авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Инструментальная диагностика эксплуатационной безопасности дымовых труб с помощью автономного аппарата

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОЦИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УДК 614.8.084

На правах рукописи

ДМИТРИЕВ Михаил Васильевич ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДЫМОВЫХ ТРУБ С ПОМОЩЬЮ АВТОНОМНОГО АППАРАТА Специальность: 05.26.02 – «Безопасность в чрезвычайных ситуациях»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва – 2011 2

Работа выполнена на Кафедре защиты окружающей среды и промышленной безопасности и Научно-образовательном и внедренческом центре Факультета охраны труда и окружающей среды Российского государственного социального университета НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:

доктор технических наук, профессор Акатьев Владимир Андреевич ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

Заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор технических наук, профессор Кашпар Леонтий Николаевич доктор технических наук, профессор Тюрин Михаил Павлович ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:

Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана

Защита диссертации состоится _ декабря 2011 года в 15 часов на заседании диссертационного совета Д212.203.33 ВАК РФ при Российском университете дружбы народов по адресу: 117302, г. Москва, Подольское шоссе, дом 8/5, ауд.431.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов по адресу: 117198, г. Москва, ул. Миклухо Маклая, дом 6.

Автореферат разослан «» _ 2011 г.

Отзывы на автореферат просим представлять в двух экземплярах с подписью, заверенной печатью, в адрес диссертационного совета.

Телефоны для справок: 952-67-87, 952-62-47.

E-mail: nikpatrah@mail.ru

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.203. кандидат технических наук, профессор Л. В. Виноградов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Средний износ оборудования и сооружений на объектах энергетики оценивается 80 %. В настоящее время тенденция старения производственных фондов на объектах энергетики сохраняется. Износ является основной причиной повышенного числа аварий в энергетике, в частности, участившихся случаев обрушений железобетонных дымовых труб. Дымовые трубы были построены в 50-70-х годах, расчетные сроки их службы составляют 50 лет.

Последствия обрушений дымовых труб представляют прямую угрозу для людей, зданий и сооружений, а сейсмические волны в грунте, вызванные их падением, способны разрушить другие рядом расположенные объекты.

Отключения энергетических агрегатов, подключенных к обрушенной дымовой трубе, могут привести к прекращению отпуска электрической и тепловой энергии. В результате отключений могут быть нарушены условия жизнедеятельности населения, т.е. могут возникнуть чрезвычайные ситуации.

С целью снижения рисков дымовые трубы периодически (не реже одного раза в 5 лет) подлежат диагностике. В настоящее время в России используется технология внутреннего контроля функционирующих труб с использованием автономного аппарата, совершенствование которого в настоящее время продолжается.

Уровень современного состояния науки и техники позволяет создавать современные технологии и математические модели, позволяющие эффективно управлять техногенным риском ЧС. Однако, законченных фундаментальных и прикладных исследований по управлению риском в энергетике мало.

В связи с изложенным оценка риска ЧС и создание средств его снижения является важной и актуальной научно-технической задачей.

Целью диссертационной работы является снижение риска ЧС на объектах энергетики и совершенствование средств снижения риска ЧС с обрушениями дымовых труб.

Научная задача. Совершенствование методов синтеза средств диагностического контроля в управлении риском ЧС техногенного характера на тепловой электрической станции.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе были решены следующие задачи:

анализ существующих методов контроля технического состояния сооружений и устройств в управлении риском;

обоснование способа внутреннего контроля функционирующей дымовой трубы;

разработка математической оптимизационной модели для исследования энергетических потоков (мощностей) автономного диагностического аппарата, в том числе, влияния показателей экономичности элементов на размеры технических систем;

разработка математических моделей и методов для обоснования импульсно-циклического режима работы и допустимых параметров технических систем автономного диагностического аппарата, в том числе:

высота полосы сканирования, период циклов, выдержка приемника, режим контроля, скорости спуска (подъема) и эволюций автономного аппарата, цикловая погрешность на последней полосе контроля, электрическая мощность;

обоснование состава диагностического комплекса;

разработка математической модели для исследования экономичных режимов загрузки аккумуляторной батареи автономного аппарата;

проверка сходимости теоретических и экспериментальных результатов по отдаче энергии аккумуляторной батареи;

проверка эффективности работы аккумуляторной батареи (АБ) при циклических режимах разряда (с чередованием режимов разряда и холостого хода) и закономерности процесса восстановления напряжения АБ в режиме холостого хода;

обоснование технологии и конструктивных параметров объемного излучателя со светодиодными матрицами, линзами и контейнерами хладагента.

Объект исследования. Потенциально опасный объект тепловой электростанции – железобетонная дымовая труба.

Предмет исследования. Безопасность в чрезвычайной ситуации объекта энергетики.

Методы исследований. Поставленные задачи решались методами системного анализа и синтеза, выявления закономерностей, обобщения, теории вероятности, применением математических моделей, оценки риска, моделирования процессов, экспериментальными стендовыми и натурными исследованиями.

Научная новизна заключается в:

разработке оптимизационной модели для исследования энергетических потоков (мощностей) автономного диагностического аппарата;

разработке математической модели обоснования импульсно циклического режима работы и допустимых параметров технических систем автономного аппарата;

разработке технологии и конструктивных параметров объемного излучателя со светодиодными матрицами, линзами и контейнерами хладагента для послойного контроля внутренней поверхности функционирующей дымовой трубы.

Практическая ценность и реализация результатов работы:

Результаты диссертационного исследования по оснащению автономного аппарата вновь разработанным объемным матричным излучателем приняты к внедрению.

Отдельные результаты исследования в части предложенных изменений режимов работы аккумуляторной батареи могут быть использованы разработчиками автономных аппаратов.

Результаты исследований в области методов оценки риска были использованы при выполнении АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2011 годы)», они также могут быть востребованы экспертными органами МЧС России и Ростехнадзора, страховыми компаниями и специалистами потенциально опасных объектов энергетики.

Достоверность результатов. Полученные результаты теоретических исследований согласуются с результатами экспериментальных исследований и практических задач. Разработанные методы не противоречат фундаментальным положениям теории вероятностей, статистики, оптики, электротехники.

Диагностический комплекс был апробирован при экспертизе промышленной безопасности дымовых труб.

На защиту выносятся следующие результаты:

результаты обоснования способа внутреннего контроля функционирующей дымовой трубы;

автономный аппарат внутреннего контроля функционирующей дымовой трубы, оснащенный объемным излучателем в форме полого цилиндра со светодиодными матрицами, линзами и контейнерами хладагента;

математическая модель системы электроснабжения автономного аппарата и результаты исследования с е помощью взаимного влияния экономичности элементов на относительные размеры всей системы;

теоретические и экспериментальные исследования эффективных режимов использования бортовой аккумуляторной батареи диагностического аппарата;

предложения по использованию импульсно-циклического режима разрядки аккумуляторной батареи, зависимости между током разряда и периодом цикла разряда, пограничные кривые зоны возможных значений внутреннего сопротивления АБ в динамике при характерных токах (0,05С;

1С;

3С);

Предложенная конструкция излучателя имеет преимущества по сравнению с кварцево-галогенными излучателями: не имеет инерционности, при меньшей потребляемой мощности (в 4 раза) позволяет в 3 раза повысить освещенность полосы съемки. В конструкции заложена возможность изменения (увеличения) параметров освещенности периферийных зон полосы съемки.

Апробация работы. Основные результаты исследования докладывались на семинарах (Научный журнал проблем комплексной безопасности, 2009. – №1), на Международных и Всероссийских конференциях РГСУ (2009-2011 гг.).

Личный вклад. Основные научные результаты и рекомендации, содержащиеся в диссертационной работе и публикациях, получены автором самостоятельно и под руководством научного руководителя.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 10 научных трудов, в том числе 1 монография и 3 статьи в журналах из списка, рекомендованного ВАК.

Структура и объем диссертационной работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Материалы диссертационного исследования изложены на страницах и включают в себя 46 рисунков, 9 таблиц, список литературы из наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, раскрыта научная новизна и практическая значимость, приведена информация о структуре работы и публикациях основного содержания работы.

В главе 1 проведен анализ причин аварий с обрушением дымовых труб.

Средний возраст промышленных железобетонных дымовых труб составляет лет, что превышает их срок службы. Физический износ и отсутствие своевременных восстановительных ремонтов дымовых труб являются основными факторами, вызывающими чрезмерные риски их обрушений.

Учитывая риски обрушений дымовых труб и трудности, своевременных их остановок на непрерывных производствах, основным мероприятием по снижению риска ЧС является диагностический контроль функционирующих труб.

При определении приемлемого риска на основе оптимизации соотношения структуры затрат на обеспечение безопасности объекта и выгод от снижения риска управляющими переменными являются меры предупреждения и смягчения. Принятие решения можно представить в виде последовательности процедур, на реализацию которых требуются затраты.

Эффективным является решение с минимальными годовыми издержками для объекта.

Управление безопасностью объекта энергетики может быть представлено в виде схемы алгоритма поиска оптимального решения (рис.1).

Ввод исходных данных Нет Ремонт Да Ресурс Расчет частоты аварии имеется Расчет Техническая интенсивности диагностика поражающих факторов функционирующего оборудования Расчет последствий аварии и риска Создание технических Оценка затрат средств предупреждения Оптимизация соотношения между затратами на снижение риска и выгодами от его снижения Нет Приемлемый риск Да Вывод результатов Рис.1. Схема алгоритма управления безопасностью объекта энергетики Наиболее мощным потребителем автономного аппарата (АА) является излучатель, создающий подсветку полосы съемки. В существующих аппаратах он выполняется на базе кварцево-галогенных ламп. Указанный излучатель имеет существенные недостатки: недостаточные светоотдача и срок службы;

высокая инерционность;

отсутствие возможности управления интенсивностью подсветки по направлениям лучей в пространстве. В этой связи существует научная и техническая задача по модернизации автономного диагностического аппарата на базе объемного излучателя с использованием светодиодов.

В главе 2 дан анализ современных способов и средств снижения риска ЧС с обрушениями функционирующих дымовых труб. Рассмотрена возможность использования для внутритрубной дефектоскопии различных способов.

Способ магнитографической внутритрубной дефектоскопии требует прижимания магнитов к поверхности трубы, что для дымовой трубы практически неосуществимо.

Ультразвуковой способ дефектоскопии в действующей трубе не обеспечивает требуемую степень разрешения.

Способ контроля внутренней поверхности двойным точечным лучом по типу «Консайт», испытанный на действующем макете диагностического аппарата, подвешенного по типу маятника в функционирующей дымовой трубе, показал недопустимые погрешности съемки.

Способ сканирования лазерным лучом (патент № 2152065, 2000), пригоден для внутренней диагностики поверхностей, близких к абсолютно черным.

Для покрытых сажей труб применим другой способ сканирования – двумя параллельными сплошными пространственными лучами. Указанный способ обладает преимуществом, заключающимся в получении информации о глубине трещины.

Способ фотографирования в оптическом диапазоне пригоден для 90 % железобетонных дымовых труб.

Повышение эффективности диагностического АА достигается оптимизацией соотношения между полезным эффектом и затратами на его создание и использованию по функциональному назначению. Оно обеспечивается при соблюдении принципа системного подхода, означающего рассмотрение каждой системы как элемента системы более высокого порядка (иерархии).

Центральным элементом является автономный аппарат (рис.2).

Автономный Уровень аппарат Уровень Бортовая Аэростабилизаторы и Бортовой Излучатель Приемник система подвески ЭУ компьютер Рис.2. Иерархическая структура автономного аппарата В структуре автономного аппарата наибольший интерес представляют подсистемы уровня, реализующие технологические процессы.

Очевидно, при разработке и оптимизации параметров такой подсистемы (параметрическом конструировании) целесообразна декомпозиция е на глубину ниже е уровня.

Подсистемы нижнего уровня будем называть «локальными подсистемами» или функциональными элементами.

При оптимизации сложной иерархической системы следует иметь в виду, что велика вероятность несовпадения локальных оптимумов целей подсистем с глобальным оптимумом цели системы.

Проявление или сохранение свойств элемента в данной системе отношений, а также его действие будем называть функцией элемента, при этом сам элемент является материальным носителем выполняемой функции.

В соответствии с методикой функционально-стоимостного анализа (ФСА) повышение эффективности системы обеспечивается выявлением е полезных функций и предупреждением функционально излишних затрат при проектировании.

С целью ФСА составляется функциональная модель автономного аппарата, в которой линиями обозначаются функции, а эллипсами – элементы (рис.3).

В сложных системах возможно применение как элементов, выпускаемых серийно заводами – априори существующих функциональных элементов (ФЭ), так и вновь создаваемых ФЭ – на базе параметрического синтеза.

АА К СТС СПиАС БК БЭУ И П Рис.3. Функциональная модель автономного аппарата:

АА – автономный аппарат;

К - корпус;

СПиАС – система подвески и аэродинамической стабилизации;

БЭУ – бортовая энергоустановка;

И – излучатель;

П – приемник;

БК – бортовой компьютер;

СТС – система термостабилизации Таким образом, сложная система и е функциональные элементы могут создаваться двумя способами: структурным синтезом (из изделий априори существующих) и параметрическим синтезом ФЭ.

Разработка такой сложной системы как АА предполагает использование двух уровней оптимизации системы: структурного и параметрического.

В главе 3 разработана математическая модель энергетических потоков (мощностей) на борту АА, с помощью модели исследованы относительные размеры элементов технических систем, производящих или потребляющих энергию (рис.4). В энергетической модели полная (внутренняя и внешняя) мощность аккумулятора принята за единичный энергетический поток. Все остальные энергетические потоки выражены в долях от полной мощности аккумулятора.

Долевой поток j–го элемента (j=1,2,3,4) обозначен через j. Принимая, что электрическая нагрузка элемента пропорциональна его j-го перерабатываемой мощности с коэффициентом пропорциональности j и выражая j–ю мощность через (j–1)-ю мощность, получим систему уравнений баланса мощностей:

1 + 12+r + 13 = 1;

1 + 12+ 13 = 1;

r =1– 1;

2 = 1 (1– 2);

(1) 20 = 1 2;

3 = 1– 12;

12 = 22;

13 = 33.

где j – КПД j–го элемента.

r 20 О п т и 3 м и з а ц и я Рис.4. Энергетическая модель: 1–аккумулятор;

2–технологический с потребитель;

3–охладитель среды;

4–аккумулятор холода;

5–корпус аппарата;

1– о долевая технологическая мощность;

2–долевая мощность тепловыделений от элемента о 2;

3–долевая суммарная мощность утилизированных избытков теплоты;

r–долевые т внутренние потери мощности аккумулятора;

12–долевая мощность, потребная на н информационно-управляющую систему технологического потребителя;

13–долевая о мощность, потребная на отведение избытков теплоты;

20–долевая мощность излучения ш во внешнюю среду;

е электрическая мощность;

тепловая мощность н и После преобразований выражения относительных размеров элементов я системы принимают вид: м е 1 1 2 2 2 3ж 2 2 (1 2 );

;

1 3 д 1 у 13 3 (1 2 2 2з 3 2 ) (1 1 )(1 2 2 2 3 2 ) 32 ;

r (2).

а 1 3 1 1 т С использованием электрической схемы замещения как математической р а модели получены зависимости эффективности работы аккумуляторной батареи, т а при этом в качестве переменных принимались относительные электрические м и сопротивления и относительные расходы энергии. Установлено, что н существуют критические значения КПД ЭУ и связанные с ними отношения а с сопротивлений, которые позволяют выделить два характерных режима работы н и аккумулятора в системе электроснабжения аппарата. В расчетном режиме ж е н и аккумулятор имеет высокий КПД, увеличение отпуска мощности технологическому потребителю сопровождается снижением КПД, причем степень снижения увеличивается с уменьшением R 1, достигая при некотором минимуме R 1 своего критического значения (рис.5).

Рис.5. Зависимость КПД энергоустановки от относительного сопротивления при различных значениях относительного расхода энергии на единицу отведенной мощности избытков теплоты:

o o – 3=0;

– 3=0,2;

– 3=0,3;

– 3=0,4;

– кр.

Получено выражение для мощности АБ, приходящейся на единицу технологической мощности при заданных отношениях сопротивлений технологической нагрузки к внутреннему сопротивлению АБ и относительного R расхода энергии на единицу отведенной мощности избытков теплоты:

1 1 (3) 1 (1 3 ) 2 R1.

1 (1 1 3 ) 1 1 1 1 1 В главе 4 дана оценка мощности излучателя автономного аппарата и приведены результаты экспериментальных исследований разряда аккумуляторной батареи, проведенных при постоянном токе разряда и в импульсно-циклическом режиме разряда.

Получено выражение для освещенности приемной камеры автономного аппарата:

АPосв exp( 2 1 R) к отр АPосв exp( 2 1R) к отр cos 2 d d = Eпк= (2 + sin2 ). (4) 8 R 2 tg 8 R tg 2, Экспериментально определены значения постоянных токов разряда аккумуляторной батареи до конечного напряжения 10,5 В (табл. 2).

Таблица Значения постоянных токов разряда АБ до Uкон=10,5 В Время разряда, T, ч 0,5 1,0 2,0 5,0 10,0 20, Ток разряда, I, А 1,0-1,1 С 0,6-0,7 С 0,34-0,38 С 0,18-0,19 С 0,1 С 0,053 С Экспериментально установлена эмпирическая зависимость между током разряда и периодом цикла разряда:

I1,3T=const. (5) Кривые изменения напряжения АБ при е разряде постоянными токами до конечных напряжений представлены на графике (рис.6).

U, В 2 0 2 3 5 10 20 30, мин.

, ч 1 23 5 10 Рис. 6. Кривые разряда постоянными токами:

1 – ток 3С;

2 – ток 1С;

3 – ток 0,1С;

4 – ток 0,05С Внутреннее сопротивление АБ при постоянном токе разряда в цикле разряда в течение некоторого времени незначительно растет или сохраняет постоянное значение (на уровне 25-40 мОм), затем резко растет, на конечном этапе разряда увеличиваясь в 5 и более раз по отношению к начальному значению.

Результаты измерений внутреннего сопротивления АБ и паспортные данные производителей АБ обобщены для характерных токов (0,05С;

1С;

3С) в виде ограничительных кривых (рис.7).

Установлено, что в режиме непрерывного разряда в момент, когда напряжение снизилось в 2 раза, перевод АБ на 15-25 мин. в режим холостого хода, обеспечивает частичное восстановление е емкости и напряжения примерно на одну треть – за счет уменьшения концентрационной поляризации благодаря процессам диффузии, протекающим на холостом ходу.

r, мОм, 0 4 8 12 16 20 ч Рис.7. Нижняя и верхняя границы внутреннего сопротивления при токе 0,05 С (температура 20 С) Проведена оценка потребной мощности и параметров излучателя на базе кварцево-галогенных ламп. Показаны преимущества использования матричных светодиодов и выполнены научно-технические проработки по созданию объемного матричного излучателя на базе светодиодов с применением светорассеивающих линз, предложена конструкция излучателя в форме промежуточной цилиндрической вставки в корпусе автономного аппарата (рис.8). На внешней поверхности цилиндрической вставки закреплено съемное кольцо с установленными в нем матричными излучателями и линзами. Кроме того, в конструкции предусмотрены полости для установки быстросъемных контейнеров с запасом хладагента, которые обеспечивают во время работы излучателя отвод теплоты. В указанной конструкции излучатели не являются инерционными, конструкция обеспечивает более чем в 3 раза лучшую освещенность полосы съемки при меньшей (примерно в 4 раза) потребляемой мощности.

Исходя из диаметра дымовой трубы и ширины (высоты полосы) съемки угол раскрытия линз в вертикальной плоскости должен быть от 12 до градусов.

Рис. 8. Схема размещения секции объемного матричного излучателя:

1– верхняя часть автономного аппарата;

2–секция матричных светодиодных излучателей, с встроенными матрицами, светорассеивающими 4 линзами, контейнерами для хладагента;

объемного матричного 3–секция излучателя;

4–нижняя часть автономного аппарата с приемниками видимого диапазона;

5–приемник лазерного сигнала;

6–контейнер с хладагентом Принимаются к рассмотрению светодиодная матрица белого свечения типа 3F 50 и два типа линз: круглая вогнутая LP–1 (угол раскрытия = 60°) и овальная LPP–2 (i = 40° 120°). На базе их созданы объемные излучатели (табл.9).

Таблица Сравнительные характеристики излучателей автономного аппарата № Тип К-во Суммарная Освещенность Освещенность варианта светодиодной матриц, мощность, центральной периферийной матрицы / шт. Вт части, лк части, лк линзы 1 3F50 / LP1 6 360 100 100…200 0… 2 3F50 / LP1 8 3 3F50 / LP1 12 720 200 4 3F50 /LPP2 6 360 100 Из рассмотренных вариантов к реализации принят вариант 4, в котором достигается более равномерная освещенность полосы съемки. По сравнению с применяемыми в аппарате «Сканлайнер» кварцево-галогенными излучателями предлагаемый излучатель (вариант 4) при трехкратном превышении освещенности потребляет в 4 раза меньше электрической энергии.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 1. На основе изучения опыта анализа и управления риском при эксплуатации объектов энергетики обоснованы характер средств снижения риска на основных источниках опасности, в том числе мер предупреждения аварий, диагностики функционирующего оборудования и смягчения последствий аварий. К потенциальным источникам чрезвычайных ситуаций на тепловых электрических станциях (ТЭС) относятся дымовые трубы. Установлено, что в условиях повышенного износа дымовых труб основным мероприятием по предупреждению чрезвычайных ситуаций является их диагностика. В этой связи актуальной задачей является создание и совершенствование способов и средств диагностического контроля функционирующих дымовых труб.

2. Практическая ценность полученных результатов заключается в установлении закономерностей и разработке конструктивных решений по созданию и совершенствованию способов и средств внутренней диагностики функционирующих дымовых труб.

3. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования по выбору способа сканирования внутренней поверхности функционирующей дымовой трубы и функциональной структуры диагностического комплекса, в том числе по:

обоснованию способа сканирования внутренней поверхности функционирующей дымовой трубы;

разработке технологии контроля и функциональной структуры для синтеза диагностического комплекса;

выявлению влияния параметров элементов на относительные размеры всех элементов СЭС (с использованием математической модели выявлено существование критического значения КПД аккумуляторной батареи).

4. Обоснованы допустимые значения параметров и характеристики импульсно-циклического режима сканирования: разрешающая способность изображения, электрическая мощность, высота полосы сканирования, период цикла, выдержка приемника, временные режимы сканирования, допустимые скорости движений и эволюций автономного аппарата, дестабилизирующие факторы и ограничения, влияющие на «динамические тени», величина цикловой погрешности при сканировании внутренней поверхности нижней части дымовой трубы.

5. Проведены эксперименты по исследованию разрядных характеристик аккумуляторной батареи (АБ) при постоянных и циклических режимах разряда (с чередованием режимов разряда и холостого хода, с перерывами электроснабжения). В результате экспериментов получены:

зависимости между током разряда и периодом цикла разряда;

пограничные кривые зоны возможных значений внутреннего сопротивления АБ при характерных токах (0,05С;

1С;

3С) в зависимости от времени разряда;

скорости восстановления напряжения АБ в режиме холостого хода (ХХ) с учетом просадки напряжения (перед переводом е на режим ХХ). После просадки напряжения в 2 раза средняя скорость восстановления напряжения за первые 20 мин. холостого хода составила 2,3 / 20 = 0,13 В/мин.;

емкость АБ при различных значениях конечного напряжения разряда.

Так, при разряде АБ (С=60 А-ч) на нагрузку 0,8 Ом при увеличении конечного напряжения разряда от 8,5 до 10,5 В отдаваемая емкость АБ снижается на 30…50 %;

сопоставлены результаты экспериментальных исследований для СЭС АБ с результатами теоретических исследований – в диапазоне режимов разрядки до момента просадки напряжения АБ на 15 % результаты совпадают.

6. Предложена конструкция излучателя в форме полой цилиндрической вставки с закреплением на е внешней поверхности съемного кольца с матрицами, линзами и контейнерами хладагента. Указанная конструкция излучателя не имеет инерционности, при меньшей потребляемой мощности (в раза) позволяет в 3 раза повысить освещенность полосы съемки.

В предложенной конструкции заложена возможность изменения (увеличения) параметров освещенности периферийных зон полосы съемки.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Дмитриев М. В., Акатьев В.А. Показатели оценки эффективности автономной энергетической установки // М-лы Всерос. научно-практ.

конференции. – Ростов-на-Дону: ДонГАУ, 2009. – С.58-59.

2. Акатьев В. А., Грязнев Д. Ю., Дмитриев М. В. Надежность электроснабжения автономного аппарата для диагностики функционирующих дымовых труб // Безопасность в техносфере. – 2011. – № 5. – С. 31-39.

3. Акатьев В. А., Грязнев Д. Ю., Дмитриев М. В., Назаров Г. С.

Обеспечение безопасности применением легкоплавких средств защиты // Безопасность жизнедеятельности. – 2011. – № 12. – С.28-32.

4. Акатьев В.А., Дмитриев М. В. Проблема модернизации и контроля состояния потенциально опасных функционирующих сооружений и устройств объектов энергетики // Человеческий капитал РГСУ. – 2011. – № 5. – С. 55-61.

5. Акатьев В. А., Ларионов В. И., Дмитриев М.В. и др.

Совершенствование способов и средств внутритрубного неразрушающего контроля функционирующей дымовой трубы: Монография // Приложение к журналу Безопасность жизнедеятельности. – 2011. – № 12. – 39 с.

6. Дмитриев М.В. Анализ эффективности использования автономной энергетической установки в экстремальных ситуациях // Тезисы выступл. на междунар. семинаре. – Научный журнал проблем комплексной безопасности, 2009. – № 1 (17). – С.94-95.

7. Акатьев В.А., Дмитриев М.В. К оценке автономной энергетической установки // Проблемы обеспечения техногенной и экологической безопасности в условиях глобализации вызовов. – М.: Изд. МГИУ, 2009. – С.8-11.

8. Дмитриев М.В. Показатели оценки эффективности автономной энергетической установки // Актуальные проблемы техногенной и экологич.

безопасности: Сб. науч. трудов. – М.: Изд-во РГСУ, 2011.– С.113-119.

9. Дмитриев М.В., Акатьев В.А. Вредные и опасные факторы и условия труда литейного производства // Актуальные проблемы экологической безопасности: поиск стратегий, методов, технологий. М-лы Всерос. научно– практ. конференции. – Вып.2. – М.: НИИРРР, 2008.– С. 101-104.

10. Дмитриев М.В., Акатьев В.А. Эффективность автономной энергетической установки // М-лы VI Всерос. недели студенческой науки (20- апреля 2009 г.). – М.: Изд-во МГИУ, 2009. – С.49-53.

ДМИТРИЕВ МИХАИЛ ВАСИЛЬЕВИЧ (РОССИЯ) ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ДЫМОВЫХ ТРУБ С ПОМОЩЬЮ АВТОНОМНОГО АППАРАТА В условиях постиндустриальных рисков для предупреждения обрушений потенциально опасных сооружений (дымовых труб) тепловых электрических станций необходим контроль их технического состояния.

Контроль функционирующих дымовых труб осуществляется с помощью диагностического комплекса. С целью его совершенствования разработаны и применены математические модели, позволившие обосновать способы контроля, выбрать эффективные параметры и режимы импульсно циклического ведения диагностического контроля. Разработан излучатель на базе матричных светодиодов, выполненный в виде промежуточной встроенной секции автономного диагностического аппарата.

Экспериментальные исследования режимов работы аккумуляторной батареи позволили сделать вывод о совпадении результатов теоретических исследований, проведенных на математической модели. Показано, что применение результатов и выводов исследования позволит повысить качество контроля и кратно снизить затраты энергоресурсов на процесс обследования дымовой трубы.

DMITRIEV MIKHAIL VASILYEVICH (RUSSIA) TOOL DIAGNOSTICS OF OPERATIONAL SAFETY OF CHIMNEYS BY MEANS OF THE INDEPENDENT DEVICE Under postindustrial risks it is important to arrange a control of technical condition of chimneys to prevent a collapses of potentially dangerous constructions of thermal power plants. Control of chimneys functioning is carried out by means of a diagnostic complex. To improve it (the control) the mathematical models were developed and applied that allowed to substantiate ways of control, to choose effective parameters and modes of pulse-cyclic conduct of diagnostic check. There was developed the matrix light-emitting diodes based projector executed in the form of the intermediate built in section of the independent diagnostic device.

Experimental researches of operating modes of the storage battery allowed to draw a conclusion on coincidence of results of the theoretical researches carried out on mathematical model. It is shown that application of results and research conclusions will allow to raise the quality of control and to lower energy expenses for process of chimney inspection multiply.

Отпечатано в типографии ООО «Премиум» г. Истра ул. Ленина Заказ №1437 Тираж 150 экз

 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.