Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ
Technologia energetyczna
Zasada i zespół środków technicznych i organizacyjnych do realizacji przetwarzania energii pierwotnej na użyteczne nośniki energii oraz zastosowania tych nośników do pokrycia potrzeb energetycznych w postacie ciepła pracy, światła, przetwarzania i gromadz. info.
-technologie przetw.
-technol. Użytkowania
Pierwotna->przetw (->straty+użytkowy nośnik)->odbiornik->(en. Użyt+straty użytk.)
Spr. Przetw.=en. Nośn./en. Pierw. /*/spr. Użytk.=(en. Użyt./en. Nośnik.) /*/spr. Ogolna=en.uzyt/enpierw
Uwarunk. (rodzaj potrzeby, rodz. En. Pierw. Techno. Przetw. Techno. Użytk.)
Stopień wykorzysta. (oświetlenie-12-20% ogrzewanie-cieplo sieciowe-90-96%)
Przemiany energetyczne
-pozyskanie en. Pierw.
-wytwarz. Użytk. Nośnik. Energ.-paliw nośnik ciepla, energii elektr.
-Przetwarzanie(zmiana fiz. Param. Nosnika energii-T,p,U)
-przesył
-dystrybucja
-akumulacja
-użytkowanie
Energetyka
Działalność techniczna zajmująca się przemianami energetycznymi w celu pokrycia potrzeb energetycznych w odpowiednim:
-postaci, ilośći, miejscu, mocy, parametrach, miejscu występowania potrzeby, czasie)
System
-wyodrębniny z otodczenia i z nim oddziaływujący zbiór aktywnych elementów (obiektów, operacji, procesów) uporządkowany i celowo dobrany, wraz z własnościami i relacjami między tymi elementami występującymi dla spełnienia określonego celu
Otoczenia
Zbiór wzystk. Elementów nie należących do systemu, których zasoby, własności i działania mają wpływ na system i zaraz zmieniają się pod wpływem działania systemu
System energetyczny
Wyodrębniony z otoczenia i z nim oddziaływujący ciąg przemian energetycznych uporządkowanych i celowo dobranych, wraz z instalacjami te przemiany realizującymi, powiązanych wzajemnie strumieniami substancji i energii, o określonych własnościach i parametrach, mających na celu pokrycie zapotrzebowania na energię użyteczną w otoczeniu w danym miejscu i czasie, o określonej mocy i określonej ilości oraz o określonych potrzebą parametrach, pojedyncze urządzenia (kocił, pompa, rurociąg, lampa) służace do realizacji 1 zadania (elektrownia, ciepłownia, brykietownia, wytwórnia wody lodowej) >1 elektrociepłownia,rafineria, ujęcie gospodarcze KSEE,KSG,sektor węgla kamiennego
Oddziaływanie na otoczenie
Negatywne
Wynikające z pozyskiwania energii-zanikanie złóż,zaminy własności i parametrów eksploatowanych złóż,,,,, obniżenie ciśnienia w złożach gazu i ropy powierzchniowe szkody górnicze,obniżenie poziomu wód gruntowychmodprowadzanie wód zasolonych, hałdy
Wynikające z przetwarzania- emisja zanieczyszczeń,gazów cieplarnianych,zanieczyszczenie terenu, wód, elektromagn,mechaniczne
Pozytywne-jakość życia, wzrost wartości dóbr i usług, rozwój kultury i informacji
Określanie systemu
Postrzeganie systemów (przyrodnicze, techniczne, istniejące) systemy celowo tworzone (w sensie rzeczywistym,materialnym,abstrakcyjnym,koncepcyjnym) ustalanie systemu (intuicyjne-doświadczenie,przez określenie celu funkcjonowania, przez analizę zbioru elementów, przez analizę i ustalenie otoczenia)
Elementy systemów energetycznych
1.operacje technolog. Przemiany energ. Procesy chemiczne
2. urządzenia realizujące te operacje,przemiany,procesy
3.instalacje obejmujące zbiory tych urządzeń
4. grupy tych instalacji
operacje i przemiany
przepływ płynu,WC,Wmasy,rozdrabnianie,mieszanie,rozdzielanie,zasilaniem,dozowanie,sprężanie,pompowanie, rozprężanie, dławienie, transport substancji
rozdrabnianie-kruszarki (kulowe, walcowe,rolkowe), młyny (szybko, wolno bieżne, bijakowe, wentylatorowe) P-f(m,u,n) u-st. Rozdrobnienia
mieszanie-mechaniczne,pneumatyczne,wibracyjne,intensyfikuje reakcje chemiczne i wymianę masy Mt=C*Re^n*Fr^n
rozdzielanie-filtracja i odpylanie-separacja CS od G, oddzielanie kropli cieczy od gazów,flotacja,filtrowanie cieczy,wirowanie,sedymentacja,wymywanie gazów
wymiana masy-absorpcja-pchłanianie G przez C, desorpcja-wydzielanie,adsorpcja-pochłanianie na pow CS, rektyfikacja-rodział skł C przez wielokrotne odparowanie i skraplanie, suszenie
wymiana masy-wymienniki przeponowe: wyparki, regeneratorym rekuperatory,,piece grzewcze,chłodziarki,wytwornice nośników ciepła
System autonomiczny
Jeśli w trakcie swojego działania nie pobiera z otoczenia i nie wysyła do otoczenia:strumieni informacji, energii,info wpływających na jego działanie, w energetyce nie wystepuje, przykład-zamknięty reaktor chemiczny izolowany cieplnie(autoklaw)
Nieautonomiczny
System adaptacyjny
Ma zdolność reagowania na wpływy otoczenia w taki sposób, że sam wybiera najkorzystniejszy sposób swego dlaszego działania,,np. człowiek,systemy o zmiennym działaniu
System stabilny
Pewnie jego zmienne decydujące o celowym funkcjonowaniu nie wykraczają poza narzucone systemowi granice
Zmienne stabilne- f prądu, p w kotle, T w pokojun ogrzewanym termostatycznie, T w komorze chłodniczej
W systemach istnieją elementy funkcjonalne stabilizujące wartość wszystkich tych zmiennych, któ®e decydują o prawidłowym działaniu i spełnianiu celu działania systemu na narzuconym poziomie
Systemy adaptacyjne-rodzaje
-ze sprzężeniem zwrotnym-jest wyposażony w elementy, które wprowadzają na wejście systemu wartość części wielkości WY lub reakcji otoczenia i skutkuje to oddziaływaniem na funkcjonowanie
Przetwornik-mierzy wiekość WY i przetwarza na sygnal
Węzeł porównania-odejmuje sygnał sprzężenia zwr. Od wielkości zadanej i uchyb do regul.
Regulator-określa sygnał sterujący w funkcji uchybu
System ze sprzężeniem zwrotnym stosowany, gdy: znane są własności dynamiczne systemu, zapewnione są dane o dynamice zmian otoczenia, jest zdefiniowany w całości przez projektanta, adaptacja ma charakter ograniczony
Adaptacyjny pełny
Z pełną adaptacyjnością okresla swoje własności dynamiczne i wykorzystuje to do sterowania pracą w zmiennych warunkach.
Analizator sygn WE-analizuje w określony sposób sygnał WE(uśrednia wyznacza pochodną itp.)
Identyfikator-z pozyskanego sygnału wejściowego i sterującego wyznacza transmitancję obiektu i przekazuje ją do przelicznika
Przelicznik-uzyskany sygnał z analizatora wielkości wejściowej i uzyskana transmitancja wykorzystuje do wyznaczenia najlepszego sygnału adaptacyjnego wysyłanego do regulatora-zapewnia w ten sposób dostosowanie się systemu do własności i procesów zachodzących w obiekcie, a wywołanych oddziaływaniem otoczenia (np. odbiorcy energii)
Regulator-wypracowuje sygnał sterujący obiektem
Różnica między sprzężeniem a adept. Pełnym:
Sprzężenie zwrotne-własności dynamiczne przyjęte jako ustalone a w adept. Pełnym jest stała identyfikacja i jej wyniki wykorzystywane do sterowania obiektem
Potrzeba-stan napięcia albo niezrównoważeni w otoczeniu wywołujące reakcję systemu mającą na celu zmniejszenie tego napięcia lub przywrócenie stanu równowagi
Wyróżnik potrzeby:
Statycznie-dostawa nośnika energii użytkowej w określonej ilości o określonych parametrach,postaci,czasie i miejscu
Dynamicznie-zwiększenie lub zmniejszenie dostawy, dostosowanie parametrów
Własności systemów
Spójność-(koherentność)-jego elementy funkcjonalne są tak powiązane, że zmiana w dowolnym z tych elementów powoduje zmiany w pozostałych (aktywne relacje, elementy funkcjol=nalne działają, nie są pasywne)-wysoka spójność-siłownia gazowa (prosty obieg),parowa-nblokowa,silnik turboodrzutowy,chłodziarka sprężarkowa
Niezależność-jego elementy funkcjonalne są ze sobą nie związane, zmiana w dowolnym nie powoduje zmian w jakimkolwiek innym, w SE nie występuje (podobnie jak pełna spójność)-np. elementy pracujące równolegle-elektrownie blokowe, z elementami akumulacyjnymi, z substytucją przetwarzanych nośników-duo-bloki
Podzielność-może zostać podzielony na podsystemy,wymaga to określeniea ich otoczenia, może dochodzić do podziału hierarchicznego
Progresywna (rozwój) lub degresywna (rozpad0 podzielność funkcjonalna)
Podział-jeżeli w czasie następują takie zamiany własności pwnych elementów systemu, że zanikają relacje pomiędzy nimi a innymi, które z nimi współpracowały, podział prowadzi do obniżenia spójności i podwyższenia niezależności, może prowadzić do rozkąłdu lub rozrastania np.wycofanie turbiny i EC w CP,progresywny przekształcenie kolektorowego układu w blokowy
Progresywna integracja funkcjonalna prowadzi do zwiekszenia spójności i zwiększa relacje pomiędzy elementami funkcjonalnymi, np. układ gazowo-parowy, rozrastanie systemu-zwiększenie spójności, wprowadzenie akumulacji=zwiększenie niezależności
Centralizacja
Jeśli w systemie można wskazać element lub podsystem, który pełni rolę sterującą w odniesieniu do pozostałych elementów systemu. Element(podsystem) centralny odbiera, przekształca i wysyła informacje do pozostałych elementów. Centralizacja polega na zwiększaniu relacji podsystemów względem jednego z nich, spełniającego rolę decydującą w działanie całego systemu. Przykłady:małe systemy ze stacją bieżącego monitoringu i sterowania-dyspozytornia blokowa, lub instalacji chemicznej, w dużych systemach SEE z krajową dyspozycją mocy,okręgowe dyspozycje mocy, krajowa dyspozycja gazu
Wiedza systemów-wiedza o funkcjonowaniu złożonych systemów
Teoria systemowa-zajmuje się własnościami systemów, które można sformalizować, formuuje ogólne zasady funkcjonowania systemów
Technika systemów-systematyczne zastosowanie wiadomości w założonym systemie, w teorii i praktyce
Analiza systemowa-zastosowanie metod naukowych systemów dla określenie struktury i właściwości złożonego systemu
Badanie systemowe-pozyskiwanie wiadomości o strukturze i właściwościach systemów
Rygory stosowania metodyki systemowej w analizie i syntezie systemów:
Ścisłość-rozważany system mnusi być ściśle określony, należy określic co jest systemem a co otoczeniem
Niezmienność-określenie systemu i otoczenia musi być niezmienne w całym toku rozważań, nie można raz uważać elementu za część systemu a innym razem nie
Zupełność-podział na podsystemy musi być zupełny.tzn system nie może zawierać elementów nie należących do żadnego z jego podsystemów.warunek zupełności wynika z cechy podzielności np. rozważając 2 maszyny nie można pominąć połączenia jako elementu systemu, jeśli zachodzą w nim jakieś procesy i parametry WY są różne od WE
Rozłączność-system nie może zawierać elementów należących do kilku jego podsystemów
Funkcjonalność-systemy i podsystemy wyodrębnia się ze względu na spełniane funkcje a nie na ich oddzielność przestrzenną , ze względu na funkcjonalność postrzega się takie cechy jak: spójność, niezależność, podział i integracja progresywna, centralizacja
Cechy metodyki systemowej:
-ma charakter formalny
-umożliwia dowolność interpretacji w toku rozważań
-swoboda występuje tylko na początku rozważań (przy przyjmowaniu założeń, zadawani wielkości wejściowych)
-umożliwia znajdowanie (ocenę) wszelkich możliwości wg jednolitych kryteriów
-zwięzła i przejrzysta
Struktura systemu-sieć relacji występująca między elementami systemu, wyróżniona ze względu na ich szczególny rodzaj lub znaczenie;
Zapis struktury-graficzny lub macierzowy lub szerzj alfanumeryczny
Cele modelowania:
1)bilansowanie substancji i energii 2)określanie wielkości niemożliwyc do zmierzenia 3)symulacja stanów pracy 4)ustalanie rozwiązań optymalnych 5) identyfikacja charakterystyk dynamicznych i analiza przejściowych stanów pracy 6)wybór struktury ze zbioru struktur dopuszczalnych MODELE: fizyczne i matematyczne(deterministyczne,optymalizacyjne,statyczne i dynamiczne,dyskretne i ciągłe względem czasu i stanu, algebraiczne, iniowe i nie,wielowariantowe)
MM-zmienne modeli:
Strumienie substancji, stężenia składników, strumienie energii, egzergii, entropii, parametry termodyn.,temperatura,p,v,ro,dT,lepkość,c,wydajności urządzeń,
MM zależności
-wyrażające prawa fiz. I chem., indywidualne cechy technologiczne opisywanych procesów np. równanie przelotności, r-nieWC,spadku ciśnienia,
-definicje wielkości stosowanych w opisie elementów systemu,zależności empiryczne opisujące związki pomiędzy zmiennymi modelu,np. charakterystyka sprawnościowa kotła
Zastos. Metodyki system. Do kształt. Syst. Energ.:
1)tworzenie nowych systemów dla nowych potrzeb 2)modernizacja istniejących-poprawa efektywności energ,ekonom.ochrony środowiska,ilosciowwej,jakociowej,
Trzeba wykorzystac wiedzę (terma,wc,spalanie,mp,inżynieria materiałowa) +doświadczenie
Kształtowanie systemu
A. PLANOWANIE
1. Planowanie przedsięwzięcia
Określenie celu i zadania systemu:
-wielkości zapotrzebowania na energię z rozkładem tego zapotrzebowania w czasie
- zapotrzebowanie mocy
- oczekiwane termin pokrycia zapotrzebowania
- oczekiwanie standardy użytkowania środowiska
- przewidywane uwarunkowania paliwowe
-inne
Sformułowanie kategorii systemu podlegającego dalszemu planowaniu
Np. elektrownia parowa dużej mocy opalana węglem kamiennym lub elektrociepłownia opalana węglem z domieszką biomasy lub zintegrowany układ gazowy ze zgazowywaniem węgla lub …
2. Czynności pomocniczo-wspomagające
a) Badanie znanych systemów energetycznych pokrywających złożone potrzeby i spełniające inne założone warunki:
-analizy i studia z wykorzystaniem
-publikacji naukowych i technicznych
-raportów o zrealizowanych systemach rozważanej kategorii
-wizyty w istniejących obiektach (instalacjach) podobnych do planowanego systemu
- dostępne oferty urządzeń dostawy podstawowych lub bodowy całej instalacji
Utworzenie bazy danych o możliwych rozwiązaniach (stałe aktualizowanej)
b) Opracowanie planów stałych:
przygotowanie planów koncepcji tworzonego systemu (energetycznego) o dużym prawdopodobieństwie pokrycia zadanych potrzeb i wybór z nich koncepcji systemów do dalszego opracowywania
c) zbieranie i uporządkowanie podstawowych informacjo dla koncepcji wybranych do dalszego opracowania m.in./np.:
-moce dostępnych handlowo urządzeń podstawowych
-możliwe lokalizacje i ich charakterystyki (dostępność terenu, wody do celów chłodniczych i innych potrzeb technologicznych, dostęp do sieci elektroenergetycznej, dostęp do infrastruktury kolejowej i drogowej)
-wstępna ocena wpływu na środowisko naturalne
d) wytyczne do realizacji:
-zalecenia organizacyjne
-propozycje techniczno – rzeczowe
-uwarunkowania finansowe
-uwarunkowania formalne
Zwykle na bazie wstępnych studiów wykonalności
3. Planowanie projektu nowego systemu
A.3.a Projekt wstępny- wybór koncepcji systemu i ewentualnie jego wariantów
Opracowanie studium wykonalności „feasibility study” (dawniej: Założenia techniczno-ekonomiczne ZTE)
A.3.b Opracowanie parametrów do realizacji
1.Przyjęcie struktury i podstawowych parametrów systemu (badania modelowe- symulacyjne lub/i optymalizacyjne- porównania wariantów lub optymalizacja struktury i parametrów)
2. Symulacja szczególnych dynamicznych stanów pracy projektowanego układu (rozruch, odstawienie awaryjne, …)
3. Projekt budowlany
4. Projekty branżowe (cieplno-mechaniczny, elektryczny, akpia, sanitarny, układów p.poż., …) dla poszczególnych instalacji i podukładów
5. Projekty techniczne wykonawcze- warsztatowe (np. urządzeń prototypowych, rurociągów, konstrukcji stalowej, …)
6. Instrukcje eksploatacji
7. Wytyczne do kontraktacji dostaw urządzeń i do kontraktów wykonawczych
8. Specyfikacja urządzeń podlegających szczególnym procedurom odbioru i ustalenie sposobu tego odbioru
9. Opracowanie planu realizacji projektu
· Projekt organizacji budowy
· Harmonogram budowy i montażu
· Projekty montażu szczególnych urządzeń lub podukładów (przypadki niebezpieczne lub nietypowe)
· Określenie zakresu prac doświadczalnych (w przypadku zastosowania nowych rozwiązań technicznych lub urządzeń prototypowych)
10. program rozruchu (kolejność i warunki rozruchu)
B. REALIZACJA
1. Realizacja fizyczna (budowa i montaż)
Budowa instalacji; badania i budowa prototypów w trakcie realizacji budowy; odbiory techniczne- pomontażowe
2. Rozruch
· Przegląd urządzeń
· Próby ruchowe urządzeń, podukładów i wreszcie instalacji
· Ruch regulacyjny
· Ruch próbny
Rozruch wykonywany zgodnie z zaleceniami dostawców urządzeń i zapisami dokumentacji technicznej odnoszącymi się do programu rozruchu
3. Badania w czasie wstępnej eksploatacji
a) określenie rzeczywistych charakterystyk (jeśli możliwe)
b) zbieranie i analiza danych- parametry pracy systemu i jego podukładów (proces ciągły)
4. Modyfikacje systemu w trakcie eksploatacji
Cel- udoskonalenie działającego systemu
a) Zbieranie i przetwarzanie danych w celu wykorzystania do ewentualnego powielenia systemu (uwzględnia się tu wyniki badań rozruchowych, wyniki badań eksploatacyjnych, ocenę poprawności- optymalności doboru znamionowych mocy urządzeń podstawowych)
b) Identyfikacja i ocena mocy uwięzionych (przewymiarowanie podukładów)
c) Identyfikacja charakterystyk dynamicznych
d) Ocena adaptowalności systemu przy przyjętym rozwiązaniu automatyki i sterowania
e) Opracowanie modeli bilansowych- symulacyjnych systemu, ustalenie potrzeb dodatkowego opomiarowania układu
Model deterministyczny to , który danemu na wejściu zdarzeniu jednoznacznie przypisuje konkretny stan. Opis modelu nie zawiera żadnego elementu losowości. Oznacza to, że ewolucja układu w modelu deterministycznym jest z góry przesądzona i zależy wyłącznie od parametrów początkowych lub ich wartości poprzednich.
Metody przeszukiwania
-metoda eliminacji, np.siatki, metoda gradientowa-np.krokowa