Determining the composition of burned gas using the method of constraints as a problem of model interpretation

Abstract

Запропоновано метод розв'язання задачі визначення невідомого складу газоподібного вуглеводневого палива в процесі його спалювання в режимі реального часу. Задача визначається як зворотна, некоректно поставлена. Спосіб виміру технологічних параметрів дозволяє її деталізувати як складну задачу інтерпретації. Для вирішення цієї задачі обраний метод «бібліотеки» (підбору), який є найбільш універсальним. Для його реалізації розроблено метод формування бібліотеки у вигляді робочого тривимірного масиву. Вихідні дані для кожного рішення прямої задачі в сформованому масиві представлені у вигляді одного числа. Для цього використаний позиційний принцип запису десяткових чисел. При формуванні робочого масиву використаний метод зіставлення коефіцієнта надлишку окиснювача і співвідношення об'ємних витрат окиснювача і пального. Це дозволило використовувати результати розв'язання прямої задачі визначення температури продуктів згоряння для розв'язання оберненої задачі по визначенню цього складу за виміряною температурою. Розроблено метод пошуку рішення серед елементів робочого масиву на основі результатів технологічних вимірів температури продуктів згоряння палива, що спалюється і відношення об'ємних витрат окиснювача і пального. Показано відсутність похибок, що вносяться до рішення алгоритмом пропонованого методу. При моделюванні точних технологічних вимірів похибки обумовлені дискретизацією вихідних даних при вирішенні прямої задачі. Визначено вплив точності вимірювань технологічних параметрів на похибку визначення складу пального. Вона не перевищує допустимої для інженерних розрахунків величини. Запропонований метод розрахунку може дозволити використовувати в керованому режимі в енергетиці і в хімічній промисловості великий обсяг вуглеводневих горючих газів, які вважаються відходами. Їх енергетичний еквівалент порівняємо з енергетичними потребами Африканського континенту Ключові слова: склад палива, зворотна задача, складне завдання інтерпретації, метод обмежень UDC 536.7

Development of the unified model for identification of composition of products from incineration, gasification, and slow pyrolysis

“…3. We developed the method for determining in real-time the composition of the hydrocarbon component of combustible substances in different aggregation states by the unified proposed model, which is a further development of the model proposed in [5]. The method is based on the specific feature of the unity of the empirical formula of the hydrocarbon component of original substances and products of reaction of the processes under consideration.…”

“…Here, bC, bH, bO, bN is the number of atoms of corresponding chemical elements in the empirical formula of fuel. Based on the model, in paper [5], the method for identification of the composition of fuel was proposed. In the course of the implementation of the method, the direct problem of determining the composition of combustion products at the assigned empirical formula of gaseous fuel was solved.…”

“…In (5), the method for determining the composition of combustible gas in the incineration process was proposed. The method is based on the model considered in this article.…”

“…The same solution can be also applied for combustion of by-product gases. Paper [4] proposed the model of determining the composition of an unknown fuel in the combustion process and article [5] offered the method of identification of its composition. However, the proposed method and model are applicable only for gaseous fuel.…”

Modelling of automated steam coal transportation and enrichment systems for efficient operation and cost reduction of thermal power plants

“…Collecting information on modern environmental technologies in the energy sector expands the analysis of environmental aspects [5]. The study [6] on the eco-geochemistry of impurity elements in coal gives an idea of the composition of coal and its consequences. It recognizes the urgency of solving geoenvironmental problems related to the energy sector in particular [7].…”