CC BY
14
УДК 669.71:502.3 Сысоев Иван Алексеевич,
к. т. н., зам. начальника управления научной деятельности, Иркутский национальный исследовательский технический университет, тел. 89025118587, e-mail: Iwansys@mail.ru
Николаев Виктор Николаевич, аспирант ФТИ, Иркутский национальный исследовательский технический университет,
тел. 89246037884, e-mail: selengovchanin@mail.ru
МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ДВУХКОНТУРНОЙ СИСТЕМЫ ГАЗООТВОДА
I. A. Sysoev, V. N. Nikolaev
MODELING AND PERFORMANCE EVALUATION OF DOUBLE-CIRCUIT SYSTEM
OF THE GAS
Аннотация. В статье представлены результаты внедрения технических решений, обеспечивающих: равномерность объемов газоотсоса от электролизеров; 100 % дожиг в горелках СО, бенз(а)пирена и других ПАУ; сокращение на 25-30 % материалоемкости газоходной сети; более чем 2-кратное сокращение нагрузки на ГОУ; возможность использования освободившихся мощностей ГОУ на организацию вторичного газоотсоса от электролизера. Определена возможность снижения капитальных вложений и эксплуатационных затрат системы «сухой» газоочистки при использовании системы двухконтурного газоотсоса при достижении: минимального объема газоотсоса в стационарном режиме с высокой эффективностью улавливания; повышенного объема газоотсоса в период основных технологических операций для минимального снижения эффективности улавливания. Отмечен положительный эколого-экономический эффект использования двухконтурного газоотсоса: сокращение выбросов вредных веществ и возврат в процесс электролиза ценных фтористых соединений.
Ключевые слова: моделирование, система газоотвода, электролизер, двухконтурная система газоотвода, алюминиевая промышленно сть.
Abstract. The article presents the results of the implementation of technical solutions that provide: uniformity of volumes of gas suction from the electrolytic cells; CO, benzopyrene and other PAHs 100% afterburning; flue network material intensity 25-30 % reduction; more than 2-fold SEI capacities for secondary cell gas flow. We determine the possibility of capital investmensts and operating costs for the "dry" degassing system using two-circuit cell gas flow with the minimum gas flow volume at steady state with high collection efficiency and with advanced gas flow volume during main technological operations for minimal collection efficiency reduction. The positive ecological and economic effect of using two-cirquit cell gas flow are emission reducing and fluorides return to electrolysis process.
Keywords: modeling, gas extraction system, cell, dual gas extraction system, aluminum industry.
Введение одновременно находится в режиме технологиче-
Мировая промышленность в последние годы ских операций не более 2-3 % от общего количе-ориентирована на использование для производства ства электролизеров в серии).
алюминия электролизеров большой единичной мощности с обожженными анодами и «сухой» газоочистки как наиболее экономичных и эффективных в отношении экологии.
В связи с перспективой ввода новых мощностей по производству алюминия на основе электролизера ОА-300М1 (разработка ОАО «Сиб-ВАМИ») были проведены экологические исследования в области систем газоотведения и газоочистки опытного участка «Электролиз 300» на «УАЗ-СУАЛ».
Для улавливания вредностей от мощных электролизеров с силой тока 300 кА и более необходимо строительство капиталоемких газоочистных сооружений, обеспечивающих высокую степень очистки от основных загрязнений. Одним из путей снижения емкостей газоочистных сооружений является использование двухконтурной системы газоотсоса, которая обеспечивает минимальный объем газоотведения при стационарном режиме работы электролизера и максимальный объем газоотведения в период основных технологических операций (в промышленных условиях
Газоходные тракты, эксплуатируемые в корпусах электролиза, представляют собой сильно-разветвленные сети с большим количеством тройников, диффузоров и поворотов, создающих аэродинамическое сопротивление, на преодоление которого затрачивается значительная часть мощности, развиваемой дымососами. В масштабе бригады сопротивление превышает 500 Па, в масштабе корпуса электролиза - более 2 000 Па, на его преодоление затрачивается более 30 % мощности, развиваемой дымососом. Высокое сопротивление сети вызвано:
- неравномерностью (от 45° до 90°) углов ввода спусков от горелок в подкорпусной газоход;
- зонами внезапного расширения потока -ввод спусков от «тупиковых горелок» бригад в подкорпусной газоход диаметром в 1,4-1,7 раз большим, чем диаметра спуска;
- несанкционированными подсосами атмосферного воздуха по длине газоходного тракта;
- некорректной установкой диффузоров. Как правило, диффузоры установлены в точке, не совпадающей с узлом слияния потоков;
Информатика, вычислительная техника и управление
ш
- неизокинетичность (неравномерность скорости) потока вследствие некорректного подбора диаметров газоходов.
В настоящей работе представлены результаты расчетов сетей, в которые включены следующие технические решения:
- с равномерными углами ввода спусков в подкорпусной газоход;
- без пылеосадительных камер горелок;
- с исключением несанкционированных подсосов атмосферного воздуха;
- сети, включающей в себя все вышеперечисленные технические решения;
- с регулирующими устройствами, обеспечивающими равномерность объемов газоотсоса от горелок бригады;
- «скоростной» газоходной сети, исключающей осаждение пылевых частиц из газового потока.
Расчеты выполнены на примере одной из бригад корпуса электролиза. За основу принята существующая газоходная сеть, с параметрами работы которой проведено сравнение результатов расчета.
Построение сетевой модели газоходной
сети
Для расчета газоходной сети использован Программный комплекс Он позволяет про-
изводить многовариантные расчеты и анализ систем с учетом неизотермичности, тепломассобме-на с окружающей средой и химического реагирования.
Расчеты газоходных сетей
Основным условием обеспечения равномерности объемов газоотсоса от электролизеров является равенство разрежений в горелках (поузловая увязка давлений) [1].
В существующей газоходной сети разница разрежений достигает более чем 4-кратного значения - от 22,4 Па до 93,5 Па; разница объемов газоотсоса более чем 2-кратная - от 129 нм3/ч до 264 нм3/ч. Температуры в горелках находятся в обратно пропорциональной зависимости от разрежения вследствие их охлаждения избыточно подсасываемым воздухом. Суммарный объем атмосферного воздуха, подсасываемого в горелки бригады, более 7600 нм3/ч, что в два раза превышает оптимальное значение а = 1,4-2,0 [2]. Полнота дожига бенз(а)пирена и других ПАУ обеспечивается лишь в 7,5 % горелок (в трех из сорока), в которых температура горения превышает 1100 °С
[3].
Ввод спусков в подкорпусной газоход под углом 30 ° (минимизация аэродинамического сопротивления [4; 5]) сокращает разницу разреже-
ний до 2,7-кратного значения, преимущественно за счет его увеличения на 10-20 Па в горелках, наиболее удаленных от поперечного подкорпусно-го газохода. Суммарный объем атмосферного воздуха, подсасываемого в горелки, увеличивается примерно на 10 % и составляет около 8400 нм3/ч, что является следствием сокращения аэродинамического сопротивления сети на 15-20 %. Температуры в горелках падают на 50-200 °С и не превышают 958 °С, что обеспечивает эффективность дожига бенз(а)пирена и других ПАУ на 60-80 %, СО - 65-70 %.
Исключение из системы пылеосадительных камер дает следующие результаты. Сопротивление сети сокращается на 20-25 %; суммарный объем атмосферного воздуха, подсасываемого в горелки, превышает 8 500 нм3/ч (увеличение на 11 %). Разница разрежений превышает 5 - кратное значение - от 23,8 Па до 128 Па, за счет его значительного, на 25-30 Па, роста в горелках, наименее удаленных от дымососа. Разрежение в горелках, наиболее удаленных от дымососа, увеличивается незначительно - от 1,5 до 10,0 Па. Температуры в горелках находятся в пределах 550-1130 оС. Полнота дожига бенз(а)пирена и других ПАУ (температура выше 1 100 оС) обеспечивается в 5 % горелок. Стоит отметить, что с введением в эксплуатацию «сухих» ГОУ необходимость эксплуатации пыле-осадительных камер отпадает, т. к. практически вся пыль, улавливаемая рукавными фильтрами, возвращается в электролиз с фторированным глиноземом. Эксплуатируемые пылеосадительные камеры нуждаются в периодическом обслуживании - чистке и ремонте, что сопровождается увеличением операционных затрат. При этом каждая камера создает аэродинамическое сопротивление 20 Па при средней эффективности улавливания пыли 10 %.
Ликвидация несанкционированных подсосов по длине газоходного тракта дает следующие результаты. Общий объем воздуха, подсасываемого в горелки, превышает 9200 нм3/ч (в сравнении с существующей сетью увеличение на 20 %). Разность разрежений сокращается до 2,5-кратного значения - в наиболее удаленных от поперечного подкорпусного газохода горелках оно увеличивается в 1,5 раза, в наименее удаленных - в 1,21,3 раз. Температура в горелках от 583 °С до 877 °С, что обеспечивает дожиг СО на 60-85 %; бенз(а)пирена и ПАУ - на 45-70 %.
Одновременное внедрение всех технических решений, рассмотренных в настоящей главе, сокращает разницу разрежений в горелках до 2,1-кратного значения - от минимального 65,8 Па до максимального 146 Па. Общий объем атмосферно-
ИРКУТСКИМ государственный университет путей сообщения
0,2010 - 0,0631 + 6,9971
X100% = 98,1% .
Из полученных данных вытекает, что КПД укрытия 98 % достигается при удельном газоотсосе 9045 м3/час от одного электролизера.
В режиме реальной замены анодов при по-
го воздуха, подсасываемого в горелки, превышает 11000 нм3/ч, что на 50 % выше, чем в существующей сети. Температуры в горелках 517-722 °С, что обеспечивает дожиг СО на 50-75 %, бенз(а)пирена и ПАУ 40-60 %.
Вследствие того, что рассмотренные технические решения не обеспечивают равномерности объемов газоотсоса и полноты дожига горючих компонентов, а напротив, создают дополнительные проблемы вследствие увеличения выноса в газоходный тракт пыли и смолистых веществ, оседающих в газоходах, ни одно из них не может быть рекомендовано к внедрению.
На опытном участке «Электролиз 300» проведено моделирование системы двухконтурного газоотсоса и исследования при двух режимах газоотсоса: минимального - при стационарном режиме и максимального - при замене анодов. Полученные результаты предполагаются для дальнейшего использования при проектировании систем газоудаления и газоочистки.
Проведены исследования для выявления минимального объема газоотсоса, обеспечивающего КПД укрытия на уровне 98 %. Результаты исследований аэродинамических параметров пы-легазовоздушных потоков и концентраций фтористого водорода в аэрационном фонаре, приточной вентиляции и в системе газоочистки приведены в табл. 1.
С учетом фоновых загрязнений КПД укрытия составило:
КПД = (1 -- 0,2010 - 0,0631
вышенном объеме газоотсоса были проведены инструментальные исследования параметров и состава пылегазовоздушных потоков для определения КПД укрытия (моделирование интенсифицированного режима газоудаления при работе двух-контурной системы газоотсоса).
Результаты исследований аэродинамических параметров пылегазовоздушных потоков и концентраций фтористого водорода в аэрационном фонаре, приточной вентиляции и системе газоочистки при повышенном объеме газоотсоса и смене анодов в разных торцах электролизера приведены в табл. 2 и 3.
С учетом фоновых загрязнений КПД укрытия составило:
КПД =11 -
0,0271 - 0,0085
х 100% = 87,7%
0,0271 - 0,0085 + 0,132442, С учетом фоновых загрязнений КПД укрытия составило:
00888-°,°287 'х100% = 93,80% .
КПД = 1 -
0,0888 - 0,0287 + 0,9167
По литературным данным и имеющимся методикам КПД укрытия электролизера ОА в период замены анодов и стандартном газоотсосе не превышает 70 %.
При моделировании системы двухконтурно-го газоотсоса получены следующие результаты: определен минимальный объем газоотсоса при стационарном режиме, составляющий 9045 м3/час от одного электролизера, который обеспечивает КПД укрытия электролизера на уровне 98 %. При замене анодов в режиме максимального газоотсоса от электролизера на уровне 20000 м3/час КПД укрытия в среднем достигнуто на уровне 90,75 %, что является весьма высоким показателем. Следовательно, повышенный режим газоудаления поз-
Т а б л и ц а 1
Результаты исследований в аэрационном фонаре, приточной вентиляции и в системе газоочистки
Точка замеров Объем газа при рабочих условиях, м3/час Объем газа при нормальных условиях, м3/час Средняя концентрация HF, мг/нм3 Содержание ОТ, кг/час Сумма
Фонарные выбросы
Юг 171666,0 160012,9 0,635 0,101608 0,2010
Север 188496,0 175946,0 0,565 0,099409
Приточная вентиляция
Юг 126904,3 124161,2 0,21 0,026073 0,0631
Север 242902,8 238877,8 0,155 0,037026
Поступление на газоочистку
54671,6 38768,75 180,4833 6,9971
Примечание: точка «юг» соответствует расположению отводящего газохода. Точка «север» - противоположный торец электролизера.
Т а б л и ц а 2
Результаты исследований в аэрационном фонаре, приточной вентиляции и системе газоочистки _при замене анодов в торце рядом с отверстием для выливки металла (ноябрь 2013)_
Точка замеров Объем газа при рабочих условиях, м3/час Объем газа при нормальных условиях, м3/час Средняя концентрация HF, мг/нм3 Содержание ОТ, кг/час Сумма
Фонарные выбросы условно в пересчете на 1 электролизер
Юг 26647,5 25221,41 0,21 0,005296 0,0271
Север 43197,0 40805,72 0,535 0,021831
Приточная вентиляция условно в пересчете на 1 электролизер
Юг 34149,6 33946,33 0,135 0,004583 0,0085
Север 25275,6 25087,79 0,16 0,004014
Поступление на газоочистку по замеру
20660,51 15956,83 8,3 0,132442
Т а б л и ц а 3
Результаты исследований в аэрационном фонаре, приточной вентиляции и системе газоочистки _при замене анодов в торце рядом с газоотводящим патрубком (апрель 2014)_
Точка замеров Объем газа при рабочих условиях, м3/час Объем газа при нормальных условиях, м3/час Средняя концентрация HF, мг/нм3 Содержание ОТ, кг/час Сумма
Фонарные выбросы условно в пе ресчете на 1 электролизер
Юг 53407 49693 0,92 0,0457 0,0888
Север 54599 50671 0,85 0,0431
Приточная вентиляция условно в пересчете на 1 электролизер
Юг 48066 44724 0,325 0,01454 0,0287
Север 49139 45604 0,31 0,01414
Поступление на газоочистку по замеру
19700 14643 62,6 0,9167
воляет увеличить эффективность укрытия электролизера при замене анодов по сравнению с обычным режимом работы систем газоудаления, а значит, повысить общий КПД укрытия всех электролизеров, снизить суммарный выброс вредных веществ в атмосферу.
Выравнивание объемов газоотсоса от горелок
Техническим решением, обеспечивающим равномерность объемов газоотсоса от электролизеров бригады, может стать применение регулирующих устройств - шиберов или поворотных заслонок, аналогичных применяемым на газоходах Хакасского алюминиевого завода. Применение диафрагм с постоянным аэродинамическим сопротивлением нежелательно вследствие подверженности их зарастанию отложениями и неудобства в обслуживании. Расчетная модель предполагает, что газоходная сеть включает в себя все технические решения, рассмотренные выше.
Применение регулирующих устройств сокращает разность разрежений в горелках до 1012 %, что соответствует рекомендациям по «узловой» увязке разрежений (давлений) в газоходных
сетях аспирационных систем [1]. Общий объем атмосферного воздуха, подсасываемого в горелки, 9300 нм3/ч, что на 25 % выше, чем в существующей сети. Температура в горелках 660-700 °С, эффективность дожига бенз(а)пирена и ПАУ 5060 %, СО 60-75 %, что недостаточно для достижения норм выбросов, установленных для российских алюминиевых заводов [6-9]. При этом скорость транспортировки газов 10-12 м/с, что недостаточно для полного увлечения частиц газовым потоком, т. е. в газоходах будут образовываться отложения.
Внедрение технических решений, рассмотренных ранее, обеспечивает равномерность объемов газоотсоса. Однако при этом сокращается эффективность работы горелок, увеличиваются нагрузка на существующие ГОУ и вынос в газо-ходный тракт пыли и смолистых веществ.
«Скоростные» газоходы (предотвращение образования в газоходах отложений Сократить (предотвратить) образование в газоходах отложений возможно за счет увеличения скорости движения газов до 15 м/с [10]. Техническим решением, обеспечивающим достиже-
ние цели, является сокращение габаритов газоход-ной сети, в частности диаметров спусков со 159 мм до 100 мм, с соответствующим уменьшением диаметров подкорпусных газоходов. Результаты расчета «скоростной» газоходной сети показывают, что суммарный объем атмосферного воздуха, подсасываемого в горелки, сокращается до 6000 нм3/ч (более, чем на 21 %). Доля горелок, обеспечивающих полный дожиг СО, бенз(а)пирена и ПАУ (температура выше 1100 °С), составляет 35 % от их общего числа. Разница разрежений в горелках бригады достигает 17-кратного значения - от 4,5 Па до 79,1 Па.
Выравнивание объемов газоотсоса и разрежений в «скоростной» газоходной сети достигается теми же регулирующими устройствами (шиберами, поворотными заслонками). Значения коэффициентов сопротивлений регулирующих устройств представлены на диаграмме (рис. 1). С помощью регулирующих устройств разность разрежений в горелках сокращена до 1,5-кратного значения; разница объемов не превышает 10-15 %. Суммарный объем атмосферного воздуха, подсасываемого в горелки, немногим более 3 700 нм3/ч, что более чем в 2 раза ниже, чем в существующей газоходной сети. Температура в горелках 1 4001 700 °С, что обеспечивает полный дожиг СО, бенз(а)пирена и других ПАУ.
Выводы
1. Существующая газоходная сеть не обеспечивает равномерности объемов газоотсоса от электролизеров. Разница объемов газов, эвакуируемых от электролизеров, достигает 2-кратного
1800
значения.
2. Эффективность дожига бенз(а)пирена и ПАУ обеспечивается лишь в 7,5 % горелок существующей газоходной сети. В них температура горения превышает 1 100 °С. В остальных горелках эффективность дожига СО, бенз(а)пирена и ПАУ составляет 50-90 %, что недостаточно для достижения норм выбросов, установленных для российских алюминиевых заводов.
3. Модернизация газоходной сети - применение тройников с вводом бокового ответвления под углом 30°, исключение пылеосадительных камер горелок, устранение подсосов атмосферного воздуха по длине газоходного тракта - сокращает разницу объемов газоотсоса от электролизеров до 1,5-кратного значения. Суммарный объем воздуха, подсасываемого в горелки, увеличивается до 11 100 нм3/ч (более чем на 45 %); температуры в горелках 517-722 °С; полнота дожига СО 5075 %; бенз(а)пирена и ПАУ 40-60 %.
4. Применение регулирующих устройств (шиберов, поворотных клапанов) сокращает разность объемов газоотсоса от электролизеров до 10-12 %. Суммарный объем воздуха, подсасываемого в горелки, 9300 нм3/ч, что на 25 % выше, чем в существующей сети. Температуры в горелках 660-700 °С; полнота дожига СО 60-75 %; бенз(а)пирена и ПАУ 50-60 %. При этом скорость движения газа (10-12 м/с) недостаточна для полного увлечения пылевых частиц, вследствие чего в газоходах будут образовываться отложения.
5. Транспортировка газов со скоростью 15 м/с достигается сокращением габаритов газо-
1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0
□ разрежение
□ температура
□ объем воздуха, подсасываемого в горелочное устройство
Рис. 1. Разрежение, температура и объем газоотсоса от электролизеров при эксплуатации «скоростной» газоходной сети с регулирующими устройствами
Информатика, вычислительная техника и управление
ш
ходной сети, в частности уменьшением диаметров спусков со 159 до 100 мм с соответствующим уменьшением диаметров подкорпусных газоходов. Выравнивание объемов газоотсоса обеспечивается регулирующими устройствами. При этом суммарный объем воздуха, подсасываемого в горелки, 3 700 нм3/ч, что более чем в 2 раза ниже, чем в существующей сети. Температуры в горелках 1 400-1 700 °С, что обеспечивает 100 % дожиг СО, бенз(а)пирена и других ПАУ.
6. Максимальное разрежение в горелках не должно превышать 23 Па, при этом температура в них (более 1100 °С) достаточна для полного до-жига СО, бенз(а)пирена и других ПАУ. Снижение разрежения до 5 Па и менее нежелательно, т. к. при этом температура достигает 2 000 °С и выше, что вызывает преждевременный износ (прогорание) горелки.
Заключение
В результате внедрения технических решений, рассмотренных в настоящей работе, будут обеспечены:
- равномерность объемов газоотсоса от электролизеров;
- 100 % дожиг в горелках СО, бенз(а)пирена и других ПАУ;
- сокращение на 25-30 % материалоемкости газоходной сети;
- более чем 2-кратное сокращение нагрузки на ГОУ;
- возможность использования освободившихся мощностей ГОУ на организацию вторичного газоотсоса от электролизера.
Таким образом, возможно снижение капитальных вложений и эксплуатационных затрат системы «сухой» газоочистки при использовании системы двухконтурного газоотсоса при достижении:
- минимального объема газоотсоса в стационарном режиме с высокой эффективностью улавливания;
- повышенного объема газоотсоса в период основных технологических операций для минимального снижения эффективности улавливания.
Положительный эколого-экономический эффект использования двухконтурного газоотсоса - сокращение выбросов вредных веществ и возврат в процесс электролиза ценных фтористых соединений [13; 18].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Способ переработки твердых фторуглеродсодержа-щих отходов электролитического производства алюминия пат. 2429198 Рос. Федерция / Афанасьев
A.Д., Ржечицкий А.Э., Ржечицкий Э.П., Кондратьев
B.В., Паньков С.Д., Иванов Н.А.
2. Управление концентрацией глинозема в электролите при производстве алюминия / Ершов В.А. и др. // Металлург. 2011. № 11.С. 96-101.
3. Кондратьев В.В., Николаев В.Н. Технологические решения по энергосбережению и снижению капиталоемкости систем газоудаления и газоочистки металлургических производств // Металлург. 2014. № 5. С. 96.
4. Утилизация фторсодержащих отходов алюминиевых заводов путем внедрения технологии получения низкомодульного регенерационного криолита / Соболев С.А. и др. // Экология и промышленность России. 2009. № 5. С. 38-42.
5. Промышленные испытания опытных электролизеров с обожженными анодами при повышении силы тока с 300 до 330 КА / Богданов Ю.В. // Цветные металлы. 2009. № 2. С. 47-50.
6. Исследование и разработка комплексной технологии утилизации твердых фторуглеродсодержащих отходов алюминиевого производства : дис. ... канд. техн. наук : 05.16.02 / Кондратьев В.В. Иркутск, 2007. 164 с.
7. Шахрай С.Г., Кондратьев В.В., Белянин А.В. Энерго- и ресурсосбережение в производстве алюминия. Иркутск : Изд-во ИрГТУ. 2014. 146 с.
8. Исследования и разработка рецептуры наномоди-фицированного чугуна для ниппелей анодов алюминиевых электролизеров / Кондратьев В.В. и др. // Металлург. 2012. № 1. С. 69-71.
9. Новые технологические решения по переработке отходов кремниевого и алюминиевого производств / Кондратьев В.В. и др. // Металлург. 2013. № 5. С. 92-95.
10. Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В. Экологическая и экономическая эффективность переработки растворов газоочистки и фторуглеродсодержащих отходов производства алюминия // Экология и промышленность России. 2011. № 8. С. 28-31.
11. Сысоев И.А., Ершов В.А., Богданов Ю.В., Кондратьев В.В. Исследование влияния технологических факторов на температурные характеристики электролитов при производстве алюминия // Вестник ИрГТУ. 2010. № 2. С. 193-198.
12. Кондратьев В.В., Афанасьев А.Д., Богданов Ю.В. Изучение термической регенерации фтора из угольной пены (отхода алюминиевого производства) // Цветные металлы. 2011. № 7. С. 36-38.
13. Афанасьев А.Д., Иванов Н.А., Ржечицкий А.Э., Кондратьев В.В. Наночастицы углерода в отходах производства алюминия и их модифицирующие свойства // Вестник ИрГТУ. 2009. № 4. С. 13-17.
14. Теория и практика процессов флотационного обогащения наноразмерных сред / В.В. Кондратьев и др. Иркутск : Изд-во ИрГТУ. 2015. 160 с.
15. Кондратьев В.В., Шахрай С.Г. Исследования и разработка предложений по оптимизации аэродинами-
ческих параметров систем газоудаления от электролизеров Кандалакшского и Богословского алюминиевых заводов // Вестник ИрГТУ. 2011. № 6. С. 9198.
16. Технологические решения по энергосбережению и снижению капиталоемкости систем газоудаления и газоочистки алюминиевых производств / В.В. Кондратьев и др. // Металлург. 2013. № 9. С. 27-30.
17. Кондратьев В.В., Иванов Н.А., Ржечицкий Э.П., Сысоев И.А. Перспективы применения нанотехно-логий и наноматериалов в горно-металлургической промышленности // Вестник ИрГТУ. 2010. № 1. С. 168-174.
18. Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В., Шахрай С.Г. Сульфат натрия при производстве алюминия: проблемы и перспективы // Вестник ИрГТУ. -2011. № 8. С. 148-154.
19. Ржечицкий Э.П., Кондратьев В.В., Тенигин А.Ю. Технологические решения по охране окружающей среды при производстве алюминия Иркутск : Изд-во ИрГТУ. 2013. 159 с.
20. Ершов В.А., Кондратьев В.В., Сысоев И.А., Мехнин А.О. Извлечение наночастиц углерода из фторированного глинозема при производстве алюминия // Металлург. 2012. № 12. С. 74-78.
УДК [519.816:316:61]-057.875 Дьякович Марина Пинхасовна,
д. б. н, профессор, Ангарская государственная техническая академия, ведущий научный сотрудник, ВСНЦ ЭЧСО РАМН, тел. 8(3955)561316, e-mail: marik914@rambler.ru
Финогенко Иван Анатольевич, д. ф.-м. н., Институт динамики систем и теории управления СО РАН, профессор кафедры «Информационные системы и защита информации», Иркутский государственный университет путей сообщения
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ В ОДНОЙ ЗАДАЧЕ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА СОЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМ
M.P. Diakovich, I.A. Finogenko
APPLICATION OF THE METHOD OF HIERARCHY ANALYSIS IN A TASK OF SYSTEM ANALYSIS FOR SOCIAL SYSTEMS
Аннотация. Рассматриваются некоторые вопросы применения метода анализа иерархий к исследованиям связанного со здоровьем качества жизни в социальных системах с приложением к студенческой молодежи. Иерархическая декомпозиция исследуемого объекта реализована в трех направлениях: здоровье, психологическое состояние и удовлетворенность актуальных социальных потребностей. Качественные суждения экспертов, полученные на основе парных сравнений критериев качества жизни, преобразованы в их весовые характеристики значимости. Оценена сила влияния отдельных факторов нижних уровней иерархии на ее фокус, т. е. на качество жизни, связанное со здоровьем. Для компьютерной поддержки метода анализа иерархий с учетом специфики задач медико-социального исследования разработано специальное программное обеспечение. С его помощью осуществлена автоматизированная обработка входной экспертной информации, подсчет выходных данных и вывод их в виде диаграмм и таблиц, удобных для проведения сравнительного анализа, для двух групп студентов. Расчеты весовых коэффициентов по критериям третьего уровня показали, что относительно физической составляющей качества жизни доминирует критерий «минимальный риск заболеваний», для психологической составляющей - критерий «умеренная тревожность», для социальной составляющей - критерий «умеренная фрустрация». Различия в указанных величинах в группах бакалавров и специалистов незначительны. Результаты анализа экспертных оценок были сопоставлены с данными медико-социального исследования студентов экономических специальностей и направлений подготовки технического вуза монопромышленного города Иркутской области, обучающихся по разным системам высшего образования (бакалавриата и специалистета) в возрасте от 20 до 22 лет. Совпадение иерархий факторов, полученных при экспертной оценке и в результате медико-социального исследования, подтвердило надежность МАИ, делая его применение в исследованиях подобного рода перспективным.
Ключевые слова: социальная система, качество жизни, связанное со здоровьем, метод анализа иерархий, матрица парных сравнений, студенты.
Abstract. This article discusses some questions of the application of the analytic hierarchy process to research health-related quality of social systems with application to students' life. Hierarchical decomposition of the object is implemented in three areas: health, psychological condition, and urgent social needs satisfaction. Qualitative expert judgment obtained on the basis of paired comparisons of criteria of quality of life, converted into their weight characteristics of significance. Strength of the influence of individual factors of the lower levels of the hierarchy at its focus, i. e. on health-related quality of life, was estimated. The special software was developed to computer support for the analytic hierarchy process-specific tasks, medical and social research. Automated processing of the input of expertise, count output and output them in the form of charts and tables, suitable for a comparative analysis was carried out with it. Calculations of weighting coefficients according to the criteria of the third level showed that on the physical component of quality of life is dominated by the criterion of "minimal risk of disease", for psychological component - the criterion of "moderate anxiety" for the social component - the criterion of "reasonable frustration". The differences in these values in the group of bachelors and specialists were insignificant. The results of analysis of expert estimates were compared with medical and social research of students of economic specialties and areas of training technical college monoindustrial city of Irkutsk region, enrolled in the different systems of higher education aged 20 to 22 years. Coincidence hierarchies factors obtained by expert judgment, and as a result of medical and social research has confirmed the reliability of the MAI, making its application in studies of this kind of perspective.
Keywords: social systems, health-related quality of life, hierarchy analysis method, matrix of pair wise comparisons, students.
