Сучасний стан наукових досліджень та технологій в промисловості (Dec 2020)
РОЗРОБКА СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО РУХЛИВОГО КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОМ РЕКТИФІКАЦІЇ
Abstract
Предмет. Система автоматичного рухливого керування процесом ректифікації. Мета. Підвищення продуктивності і енергоефективності процесу ректифікації шляхом розробки системи автоматичного керування, яка передбачає рухливі керуючі впливи на процес, а також дослідження перехідних процесів в розробленій системі при основних збуреннях. Завдання. Розробка системи автоматичного рухливого керування процесом ректифікації, розрахунок перехідних процесів в розробленій системі, визначення і оцінка показників якості керування. Методи. Методи імітаційного цифрового моделювання роботи автоматичної системи керування. Результати. Розроблено систему автоматичного керування процесом ректифікації, що передбачає дискретні і неперервні рухливі керуючі впливи. Дискретні впливи полягають у змінах точки введення живлення в колону; неперервні – в зміні співвідношення витрат потоків живлення, що подаються в верхню і нижню частини установки. Також використовуються традиційні керуючі впливи шляхом зміни витрат теплоносія в випарник куба і зрошування. Оптимальні традиційні і рухливі керуючі впливи розраховуються обчислювальним керуючим пристроєм за нормалізованим критерієм з використанням нелінійної прогнозуючої моделі і реалізуються шляхом впливів на виконавчі пристрої на лініях подачі потоків живлення, зрошування в колону і теплоносія в випарник. Система передбачає використання адекватної математичної моделі, для чого виконується її періодична ідентифікація і здійснюється контроль за ходом процесу шляхом додаткового вимірювання температурного профілю колони, температури і тиску на контрольній тарілці. З метою підтримки матеріального балансу за рідинною і паровою фазами передбачено стабілізацію тиску вверху колони, рівнів в ємностях для збору дистиляту і кубового продукту шляхом зміни витрат холодоагенту в конденсатор, дистиляту і кубового продукту. На прикладі ректифікаційної колони для поділу суміші метанол-вода методами імітаційного цифрового моделювання досліджено працездатність запропонованої системи автоматичного рухливого керування. Збурення полягали у змінах витрати, складу і температури живлення. Висновки. Доведено, що використання розробленої системи дозволяє підвищити техніко-економічні показники процесу ректифікації і поліпшити якість керування. Результати можуть використовуватись в хімічній, нафтохімічній, нафтопереробній, харчовій промисловості для керування та оптимізації процесів бінарної, багатокомпонентної ректифікації.
Keywords
