alternativeАльтернативная энергетика и экология (ISJAEE)Alternative Energy and Ecology (ISJAEE)1608-8298Международный издательский дом научной периодики "Спейс10.15518/isjaee.2015.22.013alternative-238Research ArticleЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕENERGY SAVINGОСОБЕННОСТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ ПРИ ТЕРМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ СЫРЬЯ НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВENERGY-SAVING FEATURES OF RAW MATERIAL THERMAL PREPARATION IN TERMS OF PROCESSING OPTIMIZATIONБобковВ. И.BobkovV. I.

канд. техн. наук, доцент ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» (Смоленск).

PhD, assistant professor at the Smolensk branch of the Moscow Power Engineering Institute

mail@sbmpei.ruБорисовВ. В.BorisovV. V.

д-р техн. наук, профессор кафедры вычислительной техники филиала ФБГОУВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» (Смоленск)

DSc (engineering), professor in Computer Engineering department, the Branch of National Research University “Moscow Power Engineering Institute” in Smolensk

mail@sbmpei.ruДлиМ. И.DliM. I.

д-р техн. наук, профессор, заместитель директора филиала ФБГОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» (Смоленск), заве-дующий кафедрой менеджмента и информационных технологий в экономике

DSc (engineering), professor, deputy director of the Smolensk branch of the Moscow Power Engineering Institute (National Research University), head of the Management and Information Technologies in Economics department

mail@sbmpei.ruФедуловА. С.FedylovA. S.

д-р техн. наук, про-фессор, директор филиала ФБГОУ ВО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» (Смоленск), заведующий кафедрой вычислительной техники

DSc (engineering), professor, the head of branch of National Research University “Moscow Power Engineering Institute” in Smolensk, the head of the Computer Engineering department

mail@sbmpei.ruФГБОУ ВО Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Смоленске (филиал) РФ 214013, Смоленск, Энергетический проезд, 1РоссияThe Smolensk branch of the Moscow Power Engineering Institute (National Research University) 1 Energetichesky drive, Smolensk, 214013 Russian FederationRussian Federation201511042016022115123Copyright © Международный издательский дом научной периодики "Спейс, 20162016Международный издательский дом научной периодики "СпейсМеждународный издательский дом научной периодики "Спейсhttps://www.isjaee.com/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.isjaee.com/jour/article/view/238

В статье исследуются термические процессы обжига и спекания дисперсного материала в плотном слое. Рассматривается актуальная научно-практическая задача оптимизации этих термически-активируемых процессов на обжиговых машинах конвейерного типа. Изучается проблема программируемого нагрева плотного слоя, учитывающая технические ограничения обжиговой машины и технологические особенности процессов обжига. Ставится задача оптимального управления процессами обжига, которая решается сведением к многокритериальной оптимизации, при которой управляющими параметрами будут температура теплоносителя на входе в плотный слой и скорость его прососа; целевыми критериями управления – минимум степени реагирования и спекание материала; с ограничениями на скорость нагрева, градиент температуры и другие, учитывающие технические особенности агрегата. Найден режим, который формирует затухающую из-за теплопоглощения на эндотермические физико-химические превращения тепловую волну, которая движется вглубь слоя, интенсифицируя процессы декарбонизации и спекания, и обеспечивает энергосбережение. На основе полученных результатов предлагается режим работы обжиговой машины конвейерного типа, обеспечивающий ресурсо- и энергосбережение в технологии термической подготовки дисперсного сырья.

The authors study thermal processes of dense-phase particulates baking and sintering. The article considers an up-to-date research and training problem of these thermally-activated processes optimization on conveyor-based calciners. The study includes the problem of programmable dense-phase warming, considering kiln`s technical restrictions and technology abilities of burning mechanism. The authors establish a task of burning mechanism optimal control, which can be solved by converting into multicriteria optimization. Control parameters: heat-transfer agent`s temperature at dense bed entry and its sweeping velocity. Control criterion: a reacting degree minimum and sintering of raw material. The limitations are set on: heat rate, temperature gradient and others, concerning with technical features of an aggregate. The study reveals a condition, forming a fading because of endothermic physicochemical transformations` heat absorption heat wave, which penetrates into the layer and intensifies decarbonization and sintering prosseses, providing the floor price on power imputs. Considering the obtained results, the authors present the operation conditions of conveyor-based kiln, providing resources and energy saving in particulates thermal preparation technology. The article deals with an applicability as alternative energy source, oxyhydrogen accumulator – a source of power protection.

моделированиеэнергосбережениеоптимизациятепломассообментеплофизикатеплотехнологиихимическая технологияпрокалкаспеканиеобжигmodelingenergy-savingoptimizationheat-and-mass-transferthermal physicsheat-technologieschemical engineeringglowingsinteringroastingoxyhydrogen accumulatorReferencesБобков В.И. Исследование технологических и тепло-массообменных процессов в плотном слое дисперсного материала // Тепловые процессы в технике. 2014. № 3. С. 139–144.Bobkov V.I. Issledovanie tehnologičeskih i teplomassoobmennyh processov v plotnom sloe dispersnogo materiala. Teplovye processy v tehnike, 2014, no. 3, pp. 139–144 (in Russ.).Bobkov V.I., Borisov V.V., Dli M.I., Meshalkin V.P. Multicriterial Optimization of the Energy Efficiency of the Thermal Preparation of Raw Materials // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. 2015. Vol. 49, № 6. P. 842–846.Bobkov V.I., Borisov V.V., Dli M.I., Meshalkin V.P. Multicriterial Optimization of the Energy Efficiency of the Thermal Preparation of Raw Materials. Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 2015, vol. 49, № 6, pp. 842–846 (in Eng.).Подиновский В.В., Гаврилов В.М. Оптимизация по последовательно применяемым критериям. М.: Советское радио, 1975.Podinovskij V.V., Gavrilov V.M. Optimizaciâ po posledovatelno primenâemym kriteriâm. Moscow: Sovetskoe radio Publ., 1975 (in Russ.).Химмельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. М.: МИР, 1975.Himmelblau D. Prikladnoe nelinejnoe programmirovanie. Moscow: MIR Publ., 1975 (in Russ.).Болнокин В.Е., Чинаев П.И. Анализ и синтез систем автоматического управления на ЭВМ. М.: Радио и связь, 1986.Bolnokin V.E., Chinaev P.I. Analiz i sintez sistem avtomatičeskogo upravleniâ na ÈVM. Moscow: Radio i svâz, 1986 (in Russ.).Бобков В.И. Интенсификация процесса слоевой сушки дисперсного материала // Тепловые процессы в технике. 2014. № 9. С. 425–430.Bobkov V.I. Intensifikaciâ processa sloevoj suški dispersnogo materiala. Teplovye processy v tehnike, 2014, vol. 9, pp. 425–430 (in Russ.).Бобков В.И., Борисов В.В., Дли М.И., Мешалкин В.П. Моделирование процессов обжига фосфоритовых окатышей в плотном слое // Теоретические основы химической технологии. 2015. Т.49, № 2. С. 182–188.Bobkov V.I., Borisov V.V., Dli M.I., Meshalkin V.P. Modelirovanie processov obžiga fosforitovyh okatyšej v plotnom sloe. Teoretičeskie osnovy himičeskoj tehnologii, 2015, vol. 49, no. 2, pp. 182–188 (in Russ.).Панченко С.В., Бобков В.И. Моделирование процессов упрочнения фосфоритовых окатышей при обжиге // Теоретические основы химической технологии. 2002. Т. 36, № 2. С. 206.Panchenko S.V., Bobkov V.I. Modelirovanie processov upročneniâ fosforitovyh okatyšej pri obžige. Teoretičeskie osnovy himičeskoj tehnologii, 2002, vol. 36, no. 2, pp. 206 (in Russ.).Panchenko S.V. Automated analysis of the energy-saving potential in a thermal engineering system for phosphorus production // Theor. Found. Chem. Eng. 2004. Vol. 38, № 5. P.538.Panchenko S.V. Automated analysis of the energy-saving potential in a thermal engineering system for phosphorus production. Theor. Found. Chem. Eng., 2004, vol. 38, no. 5, pp. 538 (in Eng.).Panchenko S.V., Shirokikh T.V. Thermophysical processes in burden zone of submerged arc furnaces // Theor. Found. Chem. Eng. 2014. Vol.48. № 1. P. 77.Panchenko S.V., Shirokikh T.V. Thermophysical processes in burden zone of submerged arc furnaces. Theor. Found. Chem. Eng., 2014, vol. 48, no. 1, pp.77 (in Eng.).Алексеев Л.Ф., Горбачев В.А., Кудинов Д.З., Шаврин С.В. Структура и разрушение окатышей при восстановлении. М.: Наука, 1983.Alekseev L.F., Gorbachev V.A., Kudinov D.Z., Shavrin S.V. Struktura i razrušenie okatyšej pri vosstanovlenii. Moscow: Nauka Publ., 1983 (in Russ.).Бобков В.И. Ресурсосбережение в электротермии при подготовке сырья на обжиговых машинах конвейерного типа // Электрометаллургия. 2015. № 7. С. 26–34.Bobkov V.I. Resursosbereženie v èlektrotermii pri podgotovke syrâ na obžigovyh mašinah konvejernogo tipa. Èlektrometallurgiâ, 2015, no. 7, pp. 26–34 (in Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.