Инновации бизнесу. Методы и средства управления потреблением электроэнергии при производстве водорода

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.

Номер

68-094-04

Наименование проекта

Методы и средства управления потреблением электроэнергии при производстве водорода

Назначение

Расчет расхода и потребления электроэнергии при производстве водорода

Рекомендуемая область применения

Производство цветных металлов и сплавов

Описание

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

Основным восстановителем в процессе производства твердых сплавов в электрических печах сопротивления и сварочных аппаратах является водород.

На промышленных предприятиях цветной металлургии для производства водорода используются электролизеры. На ОАО «Победит» установлены электролизеры типа ФВ-500 М. Для повышения электропроводности при электролитическом разложении воды в неё добавляют едкий калий КОН и бихромат калия (хромник).

Электролизеры типа ФВ-500 М - энергоемкое оборудование, мощность каждого составляет 3000 кВт при общей выработке водорода 536 м ³/час.

Управление электропотреблением осуществляется на основе получения адекватной математической модели зависимости удельного расхода электроэнергии на выработку 1 м ³ водорода от значимых технологических факторов определенных энергетиками и технологами предприятия.

Выделены значимые технологические факторы:

Х ₁ - количество бихромата калия в электролизере ( , кг)

Х ₂ - плотность электролита в электролизере (, г/см ³)

Х ₃ - напряжение на электролизере (u,b)

Математическая модель зависимости удельного расхода электроэнергии на выработку 1м ³ водородаw_уд(кВтч/м ³)от выработанных технологических факторов получена на основании проведенного полного факторного эксперимента (ПФЭ) видаn=2 ³. Для расчета дисперсии выходного параметра 4 и проверки их однородности ставились параллельные опыты, числомm=3. Матрица планирования ПФЭn=2 ³ и результаты экспериментов приведены в таблице.

Матрица планирования ПФЭn=2 ³

№ п/п	Кодовый масштаб			Натуральный масштаб			w_уд,кВтч/м ³ (у)			w_уд,кВтч/м ³ ^( )
№ п/п	Х ₁	Х ₂	Х ₃	, кг	р, г/см ³	u, В	w_уд,кВтч/м ³ (у)			w_уд,кВтч/м ³ ^( )
1	-1	-1	-1	10	1,267	305	4,77	4,8	4,8	4,79
2	1	-1	-1	70	1,267	305	4,72	4,7	4,7	4,71
3	-1	1	-1	10	1,275	305	4,75	4,8	4,7	4,75
4	1	1	-1	70	1,275	305	4,7	4,6	4,6	4,63
5	-1	-1	1	10	1,267	365	4,78	4,8	4,8	4,79
6	1	-1	1	70	1,267	365	4,78	4,7	4,8	4,76
7	-1	1	1	10	1,275	365	4,65	4,7	4,6	4,65
8	1	1	1	70	1,275	365	4,6	4,7	4,7	4,67

Полученное по результатам ПФЭ уравнение регрессии в кодовом масштабе имеет вид:

У = 4,709-0,025х ₁ - 0,44х ₂ + 0,018х ₁х ₃ - 0,016х ₂х ₃ (1)

Переходя от кодовых значений независимых переменных к их значениям в натуральных единицах получаем математическую модель в виде следующего уравнения регрессии:

w_уд= 37,8 - 7,53-10 ^-3- 33,67р + 16,8710 ^-2u + 210 ^-5u - 13,310 ^-2 рu (2)

Из уравнений (1), (2) следует, что проведенный ПФЭ подтверждает значимость экпертных оценок олько двух факторов; х ₁, х ₂.

Математическая модель (2) может использоваться для расчета и прогнозирования удельного расхода электроэнергии и управления электропотреблением при производстве водорода на промышленных предприятиях цветной металлургии.

Преимущества перед известными аналогами

Прогнозирование и расчет расхода и потребления электроэнергии

Стадия освоения

Внедрено в производство

Результаты испытаний

Технология обеспечивает получение стабильных результатов

Технико-экономический эффект

Снижение удельного расхода электроэнергии на выработку 1 м3 водорода позволяет сократить энергозатраты до 10 000 рублей в год

Возможность передачи за рубеж

Возможна передача за рубеж

Дата поступления материала

09.08.2004