30.08.2017 16:26
Аналитика.
Просмотров всего: 10434; сегодня: 2.

Анализ работы колонного оборудования: что там, внутри?

Автор: Дженнифер Даймент (Jennifer Dyment), Продукт Менеджмент, AspenTech

Визуализация гидравлических параметров и всей экосистемы продуктов

Мы все хотим знать, "что там, внутри"? Имея более точное представление о функционировании производственных активов, предприятия химической промышленности и ТЭК могут использовать эту информацию, чтобы получить конкурентное преимущество перед другими компаниями. С помощью сведений о гидравлических характеристиках колонных аппаратов можно существенно повысить эффективность использования активов и уменьшить капитальные затраты на модернизацию оборудования и строительство новых мощностей. Возможность прогнозировать производственные показатели технологических установок - необходимое условие полноценного моделирования работы колонн в целях проектирования, эксплуатации, а также сверки и согласования показателей. Имея точные данные о том, что происходит в тарельчатых и насадочных колоннах, инженеры-технологи могут быстро выявлять первопричины технических проблем и принимать решения, влияющие на все производство, на основе достоверной информации.

С помощью современных средств моделирования инженеры - как начинающие, так и опытные - могут "видеть", что происходит внутри колонны, и благодаря этому - выявлять причины производственных проблем и выбирать наилучшие варианты устройства новых и уже работающих установок. Интерактивный интерфейс и расширенные возможности для выполнения расчетов дают инженерам возможность полностью визуализировать все поведение колонны, чтобы лучше понимать, что происходит при возникновении таких проблем, как захлебывание или провал жидкости, и каково влияние смежного оборудования и изменений в условиях технологического процесса. В конечном итоге более качественная поддержка принятия решений сокращает затраты, сроки и риски, связанные с выполнением проектов и эксплуатацией оборудования.

Системы повышенной сложности

Расчет ректификационных колонн - один из тех видов деятельности, которой химики-технологи уделяют наибольшее внимание. Специалистам крайне важно иметь детальную информацию о работе внутреннего оборудования колонн, особенно в тех случаях, когда задача - изучение эксплуатационных характеристик технологического оборудования и процессов. Колонные аппараты - одни из самых дорогих и энергоемких единиц оборудования в технологических установках, и гидродинамика происходящих в колоннах процессов может быть весьма сложной. По сложности проектирования и эксплуатации колонны также занимают одно из первых мест в обрабатывающей промышленности. По данным министерства энергетики США, на предприятиях химической и нефтехимической промышленности Северной Америки работает более 40000 ректификационных колонн, на долю которых приходится около 40% от общего энергопотребления. Владельцы и операторы постоянно ищут способы повысить производительность, качество продукции и энергоэффективность путем устранения узких мест и нарушений технологического процесса. В зависимости от сложности задачи к работе приходится привлекать штатных специалистов по колонным аппаратам либо пользоваться услугами инжиниринговых компаний.

В США стимулом к выполнению проектов по устранению узких мест в химической отрасли и ТЭК стали доступность легких нефтей и низкие цены на природный газ. Многие инженеры-технологи сталкиваются со значительными трудностями, когда пытаются одновременно оптимизировать работу колонны и весь технологический процесс. При этом бывает трудно оценить реальную производительность оборудования и приходится выполнять итерационные исследования и осуществлять обмен данными между средством моделирования и другими программами вручную, что чревато ошибками. Как правило, специалистам по колонным аппаратам нужна возможность прогнозировать условия, в которых есть риск нарушения нормальной работы колонны (захлебывание, провал жидкости, колебания давления), и быстро оценивать работу колонны во всем диапазоне расчетных условий, условий безопасной работы и колебаний уровней в нормальном режиме. Когда для устранения узких мест необходимы капиталовложения, специалистам проектно-строительных компаний приходится искать способы уменьшить капитальные затраты проекта: использовать имеющееся оборудование (например, корпуса аппаратов, трубопроводы), инвестировать в более дешевое смежное оборудование (такое как подогреватели или охладители сырья) или заменять внутреннее оборудование колонн, а также оценивать различные схемы внутреннего оборудования, чтобы найти наиболее экономичное решение.

Современная технология моделирования помогает пользователям лучше понимать работу колонн и быстро прогнозировать или устранять нарушения технологического процесса, так как благодаря визуальному представлению входных данных и результатов пользователь может видеть всю колонну на одной диаграмме. Что самое важное, программные инструменты, основанные на такой технологии, выдают сообщения с ясной информацией о проблемах и возможных решениях. Кроме того, они дают инженерам возможность рассматривать колонны в составе более крупных производственных единиц и применять интерактивные расчетные программы для оценки множества разных проектных решений и сценариев эксплуатации.

Теперь пользователи могут работать более эффективно, создавая и анализируя секции колонн с насадками и тарелками для гидравлических расчетов и оценки реальной производительности колонн. Интуитивно понятные функции дают возможность оптимизировать проектные решения, оставаясь в пределах гидравлических ограничений: инженеры могут сравнивать результаты разных решений с помощью графиков гидравлических параметров и понятных сообщений системы. С помощью программы для моделирования технологического процесса можно легко менять условия эксплуатации на схеме технологического процесса, визуализировать и наблюдать изменения гидравлических параметров и вносить любые необходимые изменения, для того чтобы в итоге получить оптимальные проектные решения. Расширение функциональных возможностей упрощает расчет колонных аппаратов и помогает лучше понять проблемы, влияющие на производительность колонных аппаратов.

Понимание процессов, происходящих в колонном аппарате

Компания AspenTech (http://home.aspentech.com/) - первопроходец в области моделирования технологических процессов - уже более тридцати лет предлагают инженерам высокоэффективные решения. С помощью новых функций, заложенных в программы Aspen HYSYS (http://home.aspentech.com/en/products/engineering/aspen-hysys) и Aspen Plus (http://home.aspentech.com/en/products/engineering/aspen-plus), инженеры, занимающиеся проектированием, поиском причин плохих производственных показателей и модернизацией, могут оптимизировать энергопотребление колонных аппаратов и быстро выявлять потенциальные проблемы, способные влиять на работу установки.

Имея более точные гидравлические корреляции, можно меньше прибегать к предположениям и строить более точные модели для расчета колонных аппаратов. Использование интуитивной, интерактивной и наглядной графики для ввода данных по геометрии тарелок или насадок и построение графиков гидравлических параметров на каждом этапе дают возможность получить более детальное представление о гидравлических характеристиках каждой секции и одновременно с этим видеть, как работает вся колонна в целом. Пользователь может легко определять, как повлияют изменения, вносимые во входные данные схем технологического процесса или геометрические параметры внутренних устройств, на гидравлические характеристики аппарата, что повышает качество проектирования и эффективность работ по выявлению нарушений.

Ниже перечислены основные преимущества, которые дает использование программ Aspen Plus и Aspen HYSYS для расчета колонных аппаратов:

Программы помогают быстрее разобраться в функционировании колонн и проблемах с их производительностью, исходя из текущих условий эксплуатации; Пользователь может видеть колонну как часть более крупной производственной единицы и использовать интерактивный расчет для быстрой оценки множества вариантов проектных решений и технологических сценариев; Перед принятием решений по эксплуатации или модернизации производственного оборудования можно оценить взаимное влияние колонн и другого оборудования; Возможность оценки множества вариантов модернизации дает информацию для аргументированного диалога с поставщиками; Автоматический подбор параметров и шаблоны проектно-конструкторских решений сокращают затраты времени и сил на проектирование новых колонных аппаратов и помогают менее опытным пользователям приобрести необходимые знания; Автоматический экспорт геометрических и технологических параметров избавляет пользователей от необходимости тратить время и силы на ручной итерационный обмен данными между Aspen Plus или Aspen HYSYS и программами для расчета колонн, разработанными третьими сторонами (например, программа KG-TOWER® компании Koch-Glitsch или Sulcol™ компании Sulzer).

Целостная картина

Более полное представление о функционировании производственных активов - надежная основа для повышения качества принимаемых решений. Современные технологии моделирования технологического процесса - мощный инструмент для расчета колонных аппаратов. Знание о том, как протекают основные технологические процессы, помогает быстрее и лучше решать проблемы. С помощью новых возможностей по расчету колонных аппаратов инженеры - как начинающие, так и более опытные - могут решать технологические проблема на уровне первопричин и оценивать варианты проектов нового оборудования или модернизации существующего с помощью интерактивного инструмента с расширенными возможностями в области расчетов и визуализации.

Подводя итог, можно сказать, что теперь больше нет необходимости рассматривать колонные аппараты как загадочные "черные ящики" и пытаться проектировать их или оценивать их реальную производительность в отрыве от остального оборудования. Визуализацию можно выполнять с помощью современного программного обеспечения для моделирования технологического процесса и благодаря этому получать полное представление о работе критически важных капитало- и энергоемких аппаратов. В результате инженеры могут минимизировать капитальные затраты и принимать обоснованные проектные решения, влияющие на работу всего предприятия, а это открывает новые возможности в области повышения производительности и увеличения прибыли.


Ньюсмейкер: Aspen Technology — 39 публикаций
Поделиться:

Интересно:

Россияне будут проводить новогодние каникулы в путешествиях по стране
26.12.2024 16:36 Аналитика
Россияне будут проводить новогодние каникулы в путешествиях по стране
По данным совместного исследования Минэкономразвития и сервиса онлайн-бронирования отелей и апартаментов Островок, на предстоящих новогодних каникулах россияне отдают предпочтение внутренним направлениям. Особой популярностью в этом году пользуются Юг и Северный Кавказ. При этом в период с 28...
Из жизни ассигнаций, или почему упразднили Ассигнационный банк
26.12.2024 15:31 Аналитика
Из жизни ассигнаций, или почему упразднили Ассигнационный банк
История развития банковского дела насчитывает несколько десятков столетий. Первые кредитные учреждения, которые заложили фундамент мировой банковской системы, появились еще до нашей эры — в Древнем Вавилоне, Древней Греции, Римской империи. В России подходящие для развития...
Как передали изображение Юрия Гагарина из космоса, рассказал ученый
26.12.2024 11:42 Аналитика
Как передали изображение Юрия Гагарина из космоса, рассказал ученый
Передача изображения Юрий Гагарина во время его космического полета стала первым шагом на пути создания космического телевидения. Но чтобы получить картинку из космоса, советским инженерам пришлось изрядно потрудиться. Как сообщает пресс-служба Новгородского государственного университета имени...
Саморазвитие в фокусе: что читали российские менеджеры в 2024 году?
26.12.2024 02:04 Аналитика
Саморазвитие в фокусе: что читали российские менеджеры в 2024 году?
Российские управленцы сегодня активно инвестируют в собственное образование и профессиональный рост. Корпоративная библиотека Alpina Digital помогает им быть в курсе трендов и получать знания от ведущих мировых экспертов. Ежегодно в декабре мы публикуем рейтинг материалов, которые были наиболее...
«Будь Здоров» оценили проекты студентов ГУУ
26.12.2024 00:04 Мероприятия
«Будь Здоров» оценили проекты студентов ГУУ
В декабре в бизнес-центре Государственного университета управления при поддержке АНО «Платформа Национальной технологической инициативы» прошел Демо-день акселерационной программы «Технологии здоровой жизни 2.0», в рамках которого участники представили свои проекты, в числе которых – мобильные...