Технологическое проектирование ХТС тепловые системы

Для составления граничных задач первого уровня декомпозиции ИПЗ, удовлетворяющих условию (VI,24), используют эвристическое правило заменить рассмотрение множества вариантов технологической схемы тепловой системы рассмотрением множества маршрутов (п + т) исходных потоков. Для определения количества граничных задач первого уровня-декомпозиции также используют другое эвристическое правило решение каждой граничной задачи проектирования должно включать операцию теплообмена между любыми двумя исходными потоками (i-ым горячим и /-ЫМ холодным i=l, л /=1, т). Таким образом, количество граничных задач первого уровня декомпозиции г (лХт), Случай [c.259]

Третий этап декомпозиционно-топологического метода состоит в определении технологической схемы, которая соответствует минимуму приведенных затрат, путем решения полученных граничных задач проектирования. Некоторое оптимальное решение одной из граничных задач, отвечающее условию (VI,26), будет определять оптимальный вариант искомой технологической схемы тепловой системы. Алгоритм решения полученных граничных задач показан на рис. 1-13. [c.262]

При проектировании оптимальной технологической схемы ТС необходимо определить структуру технологических связей между теплообменными аппаратами заданного типа, а также размеры поверхностей теплообмена для каждого аппарата разрабатываемой тепловой системы, которые обеспечивают выполнение требуемой операции рекуперативного теплообмена между исходными т горячими и п холодными технологическими потоками химического производства при минимуме некоторого КЭ системы, например, при минимальном значении приведенных затрат. [c.234]

При разработке единичного образца оборудования или малой серии машин применение ЭВМ для выполнения компоновки нерационально. Компоновку выполняют с использованием блочноиерархического принципа с переходом от общего к частному. Первоначально, на этапе эскизного проектирования, компонуют основную схему, общую конструкцию агрегата. Разрабатывают несколько компоновочных вариантов, т. е. выбирают и вычерчивают кинематическую схему, определяют взаимное положение рабочих органов, оценивают схему нагружения, правильносгь размещения и форм основных элементов системы. Одновременно выполняют основные технологические, тепловые, механические и другие расчеты, которые связаны с выбором форм и размеров компонуемых элементов машины. [c.35]

В результате решения системы уравнений балансов на стадии проектирования ХТС определяют количественные характеристики функционирования системы, которыми являются материальные и тепловые нагрузки и производительность элементов системы в виде массовых расходов и составов сырья, конечных и промежуточных продуктов массовых расходов сточных вод и выбросов вредных газов в атмосферу массовых расходов греющего пара и охлаждающей воды количества тепла и электроэнергии. Материальные и тепловые нагрузки и производительность элементов ХТС представляют собой исходную информацию для расчета технологических моделей отдельных элементов, а также для технологического и конструкционного расчетов элементов системы. [c.37]

Зная материальные и тепловые нагрузки на элементы ХТС, определяют как на стадии проектирования, так и в условиях эксплуатации расходные нормы по сырью, греющему пару, охлаждающей воде и коэффициенты использования энергии, которые являются технологическими показателями эффективности функционирования системы. [c.37]

Разработанный на основе анализа топологических свойств циклических потоковых графов алгоритм расчета материальных и тепловых балансов ХТС формализует процесс составления и определения оптимальной стратегии решения систем уравнений балансов и создает объективные предпосылки для автоматизации выполнения указанных операций с помощью ЭВМ при анализе химико-технологической системы на стадиях проектирования и эксплуатации. Наряду с этим предложенный алгоритм позволяет находить точки оптимального размещения контрольно-измерительных приборов для контроля за технологическими потоками ХТС и непрерывно получать информацию о неизмеряемых с точки зрения оперативного контроля значениях технологических потоков системы с целью повышения качества управления технологическими процессами. [c.219]

На стадии проектирования для выбранной технологической топологии ХТС (см. рис. У-6) с помощью топологического метода анализа определим материальные и тепловые нагрузки на элементы системы при следующих условиях. Необходимо очистить V м /ч (здесь и далее объемы газа приведены к нормальным условиям) конвертированного синте.ч-газа, содержащего объемн. % двуокиси углерода. Синтез-газ поступает в абсорбер, работающий при атмосферном давлении Н/м (здесь и далее давления абсолютные), с температурой 1°С. Очищенный синтез-газ, содержащий объемн. % двуокиси углерода, должен находиться при атмосферном давлении и иметь температуру 1 °С. Давление в верху регенератора составляет Рр Н/м , температура двуокиси углерода после конденсации парогазовой смеси равна i 9° С. [c.223]

На качественном этапе системного анализа при решении научных и инженерно-технических задач, направленных на совершенствование, проектирование и управление процессов химической технологии, требуется учитывать различного вида неопределенности. Довольно часто неопределенности обусловлены уровнем знаний (в рамках решаемой задачи) об изучаемой технологической системе. Выделяют общий уровень знаний и знания одного или группы специалистов. Неопределенности могут возникать и но другим причинам. К ним относятся большие погрешности измерений, что рассмотрено при решении задачи но оценке запасов газа в месторождении. Использование качественной информации при экстраполяции функции тепловых потоков в стекловаренной печи обусловлено отсутствием количественных экспериментальных данных в недоступной для измерений области. В процессах получения полиэтилена методом высокого давления и ректификации из-за сложности описания взаимосвязей между параметрами применен подход нечетких множеств. Привлечение качественной информации при синтезе нечетких регуляторов определяется желанием использовать неформализованные знания и опыт оператора. Неопределенности могут являться причиной нечеткости задания целей иссле- [c.352]

За время, прошедшее после второго издания книги (1971 г.), наметились суш,ественные изменения в технологическом оформлении процессов ректификации и абсорбции все большее применение в промышленности находят сложные аппараты и системы аппаратов, связанные между собой прямыми и обратными материальными и тепловыми потоками. В проектировании процессов и аппаратов происходят также качественные изменения, обусловленные использованием методов оптимального расчета, требу-юш их в сваю очередь выполнения не поверочных, а проектных расчетов. Дальнейшее развитие получили методы расчета процессов разделения многокомпонентных смесей, в том числе и с применением ЭВМ [c.7]

Вопрос о необходимой полноте математического описания процессов решается дифференцированно в зависимости от целей и задач проектирования. Так, при выборе схемы разделения целесообразно использовать приближенное математическое описание процессов при определении технологического режима и параметров разделения по отдельным аппаратам в большинстве случаев бывает достаточно применения точных термодинамических расчетов, т. е. методов расчета, основанных.на решении системы уравнений материального и теплового балансов и фазового равновесия. Кинетический расчет аппаратов, учитывающий влияние реальной. гидродинамической обстановки и конечных скоростей тепло-массопередачи на эффективность процесса, целесообразно использовать при таких условиях разделения, когда применение других методов расчета приводит к незначительным расхождениям с фактическими данными о работе промышленных колонн, например, при разделении сильно неидеальных смесей, при необходимости точного определения содержания примесных компонентов в продуктах, при уточнении нагрузок по сечениям колонны и т. д. [c.26]

Трубопроводы как объект проектирования рассматриваются на обеих стадиях. Основной состав трубопроводных линий определяется уже при разработке технологической схемы и выполнении расчетов материально-тепловых балансов. На этом этапе для линий трубопроводов определяются назначение, передаваемая среда (состав), ее расход, температура, давление. Этих же сведений, дополненных данными о коррозионных, токсических и пожароопасных свойствах, а также некоторыми физическими свойствами транспортируемых сред, достаточно для выбора материала и диаметра трубопровода [14]. При этом диаметр отдельных трубопроводов определяют обычно по допустимой скорости. Далее, на этапе проекта обычно проводится приближенный гидравлический расчет схемы производства в целом. При этом наибольшие трудности обычно представляет расчет оборудования. На оборудование приходится и подавляющая доля потерь давления. Полный гидравлический расчет схемы позволяет определить потери давления в системе и выбрать диаметры трубопроводов, определить число и места установки насосов [3, 15, 16]. [c.6]

Более совершенной с точки зрения вычислительных аспектов решения задачи расчета комплексов колонн ректификации многокомпонентных смесей произвольной сложности, а также возможности учета всех особенностей математического моделирования процесса многокомпонентной ректификации является система программ ДИСТИЛЛЯЦИЯ , разработанная на основе большого числа работ в области математического моделирования процессов ректификации [125, 130, 183—185,. 276, 300]. Система ДИСТИЛЛЯЦИЯ предназначена для решения задачи технологического расчета процессов разделения многокомпонентных смесей, в результате которого определяются составы и количества продуктов разделения, профили концентраций компонентов и температур по высоте каждого аппарата системы, тепловые нагрузки на конденсаторы и кипятильники всех колонн. Разработанные программы используются как основная подсистема анализа возможных вариантов организации процесса на стадии его проектирования, для решения задачи поиска оптимальных параметров технологической схемы и для непосредственного решения задачи проектирования отдельных колонн, под которой понимается определение [c.73]

Подсистема теплового проектирования. Проектируемые устройства должны удовлетворять многим требованиям — функциональным, конструкторско-технологическим, эксплуатационным, надежностным, экономическим и др. Оптимально эти требования могут быть удовлетворены на основе двух главных принципов, положенных в основу проектирования, а именно унификации конструкций и системному подходу. Как отмечалось в 3.4, конструктивно РЭА построен по модульному принципу, т. е. он делится на несколько конструктивных единиц, которые, б свою очередь, делятся иа еди(-ницы более низкого ранга. Поэтому РЭА следует рассматривать как некоторое структурное образование, составные части которого (элементная база, кассеты, блоки, системы охлаждения и т. д.) в значительной мере унифицированы и находятся в иерархическом соподчинении. [c.194]

В зависимости от тепловой нагрузки на холодильную установку, разнообразия объектов охлаждения, типа холодильных машин и вида потребляемой энергии применяют либо централизованную, либо локальную систему хладоснабжения. Централизованная система предполагает использование единого комплекса. машин и аппаратов для выработки холода различных параметров и его распределения. Система может включать отдельные агрегатированные холодильные машины или представлять комбинацию холодильного оборудования, имеющего общие или взаимозаменяемые элементы (например, блок конденсаторов, ресиверы, коммуникации рабочего тела холодильной машины). Как правило, при проектировании централизованной холодильной установки применяют систему охлаждения технологических объектов промежуточным теплоносителем. Такой вариант хладоснабжения предполагает некоторое увеличение энергозатрат (по сравнению с непосредственным охлаждением потребителей холода рабочим телом холодильной машины), однако позволяет упростить технологическую схему, обеспечивает удобство монтажа и обслуживания оборудования, безопасность и надежность его эксплуатации. Изолированность контура рабочего тела холодильной машины допускает применение аммиака как наиболее дешевого и термодинамически эффективного рабочего тела, [c.351]

Основная операщи проектирования новых и анализа действующих химико-технологических систем - это расчёт материально-тепловых балансов в условиях установившегося технологического режима. При проектировании химико-технологических систем (ХТС) значения материально-тепловых нафузок и производительностей элементов ХТС представляют собой исходную информацию для расчёта значений технологических к констр) кцио1ШЫХ параметров элементов ХТС, а также для расчёта значений удельных расходных норм или расходных коэффициентов сырья и топливно-энергетических ресурсов. Первым этапом такого расчёта является постановка задачи и составление системы уравнений материально-тепловых балансов. [c.185]

Алгоритмы, включенные в систему АПРИЗ, обеспечивают решение подавляющего большинства практически важных задач расчета тепловой изоляции. Однако существует ряд специфических, редко встречающихся задач, которые не включены в систему. Иногда проектировщики считают возможным предъявлять к тепловой изоляции требования, связанные с контролем агрегатного состояния вещества в трубопроводе, например, не допустить конденсации паров в трубопроводе . Такие требования представляются нецелесообразными и являются нарушениями технологии проектирования. Тепловая изоляция представляет собой пассивный элемент технологической схемы с ограниченными возможностями. Толщина теплоизоляции ограничена не только экономическими соображениями, но и прочностью трубопровода. Поэтому возможен случай, когда приведенные требования не могут быть обеспечены применением тепловой изоляции. Указанный вопрос может и должен быть решен при расчете материально-тепловых балансов, когда есть еще возможность уточнить технологическую схему, диаметр трубопровода, предусмотреть обогревающий спутник и т. д. Задачи, связанные с учетом изменения агрегатного состояния вещества в трубопроводе, не включены в состав системы АПРИЗ. [c.67]

Основные ыринципы создания САПР. Как уже отмечалось, переход к автоматизированному проектированию не исключает существующей в традиционном проектировании декомпозиции задач и объекта по функциональному назначению, разве что могут выделяться более обобщенные подразделения. Как и ранее, необходимо рассчитывать материальный и тепловой балансы химико-технологической системы (ХТС), характеристики оборудования, решать задачи компоновки оборудования и т. д. Можно предполагать, что внедрение САПР позволит объединить решение этих задач без вждачи и оформления промежуточных документов что сократит время проектирования. В связи с этим в САПР выделяются отдельные подсистемы по признаку решаемых задач (функциональные подсистемы) в рамках двух этапов — технологического и общеинженерного проектирования. [c.37]

При проектировании химико-технологической системы, допу- скающей многовариантность схем, встает проблема выбора опти- г мальной среди возможных. Очевидно, выбор оптимальной схемы необходимо производить исходя из некоторого непротиворечивого Г критерия. Таким критерием могут быть, например, минимальные капитальные и эксплуатационные затраты при выполнении тре- бований на конечные продукты с максимальной утилизацией мате- у риальных и тепловых потоков. [c.15]

На конечные свойства горячештампованных днищ, применяемых при изготовлении нефтегазохимических аппаратов, оказывает влияние множество факторов, из которых к числу наиболее существенных относятся параметры термического цикла штамповки. Установление закономерностей изменения температурных полей системы заготовка-штамповая оснастка является важным условием при проектировании оптимального технологического процесса изготовления днищ или совершенствовании существующего. Имеются экспериментальные и расчетные методы исследования температурных полей в термических процессах. Экспериментальные методы применяются, чаще всего, для проверки результатов расчета температурных полей. Расчетные методы подразделяются на аналитические и численные. Первые, применимы, в основном, для простых тепловых расчетов, в которых учитывается небольшое количество факторов [1]. Для сложных тепловых процессов решения можно получить только с помощью численных методов с применением ЭВМ. К числу таких методов относится метод конечных разностей [2], который получил широкое распространение в связи с появлением мощных компьютеров. Он характеризуется относительной простотой получения базовых уравнений и реализации алгоритма решения на ЭВМ. [c.280]

Указанный Интеграл пропорционален затрачиваемой тепловой энергии, идущей непосредственно на совершение работы разделения, с учетом ее ценности. Очевидно, что подобная задача может быть решена методом динамического программирования на основе сформулированной общей минимальной необратимости процесса без каких-либо дополнительных термодинамических предпосылок. Полученные результаты можно распространить на многокомпонентные системы, что, в свою (рчередь,. вероятно, позволит подойти к определению общего критерия стоимости разделения смеси произвольного состава на заданной установке. Такой критерий необходим для оптимального проектирования технологических процессов. [c.201]

В общей постановке на входе этой системы (своего рода черного ящика ) имеются сырье и элеирические и тепловые ресурсы — электричество, теплофикационная вода, пар, охлаждающие агенты (вода, рассол), сжатый воздух, инертные газы и т. д., на выходе — продукция заданного качества, в большей степени определяющая эффективность производства. Параллельно учитьшается влияние на ход технологического процесса и динамику возможных аварийных ситуаций регулирующих и управляющих систем, средств проти-воаварийной защиты и диагностирования текущего состояния системы. Кроме того, уже на стадии ее проектирования необходимо разрабатывать и закладывать способы подготовки и складирования сырья, готовой продукции, утилизации отходов и т. п. [c.677]

При проектировании горячих цехов количество дымовых труб и боровная система цеха принимаются только из возможности прокладки боровов по цеху. К дымовой трубе разрешается присоединять неограниченное количество печей независимо от их технологического назначения [20]. Некоторые считают, что при переводе нагревательных печей на природный газ присоединять к одной дымовой трубе много печей, тем более с разными тепловыми режимами, не следует, так как очень трудно добиться стабилизации заданного давления в печи, что особенно сказывается на автоматическом регулировании температ>фы в печи с инжекционными горелками. [c.95]

При проектировании испарительных ГН должен быть вьтолнен ряд специфических требований к их конструктивному исполнению. Необходимо эффективное экранирование откачиваемой камеры, предотвращающее ее запыление геттером. Площадь экранов должна быть минимальной, поскольку они снижают КЗ. Расстояние между испарителем и поверхностью осаждения следует выбирать возможно ббльшим во избежание лучистого перегрева напыленных геттерных пленок. Насосы всегда работают в циклическом тепловом режиме тренировочный нагрев — охлаждение (зачастую до криогенных температур) — лучистый нагрев при включении испарителя амплитуда температурных скачков достигает 600 К. Поэтому длина сварных цтов — потенциально наиболее вероятных источников течей при термоциклических нагружениях -должна быть сведена до минимума. По этой же причине следует избегать конструкций со встроенными в откачиваемую камеру панелями значительной площади, охлаждаемыми жидким азотом. В таких конструкциях сварные швы имеют большую протяженность нарушение их герметичности в теплоизолирующих полостях, т. е. в элементах чисто технологического назначения, вызьшает аварийную ситуацию для вакуумной системы в целом. Такая опасность исключена, если откачиваемая сверхвысоковакуумная камера и теплоизолирующие полости герметично разделены. [c.110]

В зависимости от величины тепловой нагрузки на холодильную установку, разнообразия объектов охлаждения, типа холодильных машин и вида потребляемой энергии используется либо централизованная, либо локальная система хладоснабже-ния. Централизованная система предполагает использование единого комплекса машин и аппаратов для выработки холода различных параметров и его распределения. Система может включать отдельные агрегатированные холодильные машины или представлять комбинацию холодильного оборудования, имеющего общие или взаимозаменяемые элементы, например, блок конденсаторов, ресиверы, коммуникации рабочего тела холодильной машины. Как правило, при проектировании централизованной холодильной установки используется система. .охлаждения технологических объектов промежуточным тепло- [c.173]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология