- Разработан научно-методический аппарат решения задач интенсивного энергосбережения, имеющий универсальный характер и включающий: алгоритмы решения задач ИЭС как для действующих, так и для вновь создаваемых объектов высокотемпературных теплотехнологий. Этапы алгоритмов составляют логическую последовательность процедур, реализация которых является основой решения всех задач ИЭС, рассматриваемых в работе; методы и программные средства для анализа энергоемкости технологии производства продукта, выявления структуры энергоемкости; методические основы формирования математических моделей идеализированных теплотехнологических установок (ИТТУ) с регенеративным тепло-использованием и топливным источником энергии; алгоритмы и программы расчета представительной совокупности тепловых схем ИТТУ для определения теоретического минимума энергоемкости технологии производства продукта и потенциала интенсивного энергосбережения в ТТО. Разработанный универсальный научно-методический аппарат составил общую основу решения задач интенсивного энергосбережения в трех разномасштабных теплотехнологических объектах - в комплексе, системе и установке, при этом с учетом специфики каждого объекта методы и программные средства решения задач ИЭС получили дальнейшее развитие.
- Реализованы методы и средства решения задач ИЭС в условиях теплотехнологического комплекса (ТТК) производства строительной керамики. Определена энергоемкость технологии производства продукта, выявлена ее структура. Впервые сформулированы глобальная и локальная постановки задачи минимизации энергоемкости технологии в ТТК, изложен подход к выбору очередности решения задач минимизации. Определены теоретический минимум энергоемкости технологии производства продукта и потенциал интенсивного энергосбережения в ТТК. В рамках поиска путей реализации потенциала ИЭС на основе разработки и исследования перспективных моделей объекта создана математическая модель туннельной обжиговой печи. В процессе разработки и использования модели: - обоснован новый подход к описанию внутреннего теплообмена в садке с применением коэффициента объемной теплоотдачи, впервые разработан и реализован алгоритм идентификации модели объекта; впервые поставлена и решена задача параметрической оптимизации объекта на основе технологического и энергетического условий оптимальности; количественно оценена эффективность направлений реализации потенциала интенсивного энергосбережения в ТТК.
- Развиты и расширены методы и средства решения задач ИЭС в применении к теплотехнологической системе (ТТС) черной металлургии. Впервые выявлена величина и структура потенциала ИЭС системы, свидетельствующая о важности постановки и решения задач интенсивного энергосбережения в границах замкнутого теплотехнологического комплекса. Впервые реализован метод построения последовательности этапов энергетического совершенствования теплотехнологической системы, включая: формирование совокупности перспективных моделей ТТС на основе мероприятий интенсивного энергосбережения; расчетный анализ моделей с использованием оригинальных программных средств; формулировку и алгоритм решения задачи ранжировки перспективных моделей.
- Разработаны этапы алгоритма решения задач интенсивного энергосбережения для плавильной теплотехнологической установки (ТТУ) производства стекловолокна. Определен потенциал ИЭС, выбрано средство реализации этого потенциала - плавильная камера с перфорированным слоем материала (ПКПС).
- Выполнена программная реализация трехмерной математической модели ПКПС, посредством которой впервые выявлена слабая зависимость коэффициента регенерации тепловых отходов от производительности камеры, количественно обоснована оценка ПКПС как перспективной модели оборудования нового поколения. Разработана математическая модель плавильной зоны ПКПС, учитывающая изменение реологических свойств материала при его нагреве и плавлении и основанная на уточненной физической модели движения расплавленного материала. Выполнена оценка правомерности допущений, используемых в расчетных исследованиях движения пленки расплава по вертикальной охлаждаемой стенке в условиях высокотемпературной камеры.
2.Попов С.К. Разработка и использование математических моделей туннельных печей // Стекло и керамика. - 1995. - № 3. - С. 16-17.
3.Попов С.К. Программный комплекс для энергодиагностики туннель¬ных печей / С.К. Попов, О.Л. Русов // Стекло и керамика. - 1997. - № 4. - С. 14-16.
4.Попов С.К. Направления энергетической модернизации вращающейся печи / С.К. Попов, Л.Н. Сидельковский // Промышленная энергетика. -1997. - № 6. - С. 17-18.
5.Попов С.К. Разработка вращающейся печи в системе производства комплексных удобрений / С.К. Попов, Л.Н. Сидельковский // Промышлен¬ная энергетика. - 2001. - № 9. - С. 42-44.
6.Попов С.К. Математическая модель компактного регенератора // Про-мышленная энергетика. - 2001. - № 10. - С. 39-40.
7.Попов С.К. Математическая модель плавления движущегося полого цилиндра в условиях плавильной камеры с перфорированным слоем // Вестник МЭИ. - 2002. - № 3. - С. 56-63.
8.Гашо Е.Г. О комплексной рационализации распределенных систем те-плоэнергоснабжения промышленных комплексов / Е.Г. Гашо, С.К. Попов, // Вестник МЭИ. - 2005. - № 1. - С. 21-27.
9.Попов С.К. Плавильная камера с перфорированным слоем технологи¬ческого материала / С.К. Попов, Ю.К. Иванов // Стекло и керамика. - 2005. - № 12. - С. 37-40.
10.Попов С.К. Разработка и идентификация математической модели туннельной печи // Вестник МЭИ. - 2006. - № 1. - С. 22-28.
11.Крылов А.Н. Моделирование процессов в регенеративном подогрева¬теле технологического материала / А.Н. Крылов, С.К. Попов, Э.Д. Сергиев¬ский // Промышленная энергетика. - 2006. - № 5. - С. 42-44.
12.Иванов Ю.К. Выбор технологии уплотнения шихты и формования перфорированного слоя / Ю.К. Иванов, С.К. Попов, А.К. Шамшин // Стек¬ло и керамика. - 2006. - № 6. - С. 3-5.
13.Попов С.К. Направления реализации потенциала интенсивного энер-госбережения туннельных печей // Вестник МЭИ. - 2007. - № 2. - С. 57-62.
14.Попов С.К. Теоретический минимум энергопотребления в теплотех-нологии производства строительного кирпича / С.К. Попов, П.А. Стогов // Промышленная энергетика. - 2007. - № 9. - С. 31-34.
15.Крылов А.Н. Моделирование процессов тепломассообмена при термо-химической регенерации теплоты отходящих газов / А.Н. Крылов, С.К. По¬пов, Э.Д. Сергиевский // Вестник МЭИ. - 2008. - № 4. - С. 49-54.
16.Попов С.К. Разработка и исследование математической модели пла¬вильной камеры с перфорированным слоем // Вестник МЭИ. - 2008. - № 2. - С. 20-25.
17.Попов С.К. Потенциал энергосбережения в стекловаренных печах // Промышленная энергетика. - 2008. - № 6. - С. 34-38.
18.Попов С.К. Прогноз характеристик теплотехнологической системы про¬изводства стальной проволоки при реализации интенсивного энергосбережения. // Проблемы энергетики теплотехнологии: Тез. докл. 2-й Всесоюзн. науч. конф. / Под ред. А. Д. Ключникова. - М.: Изд-во МЭИ. - 1987. - С. 6.
19.Ключников А.Д. Повышение эффективности энергоматериалоиспользова-ния при нагреве стали / А. Д. Ключников, С.К. Попов // Повышение эффективно¬сти использования топливно-энергетических ресурсов в черной металлургии: Тез. докл. Республ. конф. - Днепропетровск: ДМетИ. - 1989. - Ч.1.- С. 14.
20.Ключников А.Д. Разработка концепции интенсивного энергосбережения в теплотехнологической системе производства стальной проволоки / А.Д. Ключ¬ников, С.К. Попов, И.В. Государев // Повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в черной металлургии: Тез. докл. Республ. конф. - Днепропетровск: ДМетИ. - 1989. - Ч.1.- С. 15.
21.Ключников А.Д. Разработка концепции интенсивного энергосбережения в теплотехнологической системе производства мелкосортного стального проката / А.Д. Ключников, С.К. Попов // Научные основы создания энергосберегающей техники и технологий: Тез. докл. Всесоюзн. конф., Москва, 27-29 ноября 1990 г. - М.: Изд-во МЭИ. - 1990. - С. 52.
22.Ключников А.Д. Повышение уровня энергоматериалосбережения при нагреве стали / А.Д. Ключников, С.К. Попов // Энергосбережение в высокотемпературной теплотехнологии: Сб. науч. тр. - М.: Изд-во МЭИ. - 1990. - Вып. 235. - С. 5-12.
23.Круглов Ю.Д. Диагноз качества использования энергии в теплотехноло-гическом комплексе комбината черной металлургии / Ю.Д. Круглов, С.К. Попов, С.Н. Шапкарин // Интенсивное энергосбережение в промышленной теплотехно¬логии: Тез. докл. 3-й Всесоюзн. науч. конф. - М.: Изд-во МЭИ. - 1991. - С. 6.
24.Ключников А.Д. Разработка концепции интенсивного энергосбережения в теплотехнологической системе сталь-прокат / А.Д. Ключников, С.К. Попов // Интенсивное энергосбережение в промышленной теплотехнологии: Тез. докл. 3-й Всесоюзн. науч. конф. - М.: Изд-во МЭИ. - 1991. - С. 8.
25.Попов С.К. Интенсивное энергосбережение при нейтральном нагреве ме¬талла / С.К. Попов, А.Ф. Горелов // Интенсивное энергосбережение в промыш¬ленной теплотехнологии: Тез. докл. 3-й Всесоюзн. науч. конф. - М.: Изд-во МЭИ. - 1991. - С. 14.
26.Попов С.К. Разработка программного комплекса экспресс-диагностики по-тенциала энергосбережения в многоуровневой технологической системе / С.К. Попов, А.В. Пушкин, О.Л. Русов // Интенсивное энергосбережение в промыш¬ленной теплотехнологии: Тез. докл. 3-й Всесоюзн. науч. конф. - М.: Изд-во МЭИ. - 1991. - С. 21.
27.Ключников А.Д. Диагноз энергетической эффективности и прогноз резер¬ва интенсивного энергосбережения промышленной теплотехнологической сис¬темы / А.Д. Ключников, С.К. Попов // 2-й международный симпозиум по энерге¬тике, окружающей среде и экономике: Тез. докл., Казань, 7-10 сентября 1998 г. -Казань: Казанский филиал МЭИ. - 1998. - С. 42-45.
28.Ключников А.Д. Анализ резерва интенсивного энергосбережения тепло-технологической системы / А.Д. Ключников, С.К. Попов, Б.Л. Фильчиков // Про-блемы эффективного использования энергоносителей и низкосортных топлив в промышленности: Тез. докл. Междунар. конф., Саратов, 24-25 сентября 1998 г. -Саратов: СГТУ. - 1998. - С.35-36.
29.Попов С.К. Использование математического моделирования для повыше¬ния энергетической эффективности туннельных печей / С.К. Попов, А.В. Заслав¬ский // Проблемы эффективного использования энергоносителей и низкосорт¬ных топлив в промышленности: Тез. докл. Междунар. конф., Саратов, 24-25 сентября 1998 г. - Саратов: СГТУ. - 1998. - С.39-40.
30.Ключников А.Д. Анализ направлений энергосбережения в теплотехноло-гической системе / А.Д. Ключников, С.К. Попов // Современное газоиспользую-щее оборудование и технологии в решении энергосберегающих и экологиче¬ских проблем в газовой промышленности: Тез. докл. науч.-практ. конф., Ижевск, 15-17 декабря 1999 г. - Ижевск. - 1999. - С. 33-36.
31.Ключников А.Д. Диагноз энергетической эффективности и прогноз резер¬ва интенсивного энергосбережения теплотехнологической системы / А.Д. Ключ¬ников, С.К. Попов. - М.: Изд-во МЭИ. - 1999. - 70 с.
32.Кривошеев С.Ю. Диагноз энергетической эффективности металлургиче¬ской системы «лом - сталь - прокат» / С.Ю. Кривошеев, А.Д. Ключников, С.К. Попов // Автоматизированный печной агрегат - основа энергосберегающих тех¬нологий металлургии XXI века: Тез. докл. Междунар. науч.-практ. конф., Моск¬ва, 15-17 ноября 2000 г. - М.: МИСиС. - 2000. - С. 204-205.
33.Кривошеев С.Ю. Прогноз резерва интенсивного энергосбережения в ме-таллургической системе «лом - сталь - прокат» / С.Ю. Кривошеев, А.Д. Ключ¬ников, С.К. Попов // Автоматизированный печной агрегат - основа энергосбере¬гающих технологий металлургии XXI века: Тез. докл. Междунар. науч.-практ. конф., Москва, 15-17 ноября 2000 г. - М.: МИСиС. - 2000. - С. 206-207.
34.Попов С.К. Математическая модель теплообмена при плавлении движу¬щегося полого цилиндра в условиях плавильной камеры с перфорированным слоем // Состояние и перспективы развития электротехнологии» (Х Бенардосов-ские чтения): Тез. докл. Междунар. науч.-техн. конф., в 2-х т. - Иваново: ИГЭУ.
2001.- Т.2. - С. 181.
35.Попов С.К. Новые информационные средства обучения в области высокотемпературной теплотехнологии / С.К. Попов, И.П. Морозов // Международный форум информатизации - 2002: Докл. Междунар. конф. «Информационные средства и технологии», Москва, 15-18 октября 2002 г., в 3-х т. - М.: Янус-К. - 2002.- Т.2. - С. 91-94.
36.Попов С.К. Особенности расчета внутреннего теплообмена в печах со сложной геометрией садки // Автоматизированные печные агрегаты и энерго¬сберегающие технологии в металлургии: Тез. докл. 2-й Междунар. науч.-практ. конф. - М.: Изд-во «Учеба» МИСиС. - 2002. - С. 257-258.
37.Попов С.К. Математическая модель тепловой работы регенеративной го¬релки // Рациональное использование природного газа в металлургии: Сб. тез. Междунар. науч.-практ. конф., Москва. 13-14 ноября 2003 г. - М.: МИСиС. - 2003. - С. 128-129.
38.Кривошеев С.Ю. Потенциал резерва интенсивного энергосбережения в ме-таллургической системе / С.Ю. Кривошеев, С.К. Попов, А.Д. Ключников // Энергосбережение - теория и практика: Тр. II-й Всеросс. школы-сем. мол. уче¬ных и спец. - М.: Изд-во МЭИ. - 2004. - С. 166-169.
39.Попов С.К. Разработка и программная реализация структурной математи¬ческой модели региона // Информационные технологии и математическое моде¬лирование: Матер. III-й Всеросс. науч.-практ. конф., Томск, 11-12 декабря 2004 г. - Томск: Изд-во Том. ун-та. - 2004. - Ч.1. - С. 79-81.
40.Попов С.К. Исследование потенциала энергосбережения и мероприятий по его реализации в туннельной печи на основе математического моделирования // Информационные технологии и математическое моделирование: Матер. III-й Всеросс. науч.-практ. конф., Томск, 11-12 декабря 2004 г. - Томск: Изд-во Том. ун-та. - 2004. - Ч.1. - С. 132-133.
41.Попов С.К. Разработка и расчет тепловых схем термодинамически идеаль¬ных установок. Теория и алгоритмы. - М.: Изд-во МЭИ. - 2005. - 60 с.
42.Попов С.К. Потенциал энергосбережения и мероприятия по его реализа¬ции в теплотехнологии производства строительного кирпича / С.К. Попов, П.А. Стогов // Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и теп¬ловые процессы) СЭТТ-2005: Тр. II-й Междунар. науч.-практ. конф., в 2-х т. -М.: Изд-во ВИМ. - 2005. - Т.2. - С. 91-94.
43.Иванов Ю.К. Разработка вопросов промышленного освоения энергосбере¬гающей плавильной установки с перфорированным слоем / Ю.К. Иванов, С.К. Попов, А.К. Шамшин // Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и тепловые процессы) СЭТТ-2005: Тр. II-й Междунар. науч.-практ. конф. - М.: Изд-во ВИМ. - 2005. - Т. 2. - С. 179-182.
44.Попов С.К. Идентификация математической модели туннельной печи // Информационные технологии и математическое моделирование (ИТТМ-2005): Матер. IV-й Всеросс. науч.-практ. конф., Томск, 18-19 ноября 2005 г. - Томск: Изд-во Том. ун-та. - 2005. - Ч.1. - С. 115-117.
45.Устройство для термообработки длинномерных изделий: А. с. 1724706 А1 СССР, МКИ5 С 21 D 9/52 / Ключников А. Д., Попов С.К., Степанова Т. А., Нурга-тина Г.Н. (СССР). - Опубл. 07.04.92. Бюл. № 13.
46.Пат. 2240987 РФ. Шахтная печь / Ю.К. Иванов, С.К. Попов (РФ); МЭИ(ТУ) (РФ). - Заяв. № 2003113517; Опубл. 27.11.04. Бюл. № 33. Приоритет 13.05.03 (РФ).
47.Пат. 2272794 РФ. Плавильная печь с шахтной предкамерой / Ю.К. Иванов, С.К. Попов, А.К. Шамшин (РФ); МЭИ (ТУ) (РФ). - Заяв. № 2004116805; Опубл. 27.03.06. Бюл. № 9. Приоритет 03.06.04 (РФ).
48.Патент РФ. Способ формования рабочей камеры шахтной печи с перфори-рованным слоем шихтового материала и устройство для его осуществления / Ю.К. Иванов, С.К. Попов (РФ); МЭИ (ТУ) (РФ). - Заяв. № 2006145305. Решение о выдаче патента на изобретение от 15.04.2008.
49.Патент на полезную модель № 73330 РФ, МПК C03B 3/00, F27B 1/00. Устройство формования шихты в рабочей шахтной предкамере печи с перфори¬рованным слоем (варианты) / Ю.К. Иванов, С.К. Попов, А.К. Шамшин (РФ). -Опубл. 20.05.08. Бюл. № 14.
50.Свид. о гос. рег. программы для ЭВМ № 2008610418 «Расчет плавильной камеры с перфорированным слоем материала» / С.К. Попов // Зарег. в Реестре программ для ЭВМ 23.01.08.
51.Свид. о гос. рег. программы для ЭВМ № 2008610417 «Программный ком¬плекс «KILN» для теплотехнического расчета туннельной печи в системе произ¬водства керамических изделий» / С.К. Попов // Зарег. в Реестре программ для ЭВМ 23.01.08.