3cbd8ba6790f34dceddaea5f38984029.ppt
- Количество слайдов: 41
Pro. Sim. Plus: Моделирование и оптимизация установившихся технологических процессов Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Содержание Что такое моделирование технологических процессов Как Pro. Sim. Plus может Вам помочь Возможности Pro. Sim. Plus Пример применения / демо www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Пример очень простой схемы процесса Питание (Известно): T=40 °C P=75 атм Расход=100 Кмоль/час Состав (мольных %): Водород 9. 0 Метан 41. 7 Этан 11. 2 Пропан 6. 2 Бутан 5. 4 Пентан 3. 0 Гексан 8. 1 Гептан 13. 3 Октан 2. 1 V 2 25 атм -60 °C E 2 15 °C Рабочие параметры (известны) 75 атм Насос V 1 - 0. 3 атм ðХарактеристики других потоков? ðХарактеристики оборудования? (поверхность теплообмена теплообменника E 2, мощность насоса, количество отводимого тепла из V 2, . . . ) www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Программа моделирования установившихся процессов Pro. Sim. Plus рассчитывает точный массовый и тепловой баланс всего оборудования для установившихся непрерывных технологических процессов ð Модели на основе 1 -го закона термодинамики мерные глобальные модели) ð Анализ поведения всего процесса www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim) (1 -
Основные функции системы моделирования технологических процессов Расчет характеристик всех потоков (расходов, температур, свойств, . . . ) давлений, составов, физических Расчет производительности оборудования Расчет всех данных, нужных для выбора оборудования ð От одной единицы оборудования до всего завода ð Для всех видов технологических процессов www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Содержание Что такое моделирование технологических процессов Как Pro. Sim. Plus может помочь Вам Возможности Pro. Sim. Plus Пример применения / демо www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Полезен на всех стадия жизненного цикла ðИсследования и разработки ðПредпроектная проработка ðТехнологическое проектирование ðМонтажное проектирование ðСтроительство и пусконаладка ðЭксплуатация ð От обработки экспериментальных данных … …до оптимизации отдельной установки и завода в целом www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Использование моделирования технологических процессов в проекте ð Как справится с возросшей сложностью проектов? ð Как справится с нехваткой инженерных кадров? ð Как быстро оценить выгодность нового процесса? ð Как сократить стоимость инвестиций и риски? Ÿ Проектирование принципиальных технологических схем Ÿ Выбор оборудования для использования Ÿ Углубление знаний о процессе Ÿ Расчет процесса на основе массового и теплового баланса Ÿ Оценка альтернативных вариантов на основе критериев затрат, безопасности, … Ÿ Накопление инженерного опыта Все это возможно при использовании Pro. Sim. Plus www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Использование моделирования технологич. процессов при эксплуатации ð Как удерживать процесс вблизи предельных параметров? ð Как управлять сложными установками? ð Как учесть новые законодательные требования (к безопасности, охране труда, охране окружающей среде)? ð Как справится с изменением качества сырья и требований к качеству продукта? Ÿ Оптимизация эксплуатационных параметров Ÿ Модернизация и реконструкция существующих установок Ÿ Повышение эффективности, расшивка «узких мест» Ÿ Анализ чувствительности эксплуатационных параметров Ÿ Обучение операторов Ÿ Проверка и документирование соответствия требованиям нормативных документов Pro. Sim. Plus позволяет максимально повысить производительность www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Содержание Что такое моделирование технологических процессов Как Pro. Sim. Plus может помочь Вам Возможности Pro. Sim. Plus Пример применения / демо www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Пример испарителя (без химических реакций) Пар Питание Расход: F Состав: z Q Энтальпия: HF P T Данные: F, z, HF Параметры: P, T, Q Переменные: V, L, y, x, H, h Расход: V Состав: y Энтальпия: H Уравнения Жидкость Расход: L Состав: x Энтальпия: h Глобальный массовый баланс: L + V - F = 0 Покомп. массовый баланс: L. xi + V. yi - F. zi = 0 Тепловой баланс: L. h(T, P, x) + V. H(T, P, y) - F. HF(T, P, z) - Q = 0 Условия термодинамического равновесия: fiv(T, P, y) = fi. L(T, P, x) Ограничения: S xi = 1 ð Теплофизические свойства ð Численные алгоритмы или yi = Ki (T, P, x, y). xi S yi = 1 S zi = 1 ð Модели хим. реакций ð Модели аппаратов Эти 4 элемента, необходимые для моделирования процесса, составляют 4 основных части программной архитектуры www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Программная архитектура Модели оборудования Thermodynamics Х ре им. акц ии ые енн ы сл Чи тод ме Simulis www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Теплофизические свойства Полный спектр моделей Ø Классические уравнения состояния (PR, SRK, …) и модели коэффициентов активности (NRTL, …) Ø Модели для предсказания параметров (UNIFAC, PSRK…) Ø Усовершенствованные специальные модели (PC-SAFT, электролиты, …) Точный расчет равновесия Полный набор сервисов Ø Ø Интерактивные вычисления Simulis Графический показ рез-тов Thermodynamics Нефтяные фракции Оценка свойств чистых компонент Ø Регрессионный анализ данных Ø Преобразование размерностей Ø Фазовые диаграммы, etc… Расширенные БД Ø Свыше 2 000 компонент на основе БД AICh. E's DIPPR® Ø Коэффициенты бинарного взаимодействия для ряда систем Открытая структура Ø CAPE-OPEN plug & socket Ø Режим «Эксперта» : VBScript или DLL Ø Импорт БД, etc ð Термодинамика – основа достоверных результатов www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Химические реакции Thermodynamics ØРеакторы PFR ØРеакторы STR ØДистилляционные колонны … Х ре им. акц ии Simulis ØМгновенные ØРавновесные ØС управляемой кинетикой ØСложные www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Химические реакции: централизованное описание Простое описание реакций Разные типы реакций Пользователь может выбрать различные кинетические модели, включая задание собственной ð Химические реакции легко описать, настроить и дополнить www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Химические реакции: просто использовать для всей диаграммы процесса Ø Параметры реакции применяются для одного или нескольких единиц оборудования Ø Для разных частей процесса можно описать разные наборы реакций Набор реакций #1 Набор реакций #2 www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Библиотека оборудования… Модели оборудования Simulis Thermodynamics ð Открытая система, легко пополняемая специальными пользовательскими моделями Х ре им. акц ии ð Полный набор стандартных моделей оборудования www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
…включая классические модели… Смесители и сепараторы Теплообменники Испарители Пар-Жидкость, Пар-Жидкость Компрессоры, турбины, насосы, трубы Химические реакторы (CSTR, PFR, минимизация свободной энергии) Многоступенчатый сепаратор Пар-Жидкость для дистилляции, абсорбции, отгонки Многоступенч. сепаратор Жидкость-Жидкость (Экстракц. колонна) www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
…а также более специальные… Пластинчатый теплообменник Трехфазная дистилляция (Пар–Жидкость) Дистилляция с химическими реакциями Неравновесная дистилляция или абсорбция Работа с твердой фазой (фильтры, гидроциклоны, …) Топливные ячейки (SOFC) ð Несколько уровней сложности моделей ð Модели проверены в течении многих лет промышленного использования ð Численно эффективны, нет проблем сходимости www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Легко реализуемые пользовательские модели 3 возможности пополнения библиотеки оборудования собственным ноу-хау: ð Скрипты Windows ð CAPE-OPEN ð Оборудование, заданное пользователем ð Открытая система, которую Вы можете настроить www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Уникальная возможность: пользовательские функции Windows Script Код вводится прямо в GUI, в виде скрипта MS-VB (легкий для изучения язык) www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Уникальная возможность: пользовательские функции Windows Script ð Хорошая возможность определить новый простой тип оборудования или модифицировать встроенный Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim) Программный код не требует дальнейшей компиляции Доступны параметры всех потоков и модулей Можно изменить работу любого оборудования Код исполняется по мере необходимости www. prosim. net
«Стандартное» задание пользовательского типа оборудования Описывается специальной DLL (Запрограммированной на FORTRAN, C++, …) Эта DLL линкуется с Pro. Sim. Plus Данные модули управляются так же, как встроенные в систему Параметры вводятся в стандартном GUI (можно также создать собственный GUI, а также собственное обозначение на диаграмме, если требуется) www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
«Стандартное» задание пользовательского типа оборудования ð Хороший вариант при добавлении ранее уже запрограммированного типа оборудования www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Среда моделирования, совместимая с CAPE-OPEN В Pro. Sim. Plus реализован Unit Operation "Socket" External CAPE-OPEN Pro. Sim. Plus Unit Operation (HTRI, Chem. Sep, etc…) ð "Pro. Sim. Plus new CAPE-OPEN capabilities" (A. Vacher et al. ) – AICh. E annual meeting 2006 – San Francisco – Paper # 535 b www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Пример: теплообменник HTRI в Pro. Sim. Plus Схема с 3 теплообменниками и 2 рециклами Вода и как продукт, и как теплоноситель Цель: Ø Использовать термодинамический пакет COCO-TEA Ø Использовать модель теплообменников HTRI (Xist: shell & tubes) Ø Рассчитать схему с рециклами в Pro. Sim. Plus www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Пример: теплообменники HTRI в Pro. Sim. Plus www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Среда моделирования, совместимая с CAPE-OPEN В Pro. Sim. Plus реализован Unit Operation "Socket" Внешнее CAPE-OPEN Pro. Sim. Plus совместим. оборудов. (HTRI, Chem. Sep, etc…) Simulis® Thermodynamics Термодинамические расчеты выполняются Simulis® Thermodynamics совместим с CAPE -OPEN (1. 0 и 1. 1) ð Любое оборудование Pro. Sim. Plus может использовать любой внешний CAPE-OPEN – совместимый термодинамический пакет www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Среда моделирования, совместимая с CAPE-OPEN Не требуется программирование интерфейса Можно продолжать использовать любимый термодинамический пакет или модели оборудования в Pro. Sim. Plus без дополнительного программирования ð Открытая система, сохраняет предыдущие инвестиции Pro. Sim был одним из первых участников инициативы CAPE-OPEN Pro. Sim единственный разработчик, реализовавший ØUnit Operation "Socket" ØThermodynamic Plug (1. 0 и 1. 1) ØThermodynamic Socket (1. 0 и 1. 1) www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Численные методы Модели оборудования ые енн ы сл Чи етод м Simulis Thermodynamics Х ре им. акц ии ð Надежные результаты без траты времени на проверки сходимости www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Мощные методы обеспечения сходимости На всех уровнях расчета любого оборудования: • Конкретный метод, подходящий для решаемых уравнений (Newton, Gear, Runge Kutta. . . ) • Широкое использование аналитических производных На уровне схемы в целом: • Автоматическое определение последовательности вычислений (tear streams) • Точные и эффективные методы расчета рециклов и соблюдения ограничений (Newton Raphson, Broyden, метод последовательных подстановок, …) ð Никаких требующих времени проверок сходимости www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Настройка численных методов Если нужно, пользователь может повлиять на сходимость процесса моделирования www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Описание проектных требований Расход CH 4 = 400 кг/час Питание: T=40 °C P=75 атм Расход=100 Kмольl/час Состав (мольных %): Азот 9. 0 Метан 41. 7 15 °C Этан 11. 2 Пропан 6. 2 Бутан 5. 4 Пентан 3. 0 Гексан 8. 1 Гептан 13. 3 Октан 2. 1 V 2 25 атм -60 °C E 2 75 атм Насос V 1 - 0. 3 атм ð Достижение заданной производительности ð Простейшее описание: сходно с контурами управления www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Принцип одновременного расчета моделей оборудования Последовательный расчет оборудования 1 2 Рециклы Требования Оптимизация Одновременное решение уравнений схемы . . . Расчет всех моделей оборудования n k . . . ð Достаточно 2 -х Для каждого оборудования, Pro. Sim. Plus рассчитывает уровней итераций характеристики выходных потоков на основе знания: ð Можно задать ØВходных потоков несколько требований, ØПараметров оборудования соответствующие значения переменных будут определены одновременно www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Возможен расчет очень сложных схем www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Возможности оптимизации Определение рабочих условий минимизирующих целевую функцию процесса, • Повышение производительности, увеличение экономии энергии, … • Учет существующих ограничений Точный и надежный алгоритм • Основан на SQP (алгоритме последовательного квадратичного программирования) • Настраиваемый для достижения точности и надежности • Легкий в использовании www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Программа очень легка для освоения Модели оборудования ые енн ы сл Чи етод м Simulis Thermodynamics Х ре им. акц ии ØСконцентрирована на нуждах пользователя ØИнтуитивно ясная при использовании ØЛегкая в обучении www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Сконцентрирована на нуждах пользователя Aspen TASC (PSF file) OLGA (PVT file) www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Многочисленные прочие возможности Работа со схемой (выбор параметров оборудования, копирование/вставка, вращение, масштабирование…) Многоуровневые диаграммы Преобразование единиц измерения (входных, выходных, предопределенных систем единиц, …) Выбор английского или французского интерфейса Scriplets (Расчеты разгонок нефтей (TBP/ASTM) для потоков) Пошаговое моделирование Показ результатов в процессе расчета Полностью документированные примеры применения … и много других приятных открытий для Вас! www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Ключевые преимущества Pro. Sim. Plus Открытость Модели оборудования ые енн ы сл Чи тод ме Simulis Thermodynamics Х ре им. акц ии Простота работы с системой Численная эффективность www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)
Свяжитесь с нами! Pro. Sim Программные решения для моделирования и оптимизации технологических процессов E-mail: info@prosim. net Web: www. prosim. net Pro. Sim SA Stratège Bâtiment A BP 27210 F-31672 Labège Cedex France Phone: +33 (0) 5 62 88 24 30 Fax: +33 (0) 5 62 88 24 39 Pro. Sim, Inc. Science Center 3711 Market street, 8 th floor Philadelphia, PA 19104 U. S. A. Phone: +1 215 600 3760 Fax: +1 215 386 3970 www. prosim. net Семинар Pro. Sim / NTP Truboprovod (Москва) – 28 октября 2011 Презентация Pro. Sim. Plus - Stéphane Déchelotte (Pro. Sim)


