врахувати обмеження на струми, напруги і на теплові навантаження в робочому просторі печі. З метою скорочення розмірності розв'язуваної задачі з урахуванням, що відхилення від симетричних режимів в сучасних печах відносно невеликі, прийнято припущення про симетрії трифазної електричної ланцюга ДСП. У цьому випадку
U (?)=U 1 (?)=U 2 (?)=U 3 (?); I (?)=I 1 (?)=I 2 (?)=I 3 (?)
і обмеження на електричні параметри мають вигляд:
U min? U (?)? U max, (3.10)
0? I (?)? , (3.11)
I (?)? I max, (3.12) д (?)? а U (?). (3.13)
Обмеження (4.10) на значення фазної напруги U визначається діапазоном перемикання ступенів напруг (приведених до фазним) з вторинної сторони пічного трансформатора від мінімального U min до максимального U max. Обмеження (3.11) характеризує максимально допустиму потужність трансформатора S при роботі на щаблі, відповідної напрузі U, (3.12) пов'язано з максимально припустимою щільністю струму, (3.13) відображає умови безперервного горіння дуг. При цьому коефіцієнт а=0,82 0,9 і залежить від співвідношення активного і реактивного опору підвідної ланцюга ДСП, чинне напруга на дузі U д обчислюється за формулою [9]:
U д (?)=I (?) [], (3.14)
де r і x - активний і реактивний опір підвідної ланцюга ДСП.
Обмеження на теплові навантаження в робочому просторі печі включають в себе обмеження на температуру внутрішньої поверхні футерованих стін і склепіння
T ст? Т ф; Т св? Т ф, (3.15)
і на питомий тепловий потік, який припадає на водоохолоджувані панелі
q ст? q в; q св? q в, (3.16)
де Т ф - максимально допустима температура футеровки; q ст, q св - питомі теплові потоки на водоохолоджувані панелі стін і склепіння; q в - потік, максимально допустимий для даної конструкції водоохолоджуваних панелей.
Обчислення критеріїв оптимізації і обмежень полягає в розробленої раніше математичної моделі теплообміну в робочому просторі дугової печі в період рідкої ванни [10]. При розробці моделі враховувалися наступні механізми теплообміну: теплообмін випромінюванням між дугами, поверхнею шлаку, електродами, внутрішньою поверхнею стін і склепіння.
Сформульовані задачі оптимального управління енергетичним режимом дугових печей характеризуються складними обмеженнями на управління I (?), U (?) (1) - (3.13) і тепловими навантаженнями в робочому просторі печі (3.15), (3.16 ). Крім того, рівняння динаміки процесу, що включають в себе рівняння в приватних похідних, звичайне диференціальне рівняння і алгебраїчні рівняння - не лінійні. Чисельне рішення цієї вельми складної задачі грунтувалося на дискретизації по просторовим змінним і заміні рівнянь в приватних похідних звичайними диференціальними рівняннями, а також на кусочно-постійної апроксимації функцій I (?), U (?).
Розроблене математичне забезпечення було використано для розрахунку оптимальних режимів нагріву металу в дуговій сталеплавильній печі ДСП - 30. Розглядається режим нагріву 30т металу з 1500 до 1700 0 С при обмеженнях на теплові навантаження: T ф=1670 0 С , q в=300 кВт/м 2. Розрахунки, проведені при різному числі перемикань струмів і напруг, показники, що збільшення числа інтервалів слабо впливає на цільову функцію і двох інтервалів цілком достатньо для практичної реалізації оптимального режиму. У табл. 3.4 наведені результати розрахунку режимів найшвидшого нагрівання при h ш=10 см (товщині шлаку) і двох інтервалах сталості струмів і напруг.
Таблиця 3.4 - Параметри режиму нагріву
Режим/параметр?, Сu ф, ВU д, ВI, кА1109031514918,72218030112118,7
Оптимальний режим має дві характерних ділянки: на першому відбувається інтенсивний нагрів металу, що не лімітований тепловими обмеженнями, а на другому запроваджувана потужність обмежується температурою футеровки і вибирається з умови її підтримки на максимально допустимому рівні.
Розроблений оптимальний електротехнологічний режим дозволяє досягати необхідну температуру при мінімальному часі нагріву рідкого металу з мінімальним числом перемикань ступенів напруги пічного трансформатора. Таким чином, досягається найбільша продуктивність при мінімізації амортизаційних витрат.
ВИСНОВОК
Оцінюючи підсумки роботи можна укласти:
1. У результаті комплексного аналізу чинного законодавства, нормативно-правових документів, а так само характеру навантаження підприємства встановлено, що найбільш вигідним для ісследуемого підприємства з тари...
