Стремительный рост населения планеты, а также постепенный переход на электротранспорт заставляет мир потреблять больше энергии, и Россия в данной ситуации не исключение. В последние годы набирает обороты использование возобновляемых источников электроэнергии, таких как ветряные мельницы, солнечные панели и другие. Но их работа зависит от природных условий, и нет смысла устанавливать их в местах, где солнечных дней не так много или недостаточно сильный ветряной напор. Атомная энергетика, несмотря на высокую эффективность, также имеет ряд ограничений и недостатков, поэтому актуальным остается применение тепловых электрических станций, которые работают на невозобновляемых источниках энергии (уголь, газ, нефть и другие вещества). Однако их регулярное обслуживание очень трудоемкий и медленный процесс, поэтому ведется поиск новых решений, которые смогут минимизировать затраты на такие работы. Ученые Пермского Политеха в содружестве с индустриальным партнером – ООО «УралПромБезопасность» создали модуль для программного обеспечения, который увеличит производительность технического обслуживания и ремонта котельных установок на ТЭС, а также повысит их эффективность.
Разработка проведена в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Статья с результатами исследования опубликована в журнале «Математические методы в технике и технологиях».
Преимуществом тепловой электрической станции является то, что она вырабатывает не только электричество, но и тепло, это очень важно для России, в которой большое количество холодных дней в году. Генерация электроэнергии на ТЭС осуществляется турбоагрегатами, которые преобразуют потенциальную энергию получаемого водяного пара в кинетическую энергию вращения вала паровой турбины. Выработка осуществляется в специализированном оборудовании, называемом котельными установками.
От них полностью зависят эффективность и промышленная безопасность эксплуатации станции, инфраструктурная стабильность жилого фонда и расположенных рядом промышленных предприятий, поэтому их обслуживание и ремонт является важной задачей. Правда, своевременное и качественное осуществление этого процесса затруднено из-за его недостаточной цифровизации, то есть многие параметры и результаты техобслуживания заносятся преимущественно в бумажные носители или в электронные документы страничного типа, что увеличивает срок, трудоемкость, качество и стоимость технического обслуживания теплоэнергетического оборудования. Устранить данные недостатки можно с помощью использования специального программного обеспечения.
«Мы проанализировали рынок специализированных программ и не нашли ничего, что позволит устранить существующие недостатки процесса технического обслуживания, поэтому решили доработать действующее. За основу взяли систему «Трубопровод», разработали и внедрили в неё специальный программный модуль, позволяющий автоматизировать выполнение персоналом ТЭС процедур техобслуживания и ремонта», – рассказывает Макар Ромашкин, доцент кафедры оборудования и автоматизации химических производств ПНИПУ.
Основными функциями модуля являются: ввод, хранение и обработка паспортных и эксплуатационных данных о котельных установках, создание и редактирование схем трубопроводов и отдельных конструкционных элементов, учет срока эксплуатации и другие параметры. Паспортно-технические и эксплуатационные сведения хранятся в централизованной базе данных на сервере ТЭС. Всего модуль имеет три вкладки: «Основные параметры», «Ресурс и ТО», «Данные о проекте». В каждую из них оператор сможет своевременно вносить актуальные показатели (состояние проверяемых механизмов, дату проверки и другие) после диагностики или ремонта оборудования и не заниматься бумажной волокитой. Процесс обслуживания тепловой электрической станции становится легче и эффективнее, а обработка результатов происходит гораздо быстрее.
Кроме того, для создания интерактивных схем элементов котельной установки был разработан специализированный графический редактор. В нижней части окна расположена развертка обечайки барабана котла. Она формируется автоматически с учётом схемы расположения труб. Также ученые добавили в схемы систему трубопроводов, так как она необходима для поддержания работы ТЭС.
Модуль, созданный учеными ПНИПУ совместно со специалистами ООО «УралПромБезопасность», позволит быстрее обслуживать и ремонтировать котельные установки на тепловых электрических станциях. Кроме того, разработка увеличит промышленную безопасность предприятий и обеспечит инфраструктурную стабильность жилого фонда, минимизируя время, необходимое для ремонта оборудования.