Расчет схемы переработки природного газа 67
18 Откройте специализированное окно Нагревателя Т-100.
Для этой операции можно задать выходную температуру, тогда нагрузка нагревателя будет рассчитана.
19Откройте страницу Спецификации закладки Динамика.
20В группе Модель отметьте селективную кнопку Задана температура.
21Закройте специализированное окно операции.
22Сохраните задачу под новым именем.
1.4.4Установка регуляторов
В этом разделе установим в схему регулирующие контуры с использованием ПИД-регуляторов. Хотя регуляторы не являются обязательными для расчета динамической модели, установим их, чтобы приблизить схему к реальной и сделать более устойчивой.
После внесенных изменений схема будет выглядеть следующим образом:
Расчет схемы переработки природного газа 68
Подсхема колонны:
Регулирование уровня
Установим регуляторы уровня жидкости в емкости в главную схему и в подсхему колонны.
1Вызовите кассу объектов клавишей F4.
2Нажмите кнопку Регуляторы. Откроется окно выбора регулятора
3Щелкните правой клавишей мыши по кнопке ПИД-регулятор и установите операцию между сепаратором V-100 клапаном Клап_Сеп.
Двойным щелчком откройте специализированное окно регулятора.
Кнопка Регуляторы
Кнопка Продолжить
расчеты
Расчет схемы переработки природного газа 69
4Откройте закладку Соединения.
5В поле Имя задайте Ур_Сеп_V-100.
6В группе Регулируемая (входная) переменная нажмите кнопку Выбор PV.
Откроется окно выбора переменной:
Отметьте переменные, как показано на рисунке и нажмите кнопку ОК.
7В группе Выходная переменная нажмите кнопку Выбор ОР. Аналогично выберите переменную:
Нажмите кнопку ОК.
8На странице Конфигурация закладки Параметры задайте следующую информацию:
Поле |
Величина |
Действие |
Прямое |
|
|
Кс |
2 |
|
|
PV минимум |
0 % |
|
|
PV максимум |
100 % |
|
|
9Нажмите кнопку Лицевая панель внизу специализированного окна регулятора.
10Измените режим работы регулятора на (Auto) – автоматически.
11Закройте окно лицевой панели и специализированное окно операции.
Расчет схемы переработки природного газа 70
12 Аналогично установите регулятор уровня жидкости в емкости V-101.
Закладка (Страница) |
Поле |
Величина |
|
Соединения |
Имя |
Ур_Сеп_V-101 |
|
|
|
|
|
|
PV |
Задача (Главн.), V-101, Liquid Percent Level |
|
|
|
|
|
|
OP |
Задача (Главн.), Клап_Сеп_2, Actuator |
|
|
|
Desired Position |
|
|
|
|
|
Параметры |
Действие |
Прямое |
|
(Конфигурация) |
|
|
|
Кс |
2 |
||
|
|||
|
|
|
|
|
PV минимум |
0 % |
|
|
|
|
|
|
PV максимум |
100 % |
|
|
|
|
13 Нажмите кнопку Лицевая панель внизу специализированного окна регулятора.
14 Измените режим работы регулятора на (Auto) – автоматически.
Теперь нужно перейти в подсхему колонны. Сделаем это не через окно колонны, как раньше, а с помощью Навигатора объектов.
15Нажмите кнопку Навигатор объектов.
16Дважды щелкните по имени колонны К-100 в группе Схемы.
17При необходимости откройте графический экран подсхемы колонны.
18Установите следующий регулятор для поддержания уровня жидкости в конденсаторе:
Закладка (Страница) |
Поле |
Величина |
|
Соединения |
Имя |
Ур_Конд |
|
|
|
|
|
|
PV |
К-100, Condencer, Liquid Percent Level |
|
|
|
|
|
|
OP |
К-100, Reflux, Control Valve (control flow) |
|
|
|
|
|
Параметры |
Действие |
Прямое |
|
(Конфигурация) |
|
|
|
Кс |
2 |
||
|
|||
|
|
|
|
|
Ti |
5 мин |
|
|
|
|
|
|
PV минимум |
0 % |
|
|
|
|
|
|
PV максимум |
100 % |
|
|
|
|
19Нажмите кнопку Регулирующий клапан. В открывшемся окне регулирующего клапана задайте следующую информацию:
Поле |
Значение |
Тип расхода |
MolarFlow |
|
|
Минимальный расход |
0 м3/день (газ) |
|
|
Максимальный расход |
120 000 м3/день (газ) |
|
|
Кнопка Навигатор
объектов
Расчет схемы переработки природного газа 71
20 Закройте окно регулирующего клапана.
21 Нажмите кнопку Лицевая панель. Измените режим работы регулятора на Автоматический и закройте окно лицевой панели.
22 Закройте специализированное окно регулятора.
Установим регулятор для поддержания уровня жидкости в ребойлере:
|
Закладка (Страница) |
|
Поле |
Величина |
|
|
Соединения |
|
Имя |
Ур_Реб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PV |
К-100, Reboiler, Vessel Liquid Percent Level |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OP |
К-100, Клап_Реб, Actuator Desired Position |
|
|
|
|
|
|
|
|
Параметры |
|
Действие |
Прямое |
|
|
(Конфигурация) |
|
|
|
|
|
|
Кс |
1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ti |
2 мин |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PV минимум |
0 % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
PV максимум |
100 % |
|
|
|
|
|
|
|
Регулирование температуры
Регулирование температуры очень важно в этом примере. Установим регуляторы температуры на поток 1, чтобы температура росы потока 8 оставалась (-15) С. Кроме того, будем регулировать температуру на верхней и нижней тарелках колонны для поддержания качества продуктов.
1Вернитесь в главную схему с помощью кнопки Родительская схема. Установим регулятор температуры потока 1.
2В кассе объектов щелкните по кнопке Регуляторы, затем дважды – по кнопке ПИД-регулятор.
3Задайте следующую информацию:
Закладка (Страница) |
Поле |
Величина |
|
Соединения |
Имя |
Темп_1 |
|
|
|
|
|
|
PV |
Задача (Главн.), 1, Temperature |
|
|
|
|
|
|
OP |
Задача (Главн.), Q-100, Control Valve |
|
|
|
|
|
Параметры |
Действие |
Прямое |
|
(Конфигурация) |
|
|
|
Кс |
1 |
||
|
|||
|
|
|
|
|
Ti |
10 мин |
|
|
|
|
|
|
PV минимум |
0 % |
|
|
|
|
|
|
PV максимум |
100 % |
|
|
|
|
Кнопка Родительская
схема
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчет схемы переработки природного газа 72 |
|
|
4 |
Нажмите кнопку Регулирующий клапан. |
|||||||||
|
5 |
В группе Нагрузка отметьте кнопку Прямое тепло. |
|||||||||
|
6 |
В таблице Прямое тепло задайте: |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поле |
|
Значение |
|
|
|
|
|||
|
|
Минимальный расход |
|
0 м3/день (газ) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальный расход |
|
5е5 ккал/час) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
7 |
Закройте окно регулирующего клапана и нажмите кнопку Лицевая панель. |
|||||||||
|
8 |
Установите режим работы Auto. |
|
|
|
|
|||||
|
9 |
Войдите в подсхему колонны депропанизации и установите регулятор |
|||||||||
|
|
|
температуры верхней тарелки колонны. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Закладка (Страница) |
Поле |
|
Величина |
|
|||||
|
|
Соединения |
|
Имя |
|
Темп_Тар_1 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
PV |
|
К-100, Main TS, Stage Temperature, 1_Main TS |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
OP |
|
К-100, Q-101, Control Valve |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Параметры |
|
Действие |
|
Прямое |
|
||||
|
|
(Конфигурация) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кс |
|
1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Ti |
|
5 мин |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
PV минимум |
|
10 С |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
PV максимум |
|
55 С |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
10 |
Нажмите кнопку Регулирующий клапан. |
|||||||||
|
11 |
В группе Нагрузка отметьте кнопку Прямое тепло. |
|||||||||
|
12 |
В таблице Прямое тепло задайте: |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поле |
|
Значение |
|
|
|
|
|||
|
|
Минимальный расход |
|
0 м3/день (газ) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальный расход |
|
7.5е5 ккал/час) |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
13 |
Закройте окно регулирующего клапана и нажмите кнопку Лицевая панель. |
|||||||||
|
14 |
Установите режим работы Auto а уставку – (30 С). |
|||||||||
|
15 |
Закройте лицевую панель и окно регулятора. |
|||||||||
|
16 |
Установите аналогичный регулятор на тарелку 9. |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Закладка (Страница) |
|
Поле |
|
Величина |
|
||||
|
|
Соединения |
|
Имя |
|
Темп_Тар_9 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
PV |
|
К-100, Main TS, Stage Temperature, 9_Main TS |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
OP |
|
К-100, Q-102, Control Valve |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Параметры |
|
Действие |
|
Обратное |
|
||||
|
|
(Конфигурация) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кс |
|
0.1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Ti |
|
3 мин |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
PV минимум |
|
45 С |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
PV максимум |
|
125 С |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||||
|
17 |
Закройте окно регулирующего клапана и нажмите кнопку Лицевая панель. |
|||||||||
|
18 |
Установите режим работы Auto а уставку – (83.5 С). |
|||||||||
|
|
|
|
Расчет схемы переработки природного газа 73 |
|
19 |
Нажмите кнопку Регулирующий клапан. |
||
|
20 |
В группе Нагрузка отметьте кнопку Прямое тепло. |
||
|
21 |
В таблице Прямое тепло задайте: |
||
|
|
|
|
|
|
Поле |
Значение |
|
|
|
Минимальный расход |
0 м3/день (газ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Максимальный расход |
1.5е6 ккал/час) |
|
|
|
|
|
|
|
В настоящий момент можно уже запустить интегратор и начать расчете схемы в динамике. Но будет гораздо нагляднее наблюдать за процессом с помощью Диаграммных лент.
22 Сохраните задачу с новым именем.
Наблюдение за процессом
Ниже описана процедура создания диаграммных лент.
1Откройте Книгу данных с помощью клавиш Ctrl D.
2С помощью кнопки Добавить запишите в Книгу данных следующие переменные:
Объект |
Переменная |
Имя переменной |
Пит_Кол |
Molar Flow |
Питание колонны |
|
|
|
Q-T-100 |
Utility Outlet Temp |
Охлаждение потока 1 |
|
|
|
10 |
Molar Flow |
Расх.Верх.Прод. |
|
|
|
V-100 |
Liquid Percent Level |
Ур_V-100 |
|
|
|
V-101 |
Liquid Percent Level |
Ур_V-101 |
|
|
|
К-100, Main TS |
Stage Temperature - 1 |
Темп_Тар_1 |
|
|
|
К-100, Main TS |
Stage Temperature - 9 |
Темп_Тар_9 |
|
|
|
К-100, Condencer |
Liquid Percent Level |
Ур_Конд |
|
|
|
К-100, Reboiler |
Vessel Liq Percent Level |
Ур_Реб |
|
|
|
3Перейдите на закладку Диагр.Ленты.
4В группе Просмотр нажмите кнопку Добавить.
Программа создаст новую диаграммную ленту с именем DataLogger1. Переименуйте ее в Диаграмма 1 и установите флажки в столбце Активн., как показано на рисунке:
Расчет схемы переработки природного газа 74
5 Аналогично создайте Диаграмму 2:
Для удобства использования не рекомендуется выносить на одну диаграммную ленту больше 6 переменных.
6Для вывода диаграммы на экран нажмите кнопку Диаграмма.
7Сверните окно Книги данных.
8Прежде чем включить интегратор, откройте специализированное окно потока 10 и убедитесь в том, что активной является спецификация давления, а не расхода.
9Закройте окно потока.
10Расположите диаграммные ленты на экране удобным образом.
11Включите интегратор с помощью кнопки Пуск интегратора.
Наблюдайте за поведением переменных, отображаемых на диаграммных лентах.
12 Для остановки расчета нажмите кнопку Остановка интегратора.
Кнопка Пуск
интегратора
Кнопка Остановка
интегратора