К.т.н. Очков В.Ф. (http://twt.mpei.ac.ru/ochkov)
Московский
энергетический институт (ТУ)
В Московском энергетическом институте (www.mpei.ru) совместно с ООО «Триеру» (www.trie.ru) разработан комплекс программ и специализированный сайт (www.vpu.ru/mas) для информационной и прочей поддержки специалистов, работающих в области водоподготовки для энергетики и коммунального хозяйства. Многие страницы сайта отформатированы так, что на них можно заходить не только с обычного, но и с карманного компьютера, с сотового телефона (SmartPhone). Доступ к сайту свободный, но отдельные компоненты требуют предварительной регистрации.
Сайт содержит следующие разделы.
Справочник входит в состав сетевой версии четырехтомника «Теплотехника и теплоэнергетика» – http://twt.mpei.ac.ru/TTHB.
На рис. 1 в качестве примера отображен сайт в Интернете, по которому можно узнать технологические параметры воды основных источников водоснабжения России и ближнего зарубежья. В обычных (бумажных) справочниках эти данные представлены в виде таблиц, которые часто приходится дополнительно обсчитывать – переводить числа из одной размерности концентрации в другую, например. В Интернете же достаточно «щелкнуть» мышью по интересующему источнику водоснабжения и тут же будут выданы не только колонки чисел, которые допустимо копировать в другие документы, но и проведена некая обработка чисел – определение типа и класса воды, ее солесодержание, построение круговой диаграммы и др. Кроме того, данные в «бумажных» справочниках часто устаревают. Сетевая версия справочника непрерывно дополняется и исправляется, в том числе и за счет обновленной информации, присылаемой посетителями сайта.
На описываемом сайте www.vpu.ru/mas собраны и открыты в Сети различные документы, связанные с расчетами и оптимизацией процесса водоподготовки. На рис. 2 в качестве примера показан сетевой расчет равновесных концентраций воды после добавления в нее гашеной извести (Са(ОН)2)и соды (Na2CO3) в целях ее умягчения и снижения щелочности. При выполнении расчета решается система нелинейных алгебраических уравнений. На сайте само решение не отображается, но показано, что оно сделано правильно: в воде, наблюдается равновесие по ионному состава (электронейтральность), выверяются термодинамические константы (ионное произведение воды, константы диссоциации угольной кислоты по двум ступеням и др.).
Подобные расчетные документы созданы и выложены в Сети и по другим процессам водоподготовки: известкование и коагуляция (расчет равновесных и реальных концентраций), Na-катионирование, обессоливание и т.д. Многие расчеты имеют и экономическую составляющую – выдают, например, себестоимость обработанной воды. Особо следует отметить сетевой расчетный документ, размещенный по адресу http://twt.mpei.ac.ru/MAS/Worksheets/New_VPU/Anketa.mcd , по которому ведется технико-экономическая оценка (предпроектирование) реконструкции или нового строительства водоподготовительной установки для тепловой электростанции.
Расчеты выложены в Сети с использованием технологии Mathcad Application Server, имеющей то неоспоримое преимущество, что она опирается на математический пакет Mathcad, хорошо известный многим разработчикам.
Эти модели предоставляются пользователям как на дисках, так и открытыми в Интернете. На рис. 3 в качестве примера показана трехмерная модель осветлителя, открытая в Интернете. Посетитель данного сайта имеет возможность через кнопки управления менять ориентацию объекта в пространстве и делать другие действия с ним. На сайте также выложены анимационные клипы, иллюстрирующие процессы водоподготовки, протекающие в соответствующем водоподготовительном оборудовании.
Пакет программ WaterSteamPro (www.wsp.ru) предназначен для вычислений теплофизических свойств воды и водяного пара, воздуха и дымовых газов в широком диапазоне исходных данных.
В программе определено более 300 функций для вычислений свойств воды и водяного пара по формулам, предложенным Международной Ассоциацией по Свойствам Воды и Водяного Пара (www.iapws.org). Термодинамические свойства вычисляются по формулам IF-97 для технических расчетов, а остальные свойства – по соответствующим им формуляциям (наборам уравнений).
Пакет программ WaterSteamPro официально зарегистрирован в Российском Агентстве по Патентам и Товарным Знакам (свидетельства № 2000610803), в Госстандарте России (свидетельство № АК-35/4 от 16.04.2001 г.) и рекомендован Департаментом генеральной инспекции по эксплуатации электрических станций и сетей РАО «ЕЭС России» для использования в энергетике (информационное письмо ИП-14-27-2001 от 03.08.2001 г.).
Программа WaterSteamPro может быть подключена практически ко всем программным средам (Microsoft Excel, Mathcad, Fortran, C++, Visual Basic, Delphi и т.д.), используемых для инженерно-технических расчетов.
Многие компоненты пакета WaterSteamPro выложены в Интернете и, как отмечено выше, доступны даже через PDA и SmartPhone. Так на рис. 4 показано, как через карманный компьютер ведется расчет параметров воды и водяного пара по заданным значениям давления и температуры. Выведены значения изобарной и изохорной теплоемкости и теплопроводности воды или водяного пара. Остальные параметры можно получить через прокрутку экрана карманного компьютера.
Опыт совершенствования приемов эксплуатации оборудования химцехов на основе переработанных инструкций и компьютерных тренажеров позволяет разработчикам сценариев и программистам кафедры Технологии воды и топлива (http://twt.mpei.ac.ru) Московского энергетического института (www.mpei.ru) продолжать работы по внедрению в практику эксплуатации комплексных компьютерных тренажеров. Для ускорения и усовершенствования конечного продукта – компьютерных тренажеров для персонала, обслуживающего водоподготовительные установки (ВПУ), предлагается заинтересованному персоналу химцехов детально ознакомиться с конструкцией тренажеров по «Энциклопедии физико-химических технологий в энергетике» или по материалам, выложенным на сайте www.vpu.ru, и представить в электронном виде для использования в окончательном варианте тренажеров, сценарии тренажеров, чертежи технологических схем или узлов, инструкции и режимных карт. На отмеченном сайте персонал химцехов может выбрать шаблоны инструкций. Данные мультимедийные инструкции и тренажеры позволяют эффективно готовить персонал химцехов к надежной, экономичной и безаварийной работе на технологических установках ВПУ, а также к быстрой и грамотной ликвидации аварийных ситуации. Кроме того, мультимедийные инструкции позволяют инженерно-техническому персоналу иметь всегда на компьютере хорошо документированный сборник инструкций и схем, в который при необходимости можно вносить изменения и дополнения, утверждая их у руководства электростанции. Кроме тренажеров по уже действующим установкам водоприготовления разрабатываются тренажеры и обучающие курсы по строящимся или проектируемым установкам.
На рис. 5 отображен один из экранов тренажера аппаратчика ВПУ ГРЭС-24 (г. Новомичуринск, Рязанской обл.), примечательный тем, что исходной водой для нее служит конденсат, получаемый из дымовых газов самой электростанции.
Деятельность
персонала ТЭС, в том числе и их химических цехов, характеризуется рядом
особенностей: большим потоком информации, ограниченным временем принятия
решении при взаимодействии работников различных цехов, повышенной ответственность
за результаты деятельности и т.д. Поддержание качественного водно-химического
режима (ВХР) и ликвидация нарушений является одним из основных путей
снижения повреждаемости основного
теплоэнергетического оборудования ТЭС и во многом зависит от уровня
квалификации персонала химических цехов. В этой связи необходимо большое
внимание уделять текущей подготовке персонала – поддержанию, восстановлению и
коррекции навыков и умений, приобретенных в процессе обучения и работы, в том
числе по четкому взаимодействию в своей деятельности с персоналом смежных
цехов, используя современные технологии и технические средства.
Для реализации этих задач кафедрой Технологии воды и топлива
МЭИ при консультации высококвалифицированных специалистов ряда энергетических
предприятий были разработаны компьютерные программы-тренажеры. Компьютерные
программы-тренажеры моделируют ведение водного режима электростанции и его
контроль, типичные неполадки, связанные с ВХР, а также они акцентированы на
комплексное действие персонала различных цехов в процессе оперативной
ликвидации возникающих нарушений.
Издательство Московского энергетического института (www.mpei-publishers.ru) возродило практику выпуска качественной научно-технической литературы, включая и литературы по проблеме водопотребления и водоотведения на электрических станциях. При этом книги стали дополняться сайтами в Интернете. В качестве примера можно привести сайт книги «Водоподготовка в энергетике» (www.vpu.ru), вышедшей в 2003 году, охватывающей следующие веб-страницы (разделы):
· Примеры книги, решаемые в on-line режиме (см. п. 2 выше)
· Тестовые задания по теме книги
· Анимации по теме книги
· Mathcad-документы книги
· Excel-документы книги
· Сайт «Кто есть кто в водоподготовке России и стран СНГ»
· Сайт «Фирмы, поставляющие оборудование и материалы для водоподготовки»
· Литература по водоподготовке, начиная с 1924 года
· Сайт «Тренажеры персонала водоподготовительных установок»
· Сайт «Тренажеры по водно-химическим режимам энергоблоков»
Сайт, по своей сути стал «родным» для работников, связанных с водоподготовкой и водно-химическим режимом электростанций.
Подобные страницы создаются и для других книг водной тематике, издаваемых в МЭИ:
· Химический анализ в энергетике
· Водный режим энергоблоков
1.
Мартынова
О.И., Никитин А.В., Очков В.Ф. Водоподготовка: Расчеты на
персональном компьютере. М.: Энергоатомиздат, 1990
2.
Копылов
А.С., Лавыгин В.М., Очков В.Ф. Водоподготовка в
энергетике. М.: Изд-во МЭИ, 2003
3.
Очков
В.Ф. Открытые
расчеты процессов водоподготовки в интернете // Энергосбережение и
водоподготовка, № 3, 2004
4.
Александров
А.А, Очков В.Ф., Орлов К.А. Уравнения и программы для расчета свойств газов и
продуктов сгорания // Теплоэнергетика, № 3, 2005
5.
Очков
В.Ф. Mathcad 12
для студентов и инженеров. С-Пб.: БХВ-Петербург, 2005
6.
Очков
В.Ф., Пильщиков А.П., Чудова Ю.В. Открытые расчеты
по ионитам // Энергосбережение и водоподготовка. 2006. № 1
7.
Очков
В.Ф. Математические
пакеты и сетевой интерактивный теплотехнический справочник: проблемы и решения
// Теплоэнергетика. 2006. № 6