Математическое моделирование физических процессов в испытательных комплексах электрических машин Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 629.488.27

РО!: 10.25206/1813-8225-2018-160-79-84

Д. и. попов

Омский государственный университет путей сообщения, г. Омск

математическое моделирование физических процессов в испытательных комплексах электрических машин

Статья посвящена изучению вопроса создания энергоэффективных испытательных комплексов, предназначенных для испытания асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока методом взаимной нагрузки. Для рассмотренных схем составлены математические модели, позволяющие исследовать статические и динамические режимы работы как в испытуемой и нагрузочной машинах, так и в элементах преобразователя частоты. Практическая ценность полученных математических моделей состоит в том, что они могут быть применены в процессе проектирования новых испытательных комплексов для определения необходимых параметров оборудования при известных параметрах испытуемых двигателей, а также для моделирования переходных процессов в электрических цепях схемы испытаний с целью виртуальной проверки возможных алгоритмов задания нагрузки испытуемому двигателю. Ключевые слова: испытательный комплекс, электрическая машина, нагрузочные испытания, математическая модель, частотный преобразователь.

В настоящее время как на государственном, так и на отраслевом уровне одним из основных приоритетов развития железнодорожных перевозок является развитие и обслуживание инфраструктуры и подвижного состава на основе внедрения, в том числе нового подвижного состава с асинхронными тяговыми двигателями, что зафиксировано в различных документах, определяющих стратегии развития [1—3]. Предполагается также внедрение инновационных систем диагностики и мониторинга, направленных на повышение производительности труда и снижение издержек.

Одним из основных факторов снижения издержек выступает энергосбережение, и, следовательно, актуальной задачей является разработка и внедрение инновационных энергоэффективных комплексов, предназначенных для проведения испытаний в процессе ремонта и сдачи в эксплуатацию тяговых двигателей подвижного состава.

Порядок технического обслуживания и ремонта тяговых двигателей, виды и объём работ при каждом виде технического обслуживания и ремонта, а также объём испытаний тяговых двигателей после их ремонта определяет руководящий документ [4]. В соответствии с данным руководством каждый выпускаемый из ремонта тяговый двигатель необходимо подвергнуть приёмосдаточным испытаниям в соответствии с требованиями ГОСТ 2582 [5], в котором приводятся программы испытаний для различных категорий испытаний, наиболее энергозатратным из которых является испытание на нагревание. Метод проведения данного типа испытаний для асинхронных двигателей описан в ГОСТ 7218 [6].

С целью экономии электрической энергии в процессе испытаний двигателей постоянного тока достаточно давно и широко используется метод

взаимной нагрузки, который пока не нашел широкого применения для испытания асинхронных двигателей. Однако для реализации данного энергоэффективного метода испытаний в настоящее время разработан ряд схем [7, 8], позволяющих создать комплекс для нагрузочных испытаний асинхронных двигателей. С целью экономии капитальных затрат на изготовление испытательных комплексов на предприятиях, осуществляющих ремонт двигателей обоих типов (постоянного тока и асинхронных), предложены совмещенные схемы взаимной нагрузки машин обоих типов, позволяющие уменьшить число дорогостоящих преобразователей, задействованных в схеме [9, 10].

Внедрение данных схем в производственный процесс требует изучения особенностей их работы и разработки методик определения параметров элементов схем при известных параметрах двигателей, проходящих ремонт на конкретном предприятии.

Для изучения разработанных схем составим математические модели происходящих в них физических процессов.

В работе [11] рассмотрена математическая модель физических процессов при взаимодействии двух асинхронных машин, одна из которых работает в режиме двигателя, а другая — в режиме генератора [7]. Однако данная модель не рассматривает процессы, происходящие в преобразователях частоты (ПЧ) и не позволяет рассчитать токи и мощности в электрических цепях ПЧ. Для формирования более полной математической модели введем обозначения в соответствии со схемой, приведенной на рис. 1.

Математическая модель напряжения, моделируемого преобразователем частоты, может быть записана в виде следующих выражений.

X рЛп(2п • 1 • t +п / 3 - 1пИ(300-) п / 3),

(1)

МО

ипшЖ1-41Ш((п1) -1),

если 0 < - - 1пИ(/ П) / / < 0,5 / 1 ; - ипшах(41п- - 41пИ(Ж)- 3),

если 0,5 / /Л < t - Int (Н- / ) < 1 / 4, (2)

ИзаМ =и4зша1Е(1П (Лп п Нз п -р МОеЖзшдсПт^^^п/З),

(3)

-Л-) =

1

--тс (-)рЛУП (-з а(-) - -((Ч)}

если эЛдп - -п(-)) з эЛдп -зс(-) - -п(f));

0, иначе;.

Аналогичным образом формируются напряжения по фазам «Ь» и «с».

В соответствии с введенными на рис. 1 обозначениями можнозаписать выражения для токов в транзистора« первого преобразователя частоты в виде следующей системы уравнений с логическими функциями:

Ва, если Ива > 0) - (¿11а > 0);

Рис. 1. Схема соединений испытательного комплекса с системой асинхронный двигатель — асинхронный генератор

Напряжение на выходе выпрямителя, входящего в состав силовой схемы ПЧ:

(5)

где ил тах — амплижудн ое значени е линейного напряжения на входе ПЧ; 0<е0-II — функ<ия, выделяющая цел^э часть чиела (1ЮСТ).

Пилообразное неаражение, формируемое в системе управления ПЧ:

где ип — амчлптудное значени- -и^об^зного на-пряжен-я; е) — ччстота пилп(бранного назряже-ия.

Задающее напряженин е сис/еме управления, определяющее често^ и дейст-^нщее ^ь^^чение переменн-го напряжени4 сформиров-нного на вы-ходп 2ПЧ по ге+эеа«) физау:

0, иначе;

г11ь , если(а1lь > 0) - (''11ь > 0);

0, иначе;

¿11с, если(а11c > 0) - (¿11с > 0); 0, иначе;

¿11а , если (-11а < 0) - (¿11а < 0); 0, иначе;

¿11Ь , ^м-1!; < 0) - (¿1lЬ < 0); 0, иначе;

¿11с, если(а11c < 0) - (¿11с < 0); 0, иначе.

Для токов в вентилях справедлива следующая система:

¿\а , если(и1!а > 0) П (¿11а < 0);

0, иначе;

¿11Ь , если(и11Ь > 0) п (¿11Ь < 0); 0, иначе;

¿11с, если(е11с > 0) п (¿11с < 0); 0 , иначе;

¿1а, еслиКа < 0) п (¿1,а > 0); 0 , иначе;

¿11Ь , если(е11Ь < 0) п (¿11Ь > 0); 0 , иначе;

¿11с, если(е11с < 0) п (¿11с > 0); 0, иначе.

¿1т/п,1 —

¿1т/п';

¿1иг>Р,

(6)

Тогда ток в звене постоянного тока первого ПЧ:

¿1 = ¿1т + ¿1ЛТП + зпт УТ1 УТ2

+ ¿С утз ¿1 у£1 + ¿1УВ2 + ¿1УВ3Ш

(7)

где и тах — «шлии-удн-е зн—рни- :з^1д1аю]дего -а-пртженчя;/ — то^сиотеч задающего напряжения.

На е чяже ние, фчимоpyeмoo т >ыхо де ПЧ по фазе «аи:

2 ^тп (-)рЛУП кай--,--

если тЛ^дщ 1uз;;(у ^Un(()) = :::

:.: =е 81дп (-ас-) - -с0)) З тЛдп (азa(-) - -п(-))

Выражения (5) — (7) могут быть рассчитаны при заданных напряжениях на выходах ПЧ в программе Ма№еай, которая позволяет формализовать данные выражения в виде мато матическио функций от времени и по строит ь то графики.

Токи о т°анзисторах, вентилях т в зтоне посто-яшюго т ока второго преобразователя частоты определяются аналогично оыражениям (5) —(7) путем замены номеров токов и напряжений с «¿1» и «и1» на «¿2» и «и2» соответстгенно.

Сумморный ток, протекающий по звеньям постоянного то ка (1м. рис. 1):

(4)

¿1 = ¿1 , + ¿1 ,.

зпт зпт1 зпт2

(8)

Обозначим суммарную емкость конденсаторов:

(9)

с = с + С2.

-тс-) = Члшдс Х

Напряжения на конденсаторах опр еделяются в зависимости от нааравнжния и величины тока И и скозости изменения равности напряже-

зпт ^ ^ ^

низ на канденсаторах дс и ыыхяде аыпрямителд

и я с.,

> 0;

J 7 (Р

я-^г едетт 1ЗПо п 0.

(10)

К я С

н

(И

i е I + I .

вы п з по к

едет ^Копо!) я ьщп(г23по);

|71зпо 72апо

+ тЯп('1зпо. 72опо) I ^Кп(г']зпо).

Схеми соединений испытательного комплекса с системой асинир онный двигатель — асинхронный геннратоа [8] имеет вия, приведенный на рис. 2.

Нн приведенноС -хемо механически соединены валы асинхрннното двигателя и нагрузочной машины постияндего топв с нeзавиьимым возбуждением.

М атематическая мидель генератора постоянного тока с назависимым возбужденном можео Оыиь запинана в аиди сле.пующе¡о системы из двуб лфьвне-ний:

Суммартый ток, протекающий по цепи обоих конденсатн]ов:

(11)

И1„

1

(

ИР 0К„ Ие _ 1

иь я ]/„),

• н н

С.„„ и 1„ Ж„ и Юф —

л„

л

вы— а а

(

.нан

¡аф ^--М]

(14)

Суммарнзш ток, протеяающ+й пет выпрвмителям:

(12)

Ток, протекающий по общей шине носооянного ток а:

(13)

одет ьЩп(газпо) * ь1Ип(г2опоЛ

Таким о бразом, полнля математическая мо-де;з, розвокяющая определить токи и напряжения во всех эламентах схемы оспытательного комплекса з сиятемой асинхронный двигатель — асинхрон-ныи гене рото р, с а т тоит из сист е мы уравнений, приведенной в [11] с учетом выражений, описывающих напряжения, сформированные преобразователем частоты (1) —(4), дополненной уравнениями (5) — (13).

гдз 1а — ток ясопя; (а — -гловая скорость вращения роаора; 0ка, т,0а — суммарные индуктивность и со-проаевление цепн ткоря нагрузочного генератора;

— опо мемт инерции багрузочного генератора; ин — номинальное напряжение нагрузочного ге-неокторо; лн — номинальная угловая скорость вращения ротора нагрузочного генератора; Мн — номинальный момент нагрузочного генератора; 1а н — номинальный ток якоря нагрузочного генератора; Ф* — отношение значения основного магнитного потока нагрузочного генератора к номинальному значению потока; М — внешний вращающий момент (при отрицательном значении становится моментом сопротивления вращению).

Для учета насыщения магнитопровода в системе уравнений (14) величина Ф* может быть задана в виде зависимости Ф* = Щ*) от тока возбуждения, выраженного в долях от его номинального значения.

Дополнив математическую модель асинхронного двигателя, приведенную в [12], системой (14) и задавшись зависимостью Ф* = f(I*), получим следующую математическую модель для механически связанной системы асинхронный двигатель — генератор постоянного тока:

1

^ТТ = 7^ "1'« - «^ 1' + ¿1 «112 + ЕшЬ 1' ^ » -)+14 -« 12с))

М Ь1, с1 _ чЗ

^ = -Ц- "11Ь - г11Ь^1, + ¿1,\«ТаЯ 1' + (Ь 1, 2(г1, с - i 1, .) + Ь У« 4 - «12.)) <н Ь1. с1 _ л/3 .

,1'2сК1'2 + (Ьу«11. - «111) + ЬЦ«^« - ,1'2Ь))

^ = —^ ¿1, К. - «11 «^11 ) + \«1'2«Я1'2 + (Ь 11 2(/1и - «11 с) + Ь 12(«1'ь - «1'с)) м Ь12 с1 _ л/3

^ = к1М1Ь - «11 ьД) + \i12bR12 + Р|(Ь 11 2( «11с - «11.) + Ь12(«12с - «12.)) м Ь12 с1 _ л/3 _

^ = ^ к15("1 с - «11 СЕ 11 ) + «12СШ2 + (Ь 11 2(«1. - «11Ь) + Ь 12(«12. - «12ь)) МТ = (/ Ь+21)Я [«11°(«12' - «12с) + «1"(«12с - «12«) + «11с («12« - «12ь)]+...

+J)[« I,

. + к фМ - м.

м„.

(J™ + J)

sign(ю);

^ = (-" - I,Ш

М 1Ь, « « <о„„

ф* = / (/;)

(15)

и

7 о—о 7 опо

в

1

и\с - «1,сК1, + к1

М Ь\с!

нагрузочного генератора; Jгпт — момент инерции нагрузочного генератора; I* = 1в/1вн — отношение тока возбуждения к его номинальному значению (исходя из достаточно большой индуктивности обмотки возбуждения принято постоянным).

Изменяя в математической модели значение тока возбуждения I*, получим режим нагрузки испытуемого асинхронного двигателя с различной механической мощностью на выходе.

Токи в транзисторах, вентилях и в звене постоянного тока первого преобразователя частоты могут быть найдены исходя из выражений (5) — (7).

Токи в цепях схемы:

i = I - I;

шпш а в

i = i1 - i .

зпш зпш шпш

(16) (17)

(18)

Рис. 2. Фрагмент испытательного комплекса с системой асинхронный двигатель — генератор постоянного тока

Напряжение на конденсаторе и токи, протекающие по конденсатору и выпрямителю, могут быть определены по выражениям (10) — (12).

Совокупность выражений (1) —(7), (10) —(12), (15) —(17) является математической моделью испытательного комплекса с системой асинхронный двигатель — генератор постоянного тока, изображенного на рис. 2.

При со ставлении математической модели испытательного комплекса с системой двигатель посто-янного тока — генер атор постоянного тока необходимо учесть то, сто питание обмоток испытуемой и нагрузочной машиты оссществляется от выпря-мителя, на вход которого подается напряжение от преобразователя частото1 в соосветствии с выражо-ниями (1) — (4).

При отом задающие сигналы, формируемые в соответствим с вьфажением (3) посвоояюь регулировать частоту и амплитуду первой гармоники напряжения, фоо мируемого на выходе ПЧ, которое подается на вхсд т]эехфсзногх выпрямителей [9, 10].

Как известно, при соединении диодов по схеме Ларионова из дисдсв катодной пруппы в любой мо-мент времени будет открыт тот, на аноде которого оказался наиболее оысоеий положителоный потенциал. Из диодов анодной группы в любой момент времени будет открыт тот, на катоде которого оказался наибольший по модулю отрицательный потеч-циал.

Исходя из вышесказанного для выпрямителей, подключенных к силовым цепям МПТ, можно записать следующие выражения для определения их выходных напряжений:

тЦ() = max (тТа((),т]]Ь((),тТт(()) -

о min (т]]а ((), т]]с ((), т]]с (()) и-вИ = max (т-]а((),и-]с((),и-]С(())-

- min И-]а((),т-]с((),т-]с(()).

Рис. 3. Форма напряжений на выходе выпрямителей: а — при U = 0,9U ; б — U = 0,5U

г з max п max з max п max

Рис. 4. Фрагмент испытательного комплекса принезависимом возбуждении испытуемой и нагрузочной машин постоянного тока

При испытании ДПТ при независимом возбуждении [9] электрические цепи обмоток испытуемой и нагрузочной машины имеют схему, представленную на рис. 4. Для данной схемы можно составить следующую систему уравнений:

Пример расчетных импульсов напряжения, полученных по выражению (14), при различных соотношениях U / U приведен на рис. 3.

з max п max ± n ^

Проведенный анализ результатов расчета показывает, что частота импульсов напряжения на выходе выпрямителя приближенно соответствует удвоенной частоте пилообразного напряжения в системе управления ПЧ, а среднее значение выпрямленного напряжения является функцией отношения U / U .

dl

a1 _ 1

dt SLai

ф; _ f(C);

Г - ц1в

1 d1 - _ _

- ul, + lal^Ral +»Ф;-usL-

dra

dt (Ji + J 2)

dla2 1

dt SLa2

Ф2 _ f(i,2);

r - u2, 1 —

U„

где ынгаш — номинальная угловая частота вращения

а

б

ю

RB1I в н1

н1 н2

I

I

a н1

a н2

- U2, - ^2^2 + 2

Rb2 в н2

82

где I , I, I*, 1в2* — токи якоря и относительные токи возбуждения испытуемой и нагрузочной машины; М ,, М „, и ,, и „, I ,, I „, I ,, I „ — номи-

н1 н2 н1 н2 а н1 а н2 в н1 в н2

альные моменты, напряжения, токи якоря и возбуждения испытуемой и нагрузочной машины; ЕХа1, Е!а2, Ей, £йа2, — суммарные индуктивности

и сопротивления цепей якоря и возбуждения; /1, Ш — моменты инерции испытуемой и нагрузочной маши ны; ю ,, ю „ — номинальная угловая

н.мпт1 н.мпт2

частота врмщения испытуемой и нагрузочной машины; Ф1* = Щв1*), Ф2* = Щ^) — аппроксимации кривых намагничивания испытуемой и нагрузочной машины.

При испытаниа ДПТ при последовательном возбуждении [10] электрические цепи обмоток испы-туемоо и насрузочнай машу^^ ичеют схему, пред-ст авлен ную на ри с. 5.

Система уравнений, описывающая работу данной схемы по сравнению с (19), будет изменена в части определения тока возбуждения обеих машин и примет следующий вид:

dt SL„.

U„.

1

dra _

d = J + j2 )

dI„, 1

- M„„msign M

U

- u2 - I ,ER , + иФ, -

7/ лг в q2 Q2 2

dt SL„, ю„

I

(20)

Токи, потребляемые выпрямителями в схемах на рис. 4 и 5, будут равны токам звеньев постоянного тока соответствующих преобразователей частоты. В целом математические модели для данных схем можно ограничить выражениями, определяющими напряжения на выходе ПЧ и выпрямителей (1) —(3), (14), и системами (19) и (20) при независимом и последовательном возбуждении соответственно.

Полученные математические модели позволяют изучать физические процессы в рассмотренных схемах испытаний двигателей в динамических и статических режимах работы [7—10].

Практическая ценность полученных математических моделей состоит в том, что они могут быть применены в процессе проектирования новых испытательных комплексов для определения необходимых параметров оборудования при известных параметрах испытуемых двигателей, а также для моделирования переходных процессов в электрических цепях схемы испытаний с целью виртуальной проверки возможных алгоритмов задания нагрузки испытуемому двигателю.

Библиографический список

1. Стратегия развития железнодорожного транспорта Российской Федерации до 2030 года: утв. распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 июня 2008 г., № 877-р. 110 c. URL: http://www.rzd-expo.ru/innovation/ regulatory_documents/01Rasporyazhenie877-r.pdf (дата обращения: 08.05.2018).

Рис. 5. Фрагмент испытательного комплекса при последовательном возбуждении испытуемой и нагрузочной машин постоянного тока

2. Стратегия развития транспортного машиностроения Российской Федерации до 2030 года: утв. распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 августа 2017 г., № 1756-р. 68 с. URL: https://government.consultant.ru/ documents/3719785 (дата обращения: 08.05.2018).

3. Стратегия научно-технического развития холдинга «Российские железные дороги» на период до 2020 года и на перспективу до 2025 года («Белая книга»): одобрена науч.-техн. советом ОАО «РЖД», протокол № 31 от 08.10.2015 г. 69. с. URL: http://www.rzd-expo.ru/innovation/sait_WB.pdf (дата обращения: 08.05.2018).

4. О введении в действие руководства по техническому обслуживанию и текущему ремонту тяговых электродвигателей локомотивов: распоряжение ОАО «РЖД» от 02.11.2009, № 2229р. Доступ из справ.-правовой системы «Консультант Плюс».

5. ГОСТ 2582-2013. Машины электрические вращающиеся тяговые. Общие технические условия. Введ. 2015 — 01—01. М.: Стандартинформ, 2014. 56 с.

6. ГОСТ 7218-87 Машины электрические вращающиеся. Двигатели асинхронные. Методы испытаний. Введ. 1988 — 01 — 01. М.: Изд-во стандартов, 2003. 42 с.

7. Пат. 140678 Российская Федерация, МПК G 01 R 31/34. Схема испытаний асинхронных двигателей методом их взаимной нагрузки / Попов Д. И., Авилов В. Д., Литвинов А. В. № 2013147519/28; заявл. 24.10.13; опубл. 20.05.14. Бюл. № 14.

8. Пат. 178716 Российская Федерация, МПК G 01 R 31/00. Стенд для испытания асинхронных двигателей методом взаимной нагрузки / Харламов В. В., Попов Д. И. № 2017143232; заявл. 11.12.2017; опубл. 17.04.2018. Бюл. № 11.

9. Пат. 168633 Российская Федерация, МПК G 01 R 31/34, G 01 М 15/00. Стенд для испытания асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока с последовательным возбуждением / Харламов В. В., Попов Д. И., Литвинов А. В., Данков-цев В. Т., Лузин В. М., Молчанов В. В. № 2016139746; заявл. 10.10.2016; опубл. 13.02.2017. Бюл. № 5.

10. Пат. 178539 Российская Федерация, МПК G 01 R 31/34. Стенд для испытания асинхронных машин и машин постоянного тока с параллельным (независимым) возбуждением / Харламов В. В., Попов Д. И. № 2017143233; заявл. 11.12.2017; опубл. 06.04.2018. Бюл. № 10.

11. Харламов В. В., Попов Д. И., Литвинов А. В. Универсальный энергоэффективный стенд для нагрузочных испытаний тяговых асинхронных двигателей и двигателей постоянного тока // Известия Транссиба. 2016. № 3 (27). С. 58 — 66.

12. Харламов В. В., Попов Д. И., Литвинов А. В. Совершенствование технологии испытаний асинхронных тяговых двигателей локомотивов: моногр. Омск, 2016. 160 с.

ПОПОВ Денис Игоревич, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры «Электрические машины и общая электротехника». БРТЫ-код: 8506-9250

- ul, + IaiSRai +юФ1

га

Ф* = f

В Hl

I

I

а н1

а h2

Ф 2 = f

I

в h2

ЛиШогГО (РИНЦ): 657177

Адрес для переписки: [email protected]

шин // Омский научный вестник. 2018. № 4 (160). С. 79 — 84. БО!: 10.25206/1813-8225-2018-160-79-84.

Для цитирования

Попов Д. И. Математическое моделирование физических Статья поступила в редакцию 18.05.2018 г. процессов в испытательных комплексах электрических ма- © Д. И. П°п°в

УДК 662.925.6

DOI: 10.25206/1813-8225-2018-160-84-87

Е. м. резанов

Омский государственный университет путей сообщения, г. Омск

повышение технико-экономической эффективности работы термомаслогрейных котельных агрегатов

рассмотрены преимущества тепловой работы термомаслогрейных котлов. предложен алгоритм определения оптимальной температуры подогрева воздуха, необходимого для горения топлива в котлоагрегатах нефтехимического производства, исходя из минимума суммарных дисконтированных затрат на рекуперативное устройство и сжигаемое топливо.

Обоснована целесообразность использования разработанного алгоритма, что позволяет снизить расход топлива, повысить коэффициент полезного действия термомаслогрейного котельного агрегата.

ключевые слова: эффективность, затраты, воздух, теплопередача, топливо, котельный агрегат, температура.

Наиболее актуальным направлением сегодня в нефтехимической промышленности является сбережение топливно-энергетических ресурсов. Создание современных котельных агрегатов, которые соответствуют технико-экономическим и экологическим показателям, является главным техническим направлением отрасли.

Одним из решений, которое соответствует безопасности, и эффективности нефтехимического производства стало инновационное направление в России по проектированию и исследованию кот-лоагрегата с использованием в качестве теплоносителя диатермического масла. Сегодня тер-момаслогрейные котельные агрегаты считаются инновационным вариантом получения тепловой энергии в сфере производства нефтехимии и добычи нефти. Уникальность данного оборудования заключается в том, что можно получить высокие температуры теплоносителя (диатермического масла до + 350 °С) при относительно низких показателях давления 2 — 5 бар. Именно данный критерий способствует снижению стоимости рассматриваемого оборудования и повышению уровня безопасности его работы [1].

В исследуемых установках с использованием высокотемпературного теплоносителя имеется ряд преимуществ [2, 3]: возможность получения высоких температур при низких давлениях; отсутствует водоподготовка, так как не используется вода; теплоноситель не замерзает; эксплуатация котельного

агрегата осуществляется автоматически; исключена коррозия и эрозия металлов. Но, как и в обычных котельных установках, греющей средой является тепловая энергия сжигающего топлива.

Эффективность сжигания топлива в высокотемпературных теплотехнологических агрегатах повышается при сочетании полного его сгорания при минимальном избытке воздуха с возможно более полной утилизацией тепловой энергии уходящих газов. Использование физической теплоты отходящих газов для подогрева воздуха является основным мероприятием повышения коэффициента полезного действия, снижения расхода сжигаемого топлива и улучшения экологических показателей [4 — 6]. Но при этом увеличивается поверхность нагрева рекуперативного устройства (рис. 1). Это приводит к дополнительным затратам на утилизирующий тепловую энергию аппарат. Поэтому необходимо определять оптимальную температуру подогрева воздуха, идущего для горения сжигаемого топлива в топке котла.

Для решения задачи определения оптимальной температуры подогрева воздуха, необходимого для горения сжигаемого топлива в термомаслогрейных котельных агрегатах, мною был разработан алгоритм утилизации тепловой энергии уходящих газов.

Алгоритм разработан на основании нормативного метода теплового расчета котлов, современного решения уравнений теплообмена и баланса теплоты, экономических показателей [7—11]: