Моделювання і системний аналіз ефективності тепломасообміну у виробництві карбаміду
Вантажиться...
Дата
2012
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Одес. держ. акад. холоду
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.14.06 - Технічна теплофізика і промислова теплоенергетика.
В роботі вирішена наукова задача, спрямована на розробку принципів моделювання та системного аналізу ефективності тепломасообміну в хіміко-технологічних схемах (ХТС) на прикладі технологічної схеми виробництва карбаміду Одеського припортового заводу, створені інженерні методики розробки математичного опису складних ХТС. Запропонована формалізація уявлення елементів ХТС. Розроблена та реалізована математична та комп’ютерна модель промислової схеми одержання карбаміду за технологією фірми «Стамікарбон». Визначені критерії ефективності енергетичного обміну, ефективності масообміну, інтегральна характеристика для аналізу працездатності системи як цілого. Запропоновано застосування моделюючого програмного комплексу, переданого для тестування компанією NETWORK SOLUTION DEVELOPMENT CO.INC., для модифікації ХТС шляхом комп’ютерного моделювання та системного аналізу з використанням HEN-MEN подавань для технологічних схем та процесів. Отримана можлива економія пари середнього тиску та пари високого. Розроблено язик опису входу припустимого для програмних комплексів здатних створювати математичні моделі систем.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.06 - Техническая теплофизика и промышленная теплоэнергетика. В работе решена научная задача, направленная на разработку принципов моделирования и системного анализа эффективности тепломассообмена в ХТС на примере технологической схемы производства карбамида на ОПЗ, создание инженерных методик построения математических описаний сложных ХТС. Предложена формализация представления элементов в ХТС. Разработана и реализована математическая и компьютерная модель производственной схемы получения карбамида по технологии фирмы «Стамикарбон». Выработаны критерии: эффективности энергетического обмена, эффективности массообмена, интегральная характеристика для анализа работоспособности системы в целом. Предложено применение моделирующего программного комплекса, переданного для тестирования компанией NETWORK SOLUTION DEVELOPMENT CO.INC., для модификации ХТС путем компьютерного моделирования и системного анализа с использованием HEN-MEN представлений для технологических схем и процессов в частности. Получена возможная экономия пара низкого и среднего давления. Разработан язык описания входа, приемлемого для программных комплексов способных создавать математические модели систем.
Thesis for candidate degree of technical science according major 05.14.06 - Technical thermal physic and industrial heat and power engineering. The thesis is about solving following scientific problem pointed at developing of process simulation principles and system analysis of heat-mass exchange efficiency for technological flowsheets, Urea Production flowsheet, Odessa Port-Side Plant also engineering methodic developing for construction of complex chemical flowsheets mathematic description. System elements representation formalization for chemical flowsheets is proposed. This work applies the hypothesis of streams interaction representation within system elements by combination of pair streams interaction (Kolmogorov-Amold Theorem). The Hypothesis lets represent chemical flowsheet apparatus with several inputs and outputs by set of elements with two inputs and outputs integrated into subsystems. Mathematical and computer model for Urea production flowsheet according technology of “Stamicarbon” company is developed and implemented. On the base of inter- and intranetworking energy exchange the Energy Potential concept is proposed. Criteria are defined: energy exchange efficiency, mass exchange efficiency, integral characteristic for system performance. Topological models are developed on the base of HEN and MEN representation for technological flowsheet and for the first time the HEN-MEN combination rules are formulated. Accepted hypothesis of energy and mass efficiency continuity for system elements is found validation in between initial components rate effect (ammonium, carbon dioxide, water vapour and water) on the system input for temperature and flow distribution. It’s proposed to use process simulation software pocket received for testing from NETWORK SOLUTION DEVELOPMENT CO. INC, intended for chemical flowsheets modification by computer added process simulation and system analysis with HEN-MEN representation use for chemical product producing technological systems. The steam flowsheet modification is found to present reducing for utility (steam) system requirements. Additional loop inclusion in structure of Urea Production flowsheet together with synthesis column R201, heat exchanger E401A and water condenser E904 for technological stream heating on the first stage evaporation input as provided by operating practices. Input data description language is newly developed tool for software package which is intended for mathematical models creation for system. This thesis demonstrates that realizing the full industrial energy efficiency potential requires improvements to existing technological systems intended to overcome market- related barriers. Energy efficiency has to part of each industrial company’s overall strategy to be effective. Future work should focus on matter properties, system analysis and the broader Effects on industrial energy efficiency of globalization and the shift towards services.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.14.06 - Техническая теплофизика и промышленная теплоэнергетика. В работе решена научная задача, направленная на разработку принципов моделирования и системного анализа эффективности тепломассообмена в ХТС на примере технологической схемы производства карбамида на ОПЗ, создание инженерных методик построения математических описаний сложных ХТС. Предложена формализация представления элементов в ХТС. Разработана и реализована математическая и компьютерная модель производственной схемы получения карбамида по технологии фирмы «Стамикарбон». Выработаны критерии: эффективности энергетического обмена, эффективности массообмена, интегральная характеристика для анализа работоспособности системы в целом. Предложено применение моделирующего программного комплекса, переданного для тестирования компанией NETWORK SOLUTION DEVELOPMENT CO.INC., для модификации ХТС путем компьютерного моделирования и системного анализа с использованием HEN-MEN представлений для технологических схем и процессов в частности. Получена возможная экономия пара низкого и среднего давления. Разработан язык описания входа, приемлемого для программных комплексов способных создавать математические модели систем.
Thesis for candidate degree of technical science according major 05.14.06 - Technical thermal physic and industrial heat and power engineering. The thesis is about solving following scientific problem pointed at developing of process simulation principles and system analysis of heat-mass exchange efficiency for technological flowsheets, Urea Production flowsheet, Odessa Port-Side Plant also engineering methodic developing for construction of complex chemical flowsheets mathematic description. System elements representation formalization for chemical flowsheets is proposed. This work applies the hypothesis of streams interaction representation within system elements by combination of pair streams interaction (Kolmogorov-Amold Theorem). The Hypothesis lets represent chemical flowsheet apparatus with several inputs and outputs by set of elements with two inputs and outputs integrated into subsystems. Mathematical and computer model for Urea production flowsheet according technology of “Stamicarbon” company is developed and implemented. On the base of inter- and intranetworking energy exchange the Energy Potential concept is proposed. Criteria are defined: energy exchange efficiency, mass exchange efficiency, integral characteristic for system performance. Topological models are developed on the base of HEN and MEN representation for technological flowsheet and for the first time the HEN-MEN combination rules are formulated. Accepted hypothesis of energy and mass efficiency continuity for system elements is found validation in between initial components rate effect (ammonium, carbon dioxide, water vapour and water) on the system input for temperature and flow distribution. It’s proposed to use process simulation software pocket received for testing from NETWORK SOLUTION DEVELOPMENT CO. INC, intended for chemical flowsheets modification by computer added process simulation and system analysis with HEN-MEN representation use for chemical product producing technological systems. The steam flowsheet modification is found to present reducing for utility (steam) system requirements. Additional loop inclusion in structure of Urea Production flowsheet together with synthesis column R201, heat exchanger E401A and water condenser E904 for technological stream heating on the first stage evaporation input as provided by operating practices. Input data description language is newly developed tool for software package which is intended for mathematical models creation for system. This thesis demonstrates that realizing the full industrial energy efficiency potential requires improvements to existing technological systems intended to overcome market- related barriers. Energy efficiency has to part of each industrial company’s overall strategy to be effective. Future work should focus on matter properties, system analysis and the broader Effects on industrial energy efficiency of globalization and the shift towards services.
Опис
Яковлева, О. Ю.
Моделювання і системний аналіз ефективності тепломассообміну у виробництві карбаміду [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 05.14.06 "Технічна теплофізика та промислова теплоенергетика" / Яковлева Ольга Юріївна ; наук. кер. М. Г. Хмельнюк ; Одес. держ. акад. холоду. – Одеса : ОДАХ, 2012. – 22 с.
Ключові слова
системний аналіз, теплообмінна мережа, масообмінна мережа, тепломасообмінна мережа, ефективності енергетичного обміну, ефективності масообміну, системный анализ, теплообменная сеть, массообменная сеть, тепломассообменная сеть, эффективность энергетического обмена, эффективность массообмена, system analysis, heat exchanger network, mass exchanger network, energy exchange efficiency, mass exchange efficiency