Обобщённая схема реализации феноменологического эвристико-эволюционного подхода при оптимизации теплоизоляционной конструкции ограждения стекловаренной печи

Abstract

Актуальность адаптации феноменологического эвристико-эволюционного подхода (метода) оптимизации проф. Г. Е. Каневца (ФЭЭМО.ГЕК) заключается в освоении высокоэффективного метода оптимизации, разработанного для сложных энерготехнологических систем (ЭТС) и позволяющего учитывать особенности работы, режимные параметры объекта (применительно к теплоизоляционным конструкциям стекловаренных печей – ТКСП), а в широком смысле и плавильных агрегатов схожего со стекловаренными печами принципа действия, для которых характерна достаточно высокая вариативность в случае компоновки таких теплоизоляционных конструкций (десятки тысяч вариантов комбинаций) из-за наличия широкой номенклатуры выпускаемых теплоизоляционных и огнеупорных материалов. Возникающая при этом гибкость тепловых режимов направлена в сторону интенсификации процессов плавления. В таких условиях выбор оптимальной ТКСП становится сложной технико-экономической задачей, для решения которой разработан и используется в исследовании аддитивный критерий эффективности. Цель: получение инструментария проведения оптимизационных расчѐтов ТКСП для повышения тепловой эффективности стекловаренных печей, продления срока службы огнеупорных материалов в условиях непрерывного роста стоимости энергоносителей и необходимости повышения качества выпускаемой продукции. Объекты: высокопроизводительные ванные пламенные стекловаренные печи непрерывного действия. Методы: использование теории тепломассообмена; использование вычислительного эксперимента для моделирования процесса коррозионного износа огнеупорных брусьев бокового ограждения печи и работы системы принудительного воздушного охлаждения, методы математического моделирования и анализа. Результаты: адаптирована обобщѐнная схема реализации феноменологического эвристико-эволюционного подхода (метода) применительно к стекловаренным печам, в процессе работы которых происходит коррозионный износ теплоизолированных боковых ограждений и других элементов, контактирующих с высокотемпературным расплавом. Выполнено обоснование использования ФЭЭМО.ГЕК для случаев оптимизации ТКСП

The relevance of adaptation of the phenomenological heuristic-evolutionary approach (method) of optimization by Professor G. E. Kanevets. (PHEA.GEK) consists in the development of a highly efficient optimization method developed for complex energy technology systems (ETS), which allows taking into account the peculiarities of operation, the operating parameters of the object, in relation to the thermal insulation constructions of glass furnaces (TTICGF), and in a broad sense, melting units similar in principle to glass furnaces, which are characterized by a sufficiently high variability in the case of the layout of such thermal insulation structures (tens of thousands of combinations) due to the presence of a wide range of manufactured thermal insulation and refractory materials, and the resulting flexibility of thermal regimes directed towards the intensification of melting processes. In such conditions, the choice of the optimal TICGF becomes a complex technical and economic task, for the solution of which an additive efficiency criterion has been developed and used in the study. The main aim: to obtain tools for carrying out optimization calculations of the TTICGF to increase the thermal efficiency of glass furnaces, prolong the service life of refractory materials in conditions of continuous growth in the cost of energy carriers and the need to improve the quality of products. Objects: high-performance bathroom flaming glass furnaces of continuous operation. Methods: using the theory of heat and mass transfer; using a computational experiment to simulate the process of corrosion wear of refractory bars of the side fence of the furnace and the operation of the forced air cooling system, methods of mathematical modeling and analysis. Results: a generalized scheme for the implementation of the phenomenological heuristic – evolutionary approach (method) has been adapted in relation to glass furnaces during the operation of which corrosion wear of heat-insulated side fences and other elements in contact with high-temperature melt occurs, the justification for the use of PHEA.GEK for cases of optimization of the TICGF