Автоматизация теплотехнических расчетов для котлов ЦЭС

3.Несоответствие всех или некоторых формул расчетов для котлов, используемых на ОАО «ММК».

4.Большая стоимость перечисленных программных продуктов.

2. Реализация

2.1 Инструменты разработки

Программный код разрабатывается на языке программирования высокого уровня C++. Используемая среда разработки Borland Developer Studio 2006.

Borland Developer Studio 2006 - это готовая среда визуальной разработки приложений. Программы могут быть ориентированы на Win32 и Microsoft.NET, использующие общую базу кода.

Причины выбора данной среды разработки:

*быстрая разработка приложений на языках высокого уровня Delphi, C++;

*визуальный клиент WYSIWYG;

*локальное подключение базы данных Borland InterBase ®, DBase ®, Paradox ®, ADO, MySQL ®, MSDE ® и Access;

*настройка и поддержка компонентов Win32, Microsoft.NET и ASP.NET.

Причины выбора C++ в качестве ЯП:

*высокоуровневый язык программирования общего назначения;

*компилируемый язык программирования;

*существуют компиляторы для всех популярных платформ;

*мощная стандартная библиотека.

2.2 Алгоритм

В данном разделе описаны основные модули и функции, используемые в программе.

Модуль GetSolve отвечает за считывание данных и расчет основных параметров.

Основные функции этого модуля:

Считывание данных, введенных пользователем в первой форме. В функцию передается номер строки и номер столбца ячейки. Функция заполняет переменные значениями для их последующего использования в расчетах.

float TForm1::getValue(){

for (int i = 0; i < 14; i++){

for (int j = 1; j <= 2; j++ ){

Co2[i] = Cells[i][j];

…

}

}

}

Расчет энтальпии от давления для нагретой котловой воды насыщения. В функцию передается давление воды. Результат работы этой функции является промежуточным.

double TP (){

double pp = log(p);

double G = 1 / (((((0.0000036917245 * pp + 0.0000061350619) * pp - 0.000094808082) * pp - 0.00216688) * pp - 0.20096551) * pp + 2.6864264);

return G * var - K;

}

Расчет энтальпии от температуры для пара. В функцию передается температура пара. Результат работы этой функции является промежуточным.

double ST (){

double TT = t + K;

double G = TT / var;

return (((((-351.27926 * G + 746.50772) * G - 575.48983) * G + 146.93427) * G + 40.129466) * G - 31.707554) * G + 7.0717853;

}

Расчет энтальпии от температуры для нагретого пара. В функцию передается температура нагретого пара. Результат работы этой функции является промежуточным.

double TForm1::VPT (){

p = 1;

double TT = t + K;

double G = TT / var;

return (0.0047061) * TT / p + (0.00032321) + (0.00025) * G - (0.0011354) / pow(G, 2) - (0.0004381) / (pow((G - 0.21), 2)) - ((0.00002549) / pow(G, 8) + (0.0000001236) / pow(G, 14) - (0.000055)) * (p / 100);

}

Вычисление коэффициентов. В функцию передается процентное содержание кислорода на заданном участке. Результат работы данной функции является основным.

double koeff_alpha (){

koef = N / (N - Co2);

return koeff;

}

Расчет присосов. В функцию передается содержание кислорода на двух взаимосвязанных участках. Результат работы данной функции является основным.

double prisos_V (){

prisos = (koeff_alpha (Co2_1) - koeff_alpha (Co2_2)) * 100;

return prisos;

}

Расчет расходов. В функцию передается расход газа, давление газа, температура газа по шайбе, давление газа по шайбе, температура газа. Результат работы данной функции является основным.

double rashod_G (){

rashod = Vg * (pow (((Pg + 1) * (tgsh + K)) / ((Pgsh + 1) * (tg + K)) , 0.5));

return rashod;

}

Расчет паропроизводительности котла. В функцию передается паропроизводительность котла, удельный объем пара, удельное давление пара. Результат работы данной функции является основным.

double proisvod_par (){

par = D * (pow ((Upsh / Uf), 0.5)) + alpha_pp;

return par;

}

Расчет температуры котловой воды насыщения. В функцию передается давление пара. Результат работы данной функции является основным.

double t_kv_nas (){

t = TP(Pb);

return t;

}

Модуль OutValue отвечает за вывод результатов расчетов в форму. Печать результатов. В функцию передается номер столбца и номер строки.

float TForm3::outValue(){

for (int i = 0; i < 14; i++){

for (int j = 1; j <= 2; j++ ){

Form3->StringGrid2->Cells [i][j] = Co2[i];

}

}

}

Модуль Graph отвечает за построение графика.

Определение координат для построения графика. Координаты для построения хранятся в структуре.

coord TForm2::translate(){

coord z;

z.x = ceil (x * (PaintBox1->Width) * (delta (x0)) + 2);

z.y = ceil (PaintBox1->Height-2 + y * (-320));

return z;

}

Построение точек графика.

void TForm2::paint(){

for(int x = 0; x <=PaintBox1->Width; x +=1)

{

double pixelValue = delta(x0) / PaintBox1->Width;

double y = f(x*pixelValue);

coord c = translate(x, y);

PaintBox1->Canvas->Pixels[c.x][c.y] = clRed;

}

}

Построение графика по рассчитанным данным.

void __fastcall TForm2::PaintBox1Paint()

{

PaintBox1->Canvas->MoveTo(2, 0);

PaintBox1->Canvas->LineTo(2, PaintBox1->Height);

PaintBox1->Canvas->MoveTo(0, PaintBox1->Height-2);

PaintBox1->Canvas->LineTo(PaintBox1->Width, PaintBox1->Height-2);

double delenie_x;

double smesh_del_x = ((double)(PaintBox1->Width - 2) * delta(x0));

double shkala = ((double)(PaintBox1->Width - 2) / 5);

float delenie_y;

float smesh_del_y =(PaintBox1->Height -2) / 10;

for (int i = 1; i <= 9; i++) {

float delenie_y = 2 + i * smesh_del_y;

PaintBox1->Canvas->MoveTo(0, PaintBox1->Height - delenie_y );

PaintBox1->Canvas->LineTo(5, PaintBox1->Height - delenie_y );

PaintBox1->Canvas->TextOutA(10, PaintBox1->Height - delenie_y - 4, "0,"+ FloatToStr(i));

}

for (int i = 1; i <= 3; i++) {

double delenie_x = 2 + i * smesh_del_x * shkala;

PaintBox1->Canvas->MoveTo(delenie_x, PaintBox1->Height );

PaintBox1->Canvas->LineTo(delenie_x, PaintBox1->Height - 5 );

PaintBox1->Canvas->TextOutA(delenie_x - 3, PaintBox1->Height - 20, "" + FloatToStrF(delta(x0)/(4-i), ffFixed, 3, 3));

}

PaintBox1->Canvas->TextOutA(6, 6, "alpha_pp");

PaintBox1->Canvas->TextOutA(PaintBox1->Width - 38, PaintBox1->Height - 22, "Dp");

paint();

}

2.3 Описание решения задачи

Для решения поставленной задачи используется принцип последовательного решения: ввод данных пользователем - вычисление промежуточных значений - вычисление итоговых значений - вывод результатов - построение графика. Для удобства однотипные формулы сведены в одну функцию, которая в зависимости от переданных значений рассчитывает необходимый параметр. Все эти шаги отображены на блок-схеме (Рис. 3).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3 - Блок-схема программы КотелОК.

3. Пример использования программы

Для начала работы с программой ее следует запустить, а затем создать новый расчет. Внешний вид главного окна программы изображен на рисунке (Рис. 4).

Рис. 4 - Внешний вид программы КотелОК.

Для решения поставленной задачи данными методами исходные данные должны вводиться пользователем в соответствующий столбец таблицы в главном окне программы. Общепринято, что точность вводимых значений составляет 2 знака после запятой, но пользователь имеет возможность ввода большей точности значений.

Для удобства пользователя рядом со столбцом, предназначенным для ввода значений, есть столбцы, указывающие приемлемые границы значений для каждого параметра. Однако данные границы не строго регламентированы, а значит, значения могут выходить за данные рамки. Внешний вид окна ввода данных представлен на рисунке (Рис. 5).

Рис. 5 - Внешний вид окна ввода данных.

После ввода исходных данных для расчетов пользователь может выполнить расчет теплотехнических параметров. Для этого необходимо выбрать меню Расчет - Вычислить. На экране появится новое окно с результатами расчетов, в котором так же указаны все наименования рассчитанных параметров. Пример окна Результаты изображен на рисунке (Рис. 6).



Рис. 6 - Пример окна Результаты.

После получения результатов пользователь может построить график зависимости коэффициента избытка воздуха за пароперегревателем от паропроизводительности котла. Для этого необходимо в окне Результаты выбрать меню Расчет - Нарисовать график. График зависимости отобразится в новом окне, что позволяет визуально оценить полученные результаты и график, сравнив их. Пример окна графика зависимости изображен на рисунке (Рис. 7).

Рис. 7 - Пример окна графика зависимости.

Программа не предназначена для анализа полученных результатов, следовательно, оценку эффективности работы котла пользователь должен производить самостоятельно.

Заключение

В данной работе был рассмотрен принцип расчетов теплотехнических параметров для котлов ЦЭС. Были реализованы модули теплотехнических расчетов, модули считывания данных и вывода результатов работы, а также модуль графического отображения зависимости коэффициента избытка воздуха за пароперегревателем от паропроизводительности котла.

Список используемых источников

1. Равич М.Б. «Упрощенная методика теплотехнических расчетов» М., Наука 1966, 416 с.

2. Справочное пособие по наладке котельных установок предприятий черной металлургии. Т. 1,2, УЭЧМ, Свердловск, 1972.

3. Ривкин С.П. и др. «Теплофизические свойства воды и водяного пара» М., «Энергия» , 1980, 422с.

4. Трембовля В.И. и др. «Теплотехнические испытания котельных установок», М, «Энергия», 1977, 297с.

5. Теплотехнический справочник Т. 1,2 М, «Энергия», 1979.

6. Справочник эксплуатационника газовых котельных Л., «Недра» 1975,327с.

7. Методические указания по испытанию котельных агрегатов, работающих на газе и мазуте Т.1,2 «Промэнергогаз» Ленинград, 1988.

Размещено на Allbest.ru