Брунеткін В. О. Підвищення переробки органічних відходів довільного складу за рахунок автоматичного керування подачі сировини.

Дисертаційна робота присвячена підвищенню продуктивності та конкурентоспроможності автоматизованої системи керування установкою термічної деструкції для переробки органічних відходів довільного складу при їх термічній утилізації. Підвищення продуктивності та конкурентоспроможності відбувається за рахунок ідентифікації складу сировини методами та моделями розрахунку рівноважного складу продуктів термічної деструкції. У першому розділі «Методи термічної деструкції органічних речовин різноманітного походження та складу»: – Розглянуто можливі джерела походження органічних відходів. Виокремлено дві їхні групи: відходи біомаси та тверді побутові відходи. – Проведено оцінку енергетичного потенціалу рослинної біомаси в Україні. Розглянуто можливі технологічні схеми процесу термодеструкції біомаси та способи управління ними. – Визначено структуру твердих побутових відходів. Виявлено залежність співвідношення компонентів, що входять до відходів, від пори року та джерела походження. Розглянуто можливі технологічні схеми переробки твердих побутових відходів. – Зазначено складність розроблення моделі процесу термодеструкції для різних видів сировини. Як один зі шляхів розв'язання цієї проблеми виділено апроксимаційний спосіб побудови моделі. Відзначено необхідність формалізації цього процесу. У другому розділі «Розробка моделі розрахунку складу та енергетичної характеристики продуктів термодеструкції органічних речовин»: – Отримала подальший розвиток модифікація моделі та алгоритму розрахунку процесу рівноважної термодеструкції органічних речовин. – Константи хімічної рівноваги, які зазвичай наводяться для парціальних тисків, були адаптовані для мольних часток, що дозволило використовувати їх у модифікованій моделі. – Для перевірки та підтвердження точності методу була проведена верифікація та валідація на прикладі розрахунку складу продуктів згоряння, що включають газоподібну та конденсовану фази. – Показано чутливість визначення кількісного складу та температури продуктів згоряння при виборі їх переліку, що відрізняється від реального. – Отримала подальший розвиток імітаційна модель процесів піролізу та газифікації, що дозволяє отримати склад продукт-газу з максимальною теплотворною здатністю при мінімальній кількості вуглецевого залишку при різному складі вихідної сировини. В третьому розділі «Розроблення методу побудови лінійної апроксимаційної диференціальної моделі об'єкта керування»: – Отримано за допомогою перетворення Лапласа на основі апроксимації у вигляді степеневого ряду експериментальної характеристики розгону, її вираз у просторі зображень у вигляді скороченого ряду. – Показано можливість побудови двовимірної апроксимаційної моделі на основі отриманої одновимірної моделі. – Вперше застосування розглянутого методу під час налаштування автоматичних регуляторів дає змогу апроксимувати об'єкти керування з не монотонною кривою розгону. В четвертому розділі «Система керування установкою термодеструкції органічних речовин різного походження»: – Була розроблена імітаційна математична модель установки термодеструкції органічних речовин на основі її опису, що дає змогу дослідити її динамічні властивості. – Встановлено, що на етапі моделювання існують режими роботи, за яких установка може перейти зі стійкого стану в нестійкий через наявність позитивного зворотного зв'язку. – Показано, що на етапі моделювання автоматичної системи регулювання достатньо використовувати одноконтурні регулятори. – Встановлено, що система регулювання добре справляється зі збуреннями. За різноспрямованих збурень (зміна витрати продукт-газу і зміна теплотворної здатності) досягається максимальне значення продукт-газу. – Побудова моделі газифікації деревної сировини за допомогою кисневого дуття дала змогу продемонструвати можливості пропонованого підходу при мінімізації обчислювальних витрат. – Вперше запропоновано спосіб керування величиною ККД газового котла при змінному навантаженні за рахунок зміни об'єму димових газів.