ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчет и регулирование работы реакторов . Ректификация и регенерация растворителей из "Проектирование химико-технологических процессов методами системотехники" Теперь мы видим, какими возможностями Вы располагаете при разработке процесса мы высоко ценим данные Вами рекомендации по теории. Все же некоторые из наших сотрудников еще убеждены, что все это — сплошное надувательство. Они считают, что Вам просто повезло, когда Вы участвовали в разработке нашего процесса и затем устраняли неполадки на готовом агрегате. Не могли бы Вы привести несколько примеров исследований, проделанных другими авторами, н указать на результаты, полученные за счет применения программ, составленных системотехниками Это могло бы убедить их, что Вы на правильном пути. [c.135] Системотехника в химической промыщленности применяется сравнительно недавно (меньше десятилетия), однако в литературе имеется целый ряд работ (здесь обсуждаются восемь), описывающих использование полностью или частично тех методов, которые рассмотрены в этой книге. В некоторых статьях приведены окончательные результаты исследований и связанные с ними экономические эффекты. Большинство же работ посвящено описанию преимуществ моделирования процессов и установок на аналоговых машинах. [c.135] Статьи, рассматриваемые нами, разбиты на классы в соответствии с типами химико-технологических аппаратов и процессов. Это — реакторы, испарители, аппараты для ректификации и соответствующих процессов разделения и, наконец, системы для утилизации промышленных отходов. [c.136] Фрэнкс и Пинк показали пример использования аналоговой машины для расчета оптимальной системы автоматического регулирования работы реактора периодического действия, в котором при различных, сильно меняющихся температурных режимах следует поддерживать температуру в пределах 0,5° С. В этой статье помимо превосходного обсуждения вопроса о схемах аналоговых машин, необходимых для решения различных аспектов проблемы, показана также абсолютная неприемлемость различных одноконтурных систем автоматического регулирования. Кроме того, там же изложена система каскадного регулирования, необходимая для обеспечения регулирования температуры в заданных пределах. В этой статье рассмотрены преимущества машинного моделирования при испытании предлагаемого проекта системы автоматического регулирования методом проб и ошибок до того, как эта система будет сконструирована, вместо проведения испытаний на уже смонтированном агрегате. [c.136] Фрэнкс и Джеймс в своей работе описывают метод применения моделирующей аналоговой машины для определения соответствующей системы управления работой реактора каталитической гидрогенизации, включенного в рецикл. Хотя в статье не раскрыта природа вредных побочных продуктов и не дан подробный окончательный расчет системы автоматического регулирования, важность статьи состоит в том, что здесь рассмотрены удачные приемы, которые следует использовать при решении подобных проблем. [c.136] На рис. ХМ показана общая схема процесса. Заметим, чтб в нее введены все элементы, составляющие законченный технологический агрегат, точно так же, как это сделано в примере, рассматриваемом в данной книге. В обоих случаях имеется рециркулирующий поток, который может вывести установку в колебательный режим или даже сделать ее работу неустойчивой. [c.137] На рис. Х1-2 изображена программа аналоговой вычислительной мащины, моделирующей работу установки. Динамику холодильника и рециркулирующего газового потока в расчет не принимают. При моделировании реактор подразделяют на четыре секции с идеальным перемешиванием и с общим вре менем пребывания. Это позволяет аппроксимировать существующий в слое катализатора промежуточный режим между идеальным перемешиванием и идеальным вытеснением. [c.137] Реальное выражение, используемое авторами, несколько сложнее потому, что в него входят члены, описывающие тече ние химической реакции. При изучении динамики химических процессов выражение, приведенное выше, часто применяют для характеристики значительно более сложных систем. Тщательный выбор Опт часто дает возможность получить хорошее отображение. [c.137] Уже в третьей своей статье Фрэнкс обсуждает и описывает в общих чертах метод использования аналоговых машин для моделирования сложных химических систем, включающих реактор и связанное с ним оборудование для процессов разделения. Особый интерес представляют рассмотренные им методы наладки элементов системы автоматического регулирования, таких, как клапаны и регуляторы, а также данные им вывод уравнения и схема моделирования парциального конденсатора. [c.138] Три работы, о которых здесь идет речь, касаются управления системами ректификации и абсорбции. Наиболее полной из них является статья Льюиса . Он использовал моделирование на аналоговых машинах для доказательства устойчивости и расчета системы автоматического регулирования процесса регенерации растворителя, дающего большую экономию вспомогательных средств, необходимых для работы производства. [c.138] Применение в этом процессе противоточных теплообменников в качестве экономайзеров привело к образованию положительной обратной связи и дестабилизации процесса, поэтому выбор системы автоматического регулирования оказался необходимой частью исследования. [c.138] Ввиду большой сложности реальных промышленных систем были необходимы многочисленные упрощения (аппроксимации) динамически различных технологических агрегатов. Данная статья имеет особую ценность потому, что в ней разобраны подобные упрощения и, кроме того, отмечена относительная их важность при моделировании на машинах. [c.138] Наибольшая постоянная времени, равная 1,05 мин, включала в себя инерционность гильзы термопары и измерительного устройства. Чистое запаздывание, равное 3,0 мин, определялось реальным транспортным запаздыванием жидкости на тарелках между точкой замера температуры и верхней частью колонны. [c.139] Поскольку эта методика расчета отлична от рассмотренных в предыдущих главах книги, читателю следует познакомиться с ней особо. [c.140] Джонсон дал, надо полагать, первую публикацию, посвященную динамике процесса управления работой вакуумных испарителей. Он не ответил на все вопросы, которые поставил в своей статье, но все же это хорошее начало. [c.140] До проведения испытания в литературе были найдены данные, показавшие желательность применения несколько более сложного метода моделирования с использованием варианта 2 (см. рис. Х1-5). Вычисленное теперь время Ог было равно 23 сек, а x принимали равным 24 сек. [c.141] С помощью новой системы управления удалось стабилизировать уровень, однако возмущения в вакуумной системе все еще оказывали влияние на положение уровня поверхности испарения, который менялся на 100 см при изменении давления на 2 мм рт. ст. Для исправления этих неполадок была рекомендована более чувствительная система регулирования давления, т. е. уменьшены постоянные времени /Сб и Тг и дополнительно установлен регулятор давления на паровой линии к эжектору. Причинами совершенно неудовлетворительного управления по первоначальной схеме являются очень большие чистое запаздывание и постоянные времени испарителя, особенно когда происходят возмущения по вакууму. [c.142] Указывая на большую трудность определения постоянных времени процесса (исходя из неполных предварительных сведений о нем), а также на опасности, таящиеся в подобной методике, автор упомянутой статьи отмечает большое значение таких исследований, проводимых для определения источников возможных погрешностей. Джонсон достоин похвалы за ту откровенность, с которой он перечисляет расхождения между полученными им данными об этом процессе и их истинными значе-нйями и отмечает влияние этих расхождений на переходные характеристики. Последующие исследователи процессов управления работой испарителей извлекут из упомянутой статьй большую пользу. [c.143] Вернуться к основной статье