Колонна 2 - 1
2 Колонна
2 Колонна |
............................................................................................................ |
1 |
|
2.1 |
Подсхема ...............................................................................Колонны |
3 |
|
2.2 |
Теория..................................................................................................... |
7 |
|
2.2.1 ........................................................ |
Трехфазные системы . Теория |
9 |
|
2.2.2 ....................................................Обнаружение наличия трех фаз |
9 |
||
2.2.3 ........................................................................... |
Начальные оценки |
9 |
|
2.2.4 .....................................Соотношения давления – расходы (P-F) |
11 |
||
2.3 |
Задание колонны................................................................................ |
14 |
|
2.3.1 |
Инспектор ввода............................................................................ |
15 |
|
2.3.2 |
Шаблоны......................................................................................... |
15 |
|
2.4 |
Специализированное окно колонны .............................................. |
20 |
|
2.4.1 |
Закладка Данные........................................................................... |
21 |
|
2.4.2 |
Закладка Параметры..................................................................... |
30 |
|
2.4.3 |
Закладка Дополнительное оборудование................................... |
44 |
|
2.4.4 |
Закладка Расчет ............................................................................ |
47 |
|
2.4.5 |
Закладка Рабочая таблица........................................................... |
49 |
|
2.4.6 |
Закладка Результаты .................................................................... |
49 |
|
2.4.7 |
Закладка Схема/Подсхема ........................................................... |
57 |
|
2.4.8 |
Закладка Реакции.......................................................................... |
60 |
|
2.4.9 |
Закладка Динамика........................................................................ |
64 |
|
2.4.10 |
Закладка Возмущения................................................................... |
65 |
|
2.5 |
Типы спецификаций колонны.......................................................... |
66 |
|
2.5.1 |
Товарные свойства........................................................................ |
67 |
|
2.5.2 |
Расход компонента........................................................................ |
67 |
|
2.5.3 |
Доля компонента............................................................................ |
67 |
|
2.5.4 |
Отношение компонент................................................................... |
68 |
|
2.5.5 |
Извлечение компонента................................................................ |
68 |
|
2.5.6 |
Температура отгона....................................................................... |
68 |
|
2.5.7 |
Отбор .............................................................................................. |
69 |
|
2.5.8 |
DT для нагревателя/холодильника.............................................. |
69 |
|
2.5.9 |
Разность температур (потоков) .................................................... |
69 |
|
2.5.10 |
Нагрузка.......................................................................................... |
69 |
|
2 - 2 Колонна
2.5.11 |
Отношение нагрузок ..................................................................... |
69 |
|
2.5.12 |
Доля от питания............................................................................. |
70 |
|
2.5.13 |
Наложение фракций ..................................................................... |
70 |
|
2.5.14 |
Расход жидкости ........................................................................... |
70 |
|
2.5.15 |
Физическое свойство.................................................................... |
71 |
|
2.5.16 |
Циркуляционное орошение.......................................................... |
71 |
|
2.5.17 |
Паровое число............................................................................... |
71 |
|
2.5.18 |
Доля потока.................................................................................... |
72 |
|
2.5.19 |
Кратность орошения к питанию................................................... |
72 |
|
2.5.20 |
Кратность орошения..................................................................... |
72 |
|
2.5.21 |
Флегмовое число........................................................................... |
72 |
|
2.5.22 |
Распределение в ветвителе ........................................................ |
73 |
|
2.5.23 |
Температура.................................................................................. |
73 |
|
2.5.24 |
Транспортное свойство ................................................................ |
73 |
|
2.5.25 |
Пользовательское свойство......................................................... |
74 |
|
2.5.26 |
Расход пара................................................................................... |
74 |
|
2.5.27 |
Выход пара .................................................................................... |
74 |
|
2.5.28 |
Упругость паров............................................................................. |
74 |
|
2.6 |
Спецификации потоков колонны.................................................... |
75 |
|
2.7 |
Колонна - дополнительные операции ........................................... |
76 |
|
2.7.1 |
Конденсатор................................................................................... |
77 |
|
2.7.2 |
Ребойлер........................................................................................ |
89 |
|
2.7.3 |
Тарельчатая секция...................................................................... |
98 |
|
2.7.4 |
Ветвитель..................................................................................... |
110 |
|
2.8 |
Расчет колонны................................................................................ |
111 |
|
2.8.1 |
Пуск............................................................................................... |
111 |
|
2.8.2 |
Перезадать .................................................................................. |
112 |
|
2.9 |
Анализ причин несходимости ....................................................... |
112 |
|
2.9.1Нет сходимости невязки тепловых балансов и спецификаций114
2.9.2 |
Нет сходимости невязки расчета фазового равновесия.......... |
117 |
2.9.3 |
Невязка расчета фазового равновесия осциллирует.............. |
117 |
2.10 |
Литература ..................................................................................... |
117 |
Колонна 2 - 3
2.1 Подсхема Колонны
Операция Колонна в ХАЙСИС представляет собой подсхему, содержащую оборудование и потоки , которая через потоки обменивается информацией с главной схемой. Из главной схемы колонна представляется единым аппаратом с питаниями и продуктами. Во многих случаях Вы можете работать с колонной именно таким образом - из главной схемы.
Вы можете работать также и внутри подсхемы колонны, например, если хотите сфокусировать внимание только на колонне. Когда Вы входите в подсхему колонны, главная схема «сворачивается»: все расчеты в основной схеме приостанавливаются до тех пор, пока Вы снова не выйдете из подсхемы колонны. Когда Вы вернетесь в основную схему, экран будет выглядеть так же, как и перед тем, как Вы ушли в подсхему колонны.
Вы можете работать внутри подсхемы колонны, когда хотите создать колонну особой конфигурации. Некоторое дополнительное оборудование (циркуляционные орошения, боковые отпарные и укрепляющие секции) можно добавить, находясь в специализированном окне колонны в основной схеме. Однако, если Вы хотите инсталлировать несколько колонн в одну подсхему (далее это будет показано в примере), необходимо войти в подсхему колонны. Как только Вы окажитесь в среде колонны, Вы получите доступ к ее отдельным элементам (тарельчатые секции, нагреватели/холодильники, конденсаторы, ребойлеры и т. д.) и сможете собирать колонну из элементов как любую другую схему.
Если Вы хотите создать шаблон колонны для использования в других расчетах, в меню команды Файл в линейке команд выберите Новый, а затем Колонна. Поскольку Вы заранее объявили, что будет создан шаблон колонны, то из среды Базиса Вы попадаете в среду Колонны. Когда шаблон будет создан, сохраните его на диске. Перед тем как инсталлировать шаблон в другой расчет, убедитесь, что в Настройках отключен Инспектор ввода.
Наличие подсхемы колонны обеспечивает ряд преимуществ:
•«Изоляция» расчетов колонны от основной задачи
•Возможность использования различных пакетов свойств
•Создание собственных шаблонов
•Совместный расчет нескольких колонн (в пределах одной подсхемы)
Далее эти пункты обсуждаются более подробно.
«Изоляция» расчетов колонны
Одним из преимуществ наличия среды колонны является тот факт, что расчет колонны отделен от расчета остальной схемы, Вы можете пересчитывать колонну без пересчета всей схемы. Когда Вы входите в среду колонны, ХАЙСИС сворачивает все окна, которые были открыты в главной схеме. Когда Вы вернетесь в главную схему, окна вновь будут открыты.
Находясь в среде колонны, Вы имеете полный доступ к ее параметрам (профили давления, температур, потоков по тарелкам и т. д.), а также можете изменить спецификации или параметры колонны, КПД тарелок, добавить или удалить оборудование или реакции. Когда необходимые изменения сделаны, запустите колонну на счет и Вы получите новое решение. При этом главная схема не будет пересчитываться до тех пор, пока Вы не вернетесь в нее.
Работа с подсхемами более подробно описана в Разделе 3 –
Схема книги
Руководство пользователя.
2 - 4 Колонна
Находясь в среде колонны, Вы можете вызвать также Рабочую тетрадь или Графический экран основной схемы. Для этого в меню команды
Инструменты в линейке меню выберите Рабочая тетрадь или Графика.
Когда Вы работаете в среде колонны, в действительности Вы работаете в подсхеме колонны. Поэтому, когда Вы вызываете Рабочую тетрадь или Графический экран, Вы увидите Рабочую тетрадь или Графический экран колонны, а не основной схемы.
Среда подсхемы обеспечивает простой доступ ко всем потокам и операциям, связанным с колонной. Если Вы хотите получить доступ к продуктам колонны, вызовите Рабочую таблицу колонны, в которой представлены только связанные с колонной потоки.
Использование различных пакетов свойств
ХАЙСИС позволяет использовать различные пакеты свойств в основной схеме и подсхеме колонны. Это может быть полезно в следующих случаях:
•Если колонна не использует все компоненты, имеющиеся в основной схеме, создайте новый пакет свойств с меньшим числом компонентов. Это ускорит расчеты колонны.
•В некоторых случаях условия в колонне лучше описывает пакет свойств, отличный от пакета, используемого в основной схеме. Например, Вы можете изменить параметры бинарного взаимодействия компонент, чтобы они лучше подходили для расчета колонны.
•В динамическом режиме различные колонны могут работать при сильно различающихся температурах и давлениях. В каждом пакете свойств можно задать свою динамическую модель, параметры которой могут быть определены путем регрессии в нужном диапазоне температур и давлений, что позволит улучшить точность и устойчивость динамических расчетов.
Создание собственных шаблонов
В программе имеется возможность создавать собственные шаблоны колонн, которые затем можно вызывать в другие задачи. Чтобы создать шаблон колонны, в меню команды Файл в линейке команд выберите Новый, а затем Колонна. Когда Вы сохраните шаблон, он будет иметь расширение
.col.
При построении шаблона Вы можете создавать как угодно сложные схемы, включающие произвольное количество дополнительных операций. Метод построения является гибким и интуитивно понятным.
В подсхеме колонны можно моделировать сложные специфические колонны и многоколонные схемы с использованием кассы объектов, доступной из подсхемы колонны.
Колонна строится из элементов таким же образом, как и главная схема из отдельных операций:
•Задаются различные операции
•Устанавливаются соответствующие связи
•Определяются параметры
Колонна 2 - 5
Расчет нескольких колонн одновременно
Подсхема колонны использует метод одновременного решения всех операций, входящих в подсхему. Это позволяет инсталлировать в подсхему колонны различные операции (например, связанные колонны), не связывая их операцией Рецикл.
Динамический режим
Между стационарной и динамической моделями колонн имеются значительные отличия. Одно из них – способ расчета подсхемы колонны. В стационарном режиме если Вы находитесь в подсхеме колонны, то основная схема не рассчитывается (включается режим ожидания) до тех пор, пока Вы не выйдете в главную схему. В динамическом же режиме расчет главной схему производится параллельно с расчетом колонны.
Другое отличие – спецификации колонны. Спецификации стационарной модели в динамике не принимаются во внимание. Чтобы получить необходимые показатели работы колонны нужно использовать систему регулирования.
Наконец, во всех операциях схемы можно не учитывать вклад статического напора жидкости. При расчете колонны статический расчет жидкости учитывается всегда.
Специализированное окно колонны
Специализированное окно колонны обеспечивает доступ ко всей информации о колонне. Чтобы добавить какое-либо оборудование, нужно войти в подсхему колонны,.
Некоторое
дополнительное
оборудование (циркуляционные орошения, боковые отпарные и укрепляющие секции) устанавливаются из специализированного окна колонны.
В специализированном окне колонны можно изменять питания и продукты, спецификации или параметры колонны, КПД тарелок, добавлять или удалять оборудование или реакции, а также просматривать профили, рабочую таблицу или результаты. Запустить колонну на счет можно как из главной схемы, так и из подсхемы колонны. Это описано в Разделе 2.4.
Некоторое дополнительное оборудование (циркуляционные орошения, боковые отпарные и укрепляющие секции) устанавливаются из специализированного окна колонны.
Если необходимо внести небольшие изменения в операцию колонна (например, изменить размер конденсатора), то можно вызвать нужную операцию с помощью Навигатора объектов, не входя в подсхему колонны.
2 - 6 Колонна
Серьезные изменения, такие как добавление второй тарельчатой секции, требуют входа в подсхему колонны.
Для этого нажмите кнопку Среда колонны, расположенную в нижней части специализированного окна колонны.
Связи Схема/Подсхема колонны
Потоки подсхемы колонны, соединенные с потоками главной схемы автоматически получают те же имена, но с суффиксом
@Subflowsheet (Waterln
– Waterln@Col1)
Рассмотрим простой абсорбер, в котором из газового потока с помощью воды удаляется CO2. Выполните следующие действия:
1.В главной схеме создайте потоки газа FeedGas и воды WaterIn.
2.В кассе объектов выберите кнопку Абсорбер. Задайте имена потоков питания и продуктов, число тарелок, давление и оценки расходов.
3.Запустите колонну на счет из специализированного окна колонны.
При присоединении потоков к колонне, ХАЙСИС создает внутренние потоки с теми же именами. Внутренние и внешние потоки соединяются с помощью воображаемых граничных точек соединения, через которые происходит обмен информацией между схемой и подсхемой. Например, поток WaterIn главной схемы соединен с потоком WaterIn подсхемы колонны.
Связанные потоки необязательно должны иметь одни и те же параметры - заданные значения должны совпадать, а рассчитанные переменные могут отличаться, они зависят от пакета свойств и способа обмена.
При работе в главной схеме колонна представляется как любая другая операция, имеющая специализированное окно с такими параметрами как число тарелок, давление наверху и внизу. Если изменить один из этих параметров, подсхема будет пересчитана (как если нажать кнопку Пуск); главная схема также будет пересчитана, когда расчет колонны завершится.
Однако, если Вы работаете в среде подсхемы колонны, Вы работаете в совершенно другой среде. Чтобы сделать серьезные изменения в колонне, например, добавить ребойлер, необходимо войти в среду подсхемы колонны. Когда Вы входите в подсхему колонны, главная схема встает в режим ожидания до тех пор, пока Вы не вернетесь в нее.
При удалении в главной схеме потоков, связанных с колонной, они будут удалены также из подсхемы колонны.