PARAMETRIC IDENTIFICATION OF THE DIFFERENTIAL MODEL OF HEAT EXCHANGE IN A GASIFIER
Authors: Бородкин С.В. , Батаронов И.Л. , Иванов А.В. , Ряжских В.И. 
Published: January 2022

На основе одномерной дифференциальной модели теплообмена в газификаторе закрытого типа сформулирована задача параметрической идентификации модели на основе измерений на штатном оборудовании промышленной газификационной установки. Модель включает в себя дополнительное интегральное условие и самосогласованно определяемую подвижную границу, отделяющую зону обледенения трубки испарителя. С применением метода сглаживания особенности разработан алгоритм итерационного решения уравнений модели, использующий метод сквозного счета для решения уравнения переноса на одной итерации. Для параметрической идентификации модели использована смешанная стратегия. Часть идентифицируемых параметров (теплоемкость испарителя, мощность нагревателя, массовая производительность насоса, коэффициент теплоотдачи в окружающую среду) определялась на основе специально организованных измерений: нагрева испарителя без прокачки сверхкритического флюида, газификации в условиях теплоизолированности корпуса испарителя, газификации в стационарном режиме работы. Остальные параметры (коэффициенты теплоотдачи в теплоноситель и сверхкритический флюид) идентифицировались в пассивных измерениях с различными производительностями насоса. Отмечено, что ввиду плохой обусловленности задачи и ограниченности вариаций коэффициентов применение регрессионных методов в данной модели неэффективно. На основе метода стрельбы разработан способ идентификации, заключающийся в определении параметров по измерениям с предельными производительностями с построением функциональной связи между идентифицируемыми параметрами, с последующей верификацией на промежуточных измерениях. Метод апробирован на примере штатной газификационной установки СГУ-7КМ-У

We formulated the problem of parametric identification of the model based on measurements on the standard equipment of an industrial gasification plant on the basis of a one-dimensional differential model of heat transfer in a closed-type gasifier. The model includes an additional integral condition and a self-consistently defined movable boundary separating the icing zone of the evaporator tube. Using the method of smoothing the singularity, we developed an algorithm for iterative solution of the model equations, using the end-to-end counting method to solve the transfer equation in one iteration. We used a mixed strategy for parametric identification of the model. We determined some of the identified parameters (evaporator heat capacity, heater power, mass pump capacity, heat transfer coefficient to the environment) on the basis of specially organized measurements: heating of the evaporator without pumping supercritical fluid, gasification under conditions of thermal insulation of the evaporator body, gasification in stationary operation. We identified the remaining parameters (heat transfer coefficients to the coolant and supercritical fluid) in passive measurements with different pump capacities. We noted that due to the poor conditionality of the problem and the limited variation of coefficients, the use of regression methods in this model is ineffective. Based on the ballistic method, we developed an identification method, which consists in determining parameters by measurements with marginal performance with the construction of a functional relationship between the identified parameters, followed by verification on intermediate measurements. We tested the method on the example of a standard gasification plant SGU-7KM-U