатели оборудования по экономичности, надежности и безопасности эксплуатации.
10. В целях совершенствования эксплуатации оборудования ПТУ разработан и реализован на пяти ТЭС программный комплекс Эксплуатация, находящийся в промышленной эксплуатации свыше десяти лет. В состав комплекса включены подсистемы контроля состояния оборудования, оценки технико-экономических показателей оборудования ТЭС, экологического контроля, расчета "косвенных" техникоэкономических показателей и анализ работы персонала.
11. В процессе промышленной эксплуатации программного комплекса "Эксплуатация", на основе статистической обработки данных, собранных на электростанции в течение более 10 лет, разработана методика учета фактического состояния оборудования ПТУ на изменение характеристик относительных приростов (ХОП) удельных расходов тепла на отпуск электроэнергии.
12. С использованием уточненных автором в рамках настоящей работы методик расчета и усовершенствованных систем проектирования теплообменных аппаратов модернизированы, разработаны новые серийные конструкции, изготовлены, поставлены и функционируют на ряде ТЭС более 170 теплообменных аппаратов и трубных систем к ним.
Основные публикации по теме диссертации:
I. Книги:
1. Теплообменники энергетических установок: учебник для студентов вузов / К.Э. Аронсон, С.Н.Блинков, В.И. Брезгин [и др.]; под ред. проф., д-ра техн. наук Ю.М. Бродова; рекомендовано УМО по образованию в области энергетики и электротехники для студентов вузов. Екатеринбург: Сократ, 2003. 968 с. 2-е изд., перераб. и доп. - 2008. 816 с.
2. Повышение эффективности и надежности теплообменных аппаратов паротурбинных установок: монография / Ю.М. Бродов, К.Э.Аронсон, Г.Д. Бухман, В.И.
Брезгин [и др.]; под ред. проф., д-ра техн. наук Ю.М. Бродова;
3-е изд., перераб. и доп. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. 468 с.
3. Трубопроводы тепловых электрических станций: учебное пособие / Мурманский Б.Е., Богатова Т.Ф., Гофман Ю.М., Брезгин В.И.; под общей редакцией Ю.М.Бродова; рекомендовано УМО по образованию в области энергетики и электротехники для студентов вузов. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2008.
300 с.
II. Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России для публикации результатов диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук 1. Брезгин В.И. Исследование проницаемости промежуточных перегородок вертикальных теплообменных аппаратов / Ю.М.Бродов, П.Н.Плотников, В.И.Брезгин // Известия ВУЗов "Энергетика". 1988. № 2.
2. Брезгин В.И. Аэродинамическое возбуждение вибрации пучков гладких и профильных витых труб теплообменных аппаратов / Ю.М.Бродов, П.Н.Плотников, В.И.Брезгин // Известия ВУЗов "Энергетика". 1994. № 1-2.
3. Брезгин В.И. Система постоперативного анализа показателей работы оборудования электростанций / В.И. Брезгин, К.Э. Аронсон, Ю.М. Бродов и др. // Электрические станции. 2001. № 6. С. 55Е62.
4. Применение концепции CALS на примере теплофикационной паротурбинной установки / Брезгин В.И., Бродов Ю.М., Кортенко В.В. и др.// Тяжелое машиностроение. 2002. № 2. С. 29Е31.
5. Концепция информационной поддержки жизненного цикла турбин и турбинного оборудования как стратегия развития энергомашиностроения / Брезгин В.И., Бродов Ю.М., Зырянов С.М. // Тяжелое машиностроение. № 12. 2005. C. 2Е5.
6. Брезгин В.И. Стратегия развития энергомашиностроения на примере турбинного завода / В.И.Брезгин, Ю.М.Бродов, Д.В.Брезгин // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе: Материалы ХХII международной конференции. Приложение к журналу "Открытое образование". ЯлтаГурзуф, 20-30 мая 2005 г. C. 39Е40.
7. Аронсон К.Э. Система информационной поддержки принятия управленческих решений при техническом обслуживании оборудования ТЭС / К.Э. Аронсон, В.И. Брезгин, Ю.М. Бродов, Н.Н. Акифьева, А.С. Руденко, Д.В. Брезгин // Электрические станции. 2006. № 10 С. 55Е61.
8. Брезгин В.И. Количественный анализ выбора направлений реинжиниринга проектных работ в производстве турбин и турбинного оборудования / Брезгин В.И., Бродов Ю.М., Брезгин Д.В. // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе. Материалы ХХIII международной конференции. Приложение к журналу "Открытое образование". Ялта-Гурзуф, 20-30 мая 2006 г.
C.73Е9. Разработка методики выбора направлений реинжиниринга проектных работ для обеспечения непрерывной информационной поддержки жизненного цикла паротурбинных установок тепловых электростанций / Брезгин В.И., Бродов Ю.М., Брезгин Д.В. // Информационные технологии в проектировании и производстве. № 2.
2006. С. 27Е33.
10. Исследование концептуальной модели информационной поддержки жизненного цикла элементов турбин и турбинного оборудования на этапе проектирования / Брезгин В.И., Бродов Ю.М., Брезгин Д.В. // Тяжелое машиностроение. № 3.
2008. C. 9Е11.
11. Брезгин В.И. Автоматизированное проектирование компоновок паротурбинных установок / Т.Л.Шибаев, А.А.Гольдберг, В.И.Брезгин // Теплоэнергетика.
2008. № 8. С. 59Е64.
12. Brezgin V.I. Using Computer-Aided Design Systems for Developing Layouts of Steam-Turbine Units / T.L.Shibaev, A.A.Gol'dberg, V.I.Brezgin // Thermal Engineering, 2008, Vol. 55, No. 8. Pp. 692...697.
13. Брезгин В.И. Информационная поддержка жизненного цикла турбин и турбинного оборудования на этапах проектирования и эксплуатации / В.И.Брезгин // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе. Материалы ХХXV международной конференции. Приложение к журналу "Открытое образование". Ялта-Гурзуф, 20-30 мая 2008 г. C.98Е100.
14. Брезгин В.И. Опыт разработки модернизированных маслоохладителей системы маслоснабжения турбин мощностью 800 МВт / К.Э.Аронсон [и др.] // Теплоэнергетика. 2009. №8. С. 13Е19.
15. Brezgin V.I. Experience Gained from Development of Modernized Oil Coolers for the Oil Supply System Used in 800-MW Turbines / K.E.Aronson [and others] // Thermal Engineering, 2009, Vol. 56, No. 8, Pp. 636...643.
16. Брезгин В.И. Комплексная система информационной поддержки и совершенствования методов проектирования паротурбинных установок Уральского турбинного завода / В.И.Брезгин, Ю.М.Бродов, Д.В.Брезгин [и др.] // Тяжелое машиностроение. № 1. 2010 г. С.8Е11.
17. Брезгин В.И. Совершенствование методов непрерывной информационной поддержки жизненного цикла паровых турбин и турбинного оборудования на этапе проектирования / В.И.Брезгин, Ю.М.Бродов, Д.В.Брезгин // Информационные технологии в проектировании и производстве" № 1, 2010 г. С.57Е64.
18. Брезгин В.И. Совершенствование методов проектирования паровых турбин и турбинного оборудования / В.И.Брезгин, Д.В.Брезгин, И.К.Пиастопуло // Информационные технологии в науке, образовании, телекоммуникации и бизнесе. Материалы ХХXVII международной конференции. Приложение к журналу "Открытое образование". Ялта-Гурзуф, 20-30 мая 2010 г. C. 134Е136.
III. Статьи в других изданиях 1. Брезгин В.И. Вибронадежность конденсирующих теплообменных аппаратов низкого давления с пучками из профильных труб // В.И.Брезгин, Ю.М.Бродов [и др.] // Труды ЦКТИ им.Ползунова № 220, 1985.
2. Брезгин В.И. Экспериментальное исследование взаимодействия труб теплообменников с поперечным потоком теплоносителя / В.И.Брезгин [и др.] // Материалы I Всесоюзной научно-технической конференции "Долговечность энергетического оборудования и динамика гидроупругих систем", Миасс, 1986.
3. Брезгин В.И. Исследование динамического взаимодействия труб теплообменных аппаратов с промежуточными перегородками / В.И.Брезгин [и др.] // Материалы I Всесоюзной научно-технической конференции "Долговечность энергетического оборудования и динамика гидроупругих систем", Миасс, 1986.
4. Брезгин В.И. Динамические нагрузки и расчет трубных систем теплообменных аппаратов / В.И.Брезгин [и др.] // Материалы II Всесоюзной научно-технической конференции "Долговечность энергетического оборудования и динамика гидроупругих систем", Каунас, 1990.
5. Брезгин В.И. Конструкционное демпфирование трубных систем теплообменных аппаратов / В.И.Брезгин [и др.] // Материалы II Всесоюзной научнотехнической конференции "Долговечность энергетического оборудования и динамика гидроупругих систем", Каунас, 1990.
6. Брезгин В.И. Динамические нагрузки и вибрационные характеристики трубных систем энергетических теплообменных аппаратов: дис.... канд. техн. наук / В.И.Брезгин. Свердловск.УПИ, 1990. 182 с.
7. Брезгин В.И. Конструкционное демпфирование трубных систем теплообменных аппаратов / В.И.Брезгин [и др.] // Energetika, № 2 (6). 1991. P. 79...91.
8. Вибрационный расчет трубных систем теплообменных аппаратов турбоустановок. Комплекс программных средств.: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию / В.И.Брезгин [и др.]. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1994. с.
9. Брезгин В.И. Аэродинамические вибрации и демпфирование трубных пучков конденсирующих теплообменных аппаратов / В.И.Брезгин [и др.] // Новые технические решения в теплообменном оборудовании энергетических установок: Труды ЦКТИ. С.-Пб.: ЦКТИ. № 277, 1994.
10. Аронсон К.Э. Программно-технический комплекс (ПТК) Эксплуатация для решения задач эксплуатационного контроля работы оборудования электростанций / К.Э.Аронсон, В.И.Брезгин // Совершенствование теплотехнического оборудования ТЭС, внедрение систем сервисного обслуживания, диагностирования и ремонта: Материалы научно-практической конференции. Екатеринбург, 20-22 июня, 1995.
С.27Е29.
11. Брезгин В.И. Концепция технологии автоматизированного проектирования теплообменных аппаратов турбоустановок / В.И.Брезгин [и др.] // Совершенствование турбин и турбинного оборудования: Региональный сборник научных статей: УГТУ, 1998. С.175Е192.
12. Брезгин В.И. Автоматизация задач эксплуатационного контроля за работой оборудования ТЭС / В.И.Брезгин [и др.] // Совершенствование турбин и турбинного оборудования: Региональный сборник научных статей: Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1998. С.168Е174.
13. Брезгин В.И. Автоматизированное проектирование в среде AutoCAD LT:
Методические указания к практическим занятиям по курсу САПР турбомашин / В.И.Брезгин. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1998. 36 с.
14. Брезгин В.И. Автоматизированное проектирование в среде AutoCAD LT-97:
Методические указания к практическим занятиям по курсу САПР турбомашин / В.И.Брезгин. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 1998. 40 с.
15. Аронсон К.Э. Разработка информационной системы для ПТО ТЭС. Технико-экономические показатели и контроль состояния оборудования. / К.Э. Аронсон, В.И.Брезгин [и др.] // Совершенствование турбин и турбинного оборудования: Региональный сборник научных статей. Екатеринбург: УГТУ, 2000. С. 192Е199.
16. Построение информационных систем в конструкторском бюро энергомашиностроительного предприятия / Ю.М.Бродов, В.И.Брезгин [и др.] // На передовых рубежах науки и инженерного творчества: труды II международной научнотехнической конференции Регионального Уральского отделения Академии инженерных наук РФ. Екатеринбург, УГТУ, 2000. С.249Е250 с.
17. Брезгин В.И. Концепция реорганизации проектных работ в условиях турбинного завода / В.И.Брезгин [и др.] // Совершенствование турбин и турбинного оборудования: региональный сборник научных статей: УГТУ-УПИ, 2000. С.260Е271.
18. Аронсон К.Э. Разработка информационной системы для ПТО ТЭС. Технико-экономические показатели и контроль состояния оборудования / К.Э.Аронсон, В.И.Брезгин [и др.] // Совершенствование турбин и турбинного оборудования: региональный сборник научных статей: УГТУ-УПИ, 2000. С.192Е199.
19. Брезгин В.И. Анализ, моделирование и реорганизация бизнес-процессов с использованием Bpwin / В.И.Брезгин // Новые образовательные технологии в ВУЗе:
сборник тезисов докладов Всероссийской научно-методической конференции. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. Стр. 98.
20. Брезгин В.И. Применение концепции непрерывной информационной поддержки жизненного цикла изделия (CALS) на примере теплообменного оборудования теплофикационных турбин / В.И.Брезгин [и др.] // Совершенствование теплотехнического оборудования ТЭС, внедрение систем сервисного обслуживания, диагностирования и ремонта. III международная научно-практическая конференция. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002. С. 285Е300.
21. Брезгин В.И. Особенности внедрения информационных технологий на современном энергомашиностроительном предприятии / В.И.Брезгин [и др.] // Материалы 2-ой международной конференции CAD/CAM/PDM 2002 в 2-х томах. Том 1.
М.:Институт проблем управления РАН.-2002. С.150Е122. Брезгин В.И. Разработка комплекса автоматизированного контроля за работой оборудования ТЭС / К.Э.Аронсон, В.И.Брезгин [и др.] // Совершенствование теплотехнического оборудования ТЭС, внедрение систем сервисного обслуживания, диагностирования и ремонта: III международная научно-практическая конференция.
Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002. 350 с. С.269Е284.
23. Аронсон К.Э. Разработка и реализация информационных систем для анализа технико-экономических показателей оборудования ТЭС / К.Э. Аронсон, В.И. Брезгин [и др.] // Совершенствование установок методами математического и физического моделирования: сборник научных трудов. Харьков: ИПМаш НАН Украины. 2003.
Т. № 2. С. 447Е452.
24. Брезгин В.И. Исследование технологии непрерывной информационной поддержки жизненного цикла изделия при производстве теплофикационных турбоустановок / В.И.Брезгин [и др.] // Совершенствование турбоустановок методами математического и физического моделирования: Сб. научн.трудов. Харьков: Ин-т проблем машиностроения им. А.Н.Подгорного НАН Украины, 2003.-Т.2.-С. 453Е425. Брезгин В.И. Информационная поддержка жизненного цикла энергетической турбоустановки / В.И.Брезгин [и др.] // Материалы 3-ой международной конференции CAD/CAM/PDM 2003. М.:Институт проблем управления РАН. 2003.
С.29Е30.
26. Брезгин В.И. Концептуальная модель поддержки жизненного цикла турбин и турбинного оборудования / В.И.Брезгин [и др.] // Вестник УГТУ-УПИ. На передовых рубежах науки и инженерного творчества: Труды III международной научнотехнической конференции Регионального Уральского отделения Академии инженерных наук. Екатеринбург: УГТУ, 2004. С.158Е161.
27. Брезгин В.И. Анализ и реинжиниринг бизнес-процессов проектирования подогревателей сетевой воды теплофикационных турбин / В.И.Брезгин [и др.] // Совершенствование теплотехнического оборудования ТЭС, внедрение систем сервисного обслуживания, диагностирования и ремонта. IV международная научнопрактическая конференция. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004. С.281Е293.
28. Брезгин В.И. Интеграция данных о маслоохладителях в рамках концепции непрерывной информационной поддержки жизненного цикла турбинного оборудования / В.И.Брезгин [и др.] // Совершенствование теплотехнического оборудования ТЭС, внедрение систем сервисного обслуживания, диагностирования и ремонта. IV международная научно-практическая конференция. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004.
С.270Е280.
29. Брезгин В.И. Информационная поддержка жизненного цикла турбин и турбинного оборудования как стратегия развития энергомашиностроения / В.И.Брезгин [и др.] // Совершенствование теплотехнического оборудования ТЭС, внедрение систем сервисного обслуживания, диагностирования и ремонта. IV международная научно-практическая конференция. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004. С.256Е269.
30. Брезгин В.И. Моделирование бизнес-процессов с AllFusion Process Modeler 4.1: учебное пособие / В.И.Брезгин. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2004. 129 с.
31. Брезгин В.И. Модель непрерывной информационной поддержки жизненного цикла паротурбинных установок тепловых электростанций / В.И. Брезгин [и др.] // Материалы 5-ой международной конференции CAD/CAM/PDM 2005. М.:Институт проблем управления РАН, 25-27 октября 2005. С. 52Е53.
32. Брезгин В.И. Эффективные технологии проектирования теплообменного оборудования и компоновки паротурбинных установок / Ю.М.Бродов, В.И.Брезгин, [и др.] // Энергомашиностроение (ЭМ-2006). Материалы международной научнотехнической конференции. Севастополь, 17-20 мая 2006 г. С.11Е12.
33. Брезгин В.И. Эффективные технологии проектирования маслоохладителей паротурбинных установок / В.И.Брезгин [и др.] // Материалы 6-ой международной конференции CAD/CAM/PDM 2006. М.:Институт проблем управления РАН.-2006.
С.126Е127.
34. Брезгин В.И. Разработка системы автоматизированного проектирования тепловых схем и компоновок турбоустановок производства ЗАО УТЗ / В.И.Брезгин [и др.] // Материалы 6-ой международной конференции CAD/CAM/PDM 2006. М.: Институт проблем управления РАН.-2006. С.128Е131.
35. Брезгин В.И. Проектирование деталей турбомашин в среде AutoCAD 2004:
учебно-практическое пособие / В.И. Брезгин. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. 208 с.
36. Брезгин В.И. Совершенствование методов проектирования и технологии производства турбин и турбинного оборудования / Ю.М.Бродов, В.И.Брезгин [и др.] // Материалы 7-ой международной конференции CAD/CAM/PDM 2007. М.:Институт проблем управления РАН. 2007, Стр. 112Е115.
37. Шибаев Т.Л. Внедрение системы автоматизированного проектирования - теория и практика / Т.Л.Шибаев, В.И.Брезгин [и др.] // Материалы 7-ой международной конференции CAD/CAM/PDM 2007. М.:Институт проблем управления РАН.
2007. Стр. 116Е120.
38. Моделирование в Pro|ENGINEER Wildfire 3.0: учебно-методическое пособие / В.И.Брезгин, К.Е.Мерзляков. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. 42 с.
39. Брезгин В.И. Совершенствование методов проектирования турбин и турбинного оборудования с использованием новых информационных технологий / В.И.Брезгин [и др.] // Совершенствование теплотехнического оборудования, реконструкция ТЭС, внедрение систем сервиса, диагностирования и ремонта. V международная научно-практическая конференция. 28 -30 марта 2007 г. Екатеринбург: УГТУУПИ, 2008. С. 272Е281.
40. Новиков М.В. Разработка поверхностных моделей турбинных лопаток для обработки на 5-координатном обрабатывающем центре / М.В.Новиков, В.И.Брезгин // Совершенствование теплотехнического оборудования, реконструкция ТЭС, внедрение систем сервиса, диагностирования и ремонта. V международная научнопрактическая конференция. 28 -30 марта 2007 г. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008. С.
282Е287.
41. Шибаев Т.Л. Внедрение САПР в отделе паровых турбинных и специальных теплоэнергетических установок СКБт ЗАО УТЗ / Т.Л.Шибаев, В.И.Брезгин [и др.] // Совершенствование теплотехнического оборудования, реконструкция ТЭС, внедрение систем сервиса, диагностирования и ремонта. V международная научнопрактическая конференция. 28 -30 марта 2007 г. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2008.
С.186Е194.
42. Брезгин В.И. Совершенствование расчетной подсистемы при проектировании маслоохладителей энергетических паровых турбин / В.И.Брезгин [и др.] // Материалы 8-ой международной конференции CAD/CAM/PDM 2008. М.:Институт проблем управления РАН. 2008. С.143Е147.
43. Шибаев Т.Л. Совершенствование методов проектирования компоновок паротурбинных установок / Т.Л.Шибаев, В.И.Брезгин [и др.] // Материалы 8-ой международной конференции CAD/CAM/PDM 2008. М.:Институт проблем управления РАН. 2008. С.137Е142.
44. Брезгин В.И. Разработка элементов интегрированной логистической поддержки турбин и турбинного оборудования электрических станций / В.И.Брезгин [и др.] // Материалы 9-ой международной конференции CAD/CAM/PDM 2009.
М.:Институт проблем управления РАН. 2009. С.137Е142.
45. Брезгин В.И. Интеграция данных о турбинах и турбинном оборудовании на этапах проектировании и эксплуатации / В.И.Брезгин [и др.] // Труды 10-ой международной конференции CAD/CAM/PDMЦ2010. Под ред. Е.И. Артамонова. М.: Институт проблем управления РАН. 2010. Стр.261...265.
46. Брезгин В.И. Проектирование деталей и сборок турбомашин в среде Pro|ENGINEER Wildfire 5.0: учебно-методическая разработка / В.И.Брезгин, А.В.Буланов. Екатеринбург, УрФУ. 2010. 207 с.
47. Брезгин В.И. Поддержка совместной разработки изделий в энергетическом машиностроении средствами Windchill ProductPoint: учебно-методическое пособие / В.И.Брезгин, УрФУ, 2011. 45 с.
IV. Авторские свидетельства и свидетельства о регистрации программ:
1. А.с. СССР № 1638542. Поперечная направляющая перегородка кожухотрубного теплообменника // В.К.Купцов, П.Н.Плотников, В.И.Брезгин. Опубл. Б.И. 1991. № 12.
2. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 20036122РФ. Эксплуатация (ПК Эксплуатация 3.0): программный комплекс / В.И. Брезгин, К.Э.Аронсон, И.Л. Кожевников, Т.В. Панова, Д.В. Брезгин (Россия).
№ 2003611745; заявл. 07.08.2003 // Официальный бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам Программы для ЭВМ. Базы данных. Топология интегральных микросхем. 2004. № 1(46). С.12.
3. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 20036122РФ. Контроль состояния оборудования электростанции (ПК КСО 2.х): программный комплекс / В.И. Брезгин, К.Э.Аронсон, Ю.М. Бродов, Т.В. Панова (Россия).
№ 2003611747; заявл. 07.08.2003 // Официальный бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам Программы для ЭВМ. Базы данных. Топология интегральных микросхем. 2004. № 1(46). С.13.
4. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 20036122РФ. Экологический контроль работы электростанции (ПК ЭКО 2.х): программный комплекс / В.И. Брезгин, К.Э.Аронсон, Т.В. Панова (Россия). № 2003611746; заявл.
07.08.2003 // Официальный бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам Программы для ЭВМ. Базы данных. Топология интегральных микросхем. 2004. № 1(46). С.12.
5. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 20036122РФ. Расчет технико-экономических показателей работы электростанции (ПК ТЭП 2.х): программный комплекс / В.И. Брезгин, К.Э.Аронсон, Ю.М. Бродов, Т.В. Панова, И.Л. Кожевников (Россия). № 2003611748; заявл. 07.08.2003 // Официальный бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам Программы для ЭВМ.
Базы данных. Топология интегральных микросхем. 2004. № 1(46). С.13.
6. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 20036123РФ. Расчет вибрационных характеристик трубок теплообменных аппаратов: программный комплекс / В.И.Брезгин, Ю.М.Бродов, М.А.Ниренштейн, В.К.Купцов, П.Н.Плотников (Россия). № 2003611847; заявл. 01.09.2003 // Официальный бюллетень Российского агентства по патентам и товарным знакам Программы для ЭВМ. Базы данных. Топология интегральных микросхем. 2004. № 1(46). С.29.
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям