Моделирование регулирующих клапанов в программном продукте «МиР ПиА»
- Авторы: Коныгин С.Б.1
-
Учреждения:
- Самарский государственный технический университет
- Выпуск: Том 26, № 2 (2018)
- Страницы: 166-170
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.eco-vector.com/1991-8542/article/view/20371
- DOI: https://doi.org/10.14498/tech.2018.2.%25u
- ID: 20371
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Рассмотрены вопросы интеграции регулирующих клапанов в модели технологических установок нефтегазовых производств, разрабатываемые в программном продукте «МиР ПиА». В качестве примера показано создание модели фрагмента установки, состоящего из трубопровода с регулирующим клапаном. Представлена настройка последовательности расчета технологической схемы. Приведены результаты гидравлического расчета для двух случаев. Показано, что в первом случае установка может работать в нормальном режиме, а во втором не справляется с заданной производительностью. Внедрение таких моделей позволит производственному персоналу оперативно решать ряд проблем, таких как оценка возможности работы установки при использовании другого сырья или другой производительности, выявление причин несоответствия продукции нормативным требованиям и т. д.
Полный текст
В настоящее время актуальным направлением является создание математических моделей действующих технологических установок нефтегазовой и химической промышленности [1]. Их внедрение позволит производственному персоналу оперативно решать ряд проблем, таких как оценка возможности работы установки при использовании другого сырья или другой производительности, выявление причин несоответствия продукции нормативным требованиям и т. д. Для этого возможно использование современных программных продуктов, к числу которых может быть отнесена программная платформа «МиР ПиА» [2, 3]. Одной из проблем при разработке такого рода моделей является интеграция в них элементов автоматизации технологического процесса [4, 5]. В рамках настоящей статьи продемонстрирована интеграция регулирующего клапана в математическую модель, созданную с помощью платформы «МиР ПиА» [2].Для простоты рассмотрения выбран простой фрагмент установки, приведенный на рис. 1. Здесь поток жидкости движется по трубопроводу из емкости S1 с высоким давлением в емкость S2 с низким давлением, проходя при этом аппарат воздушного охлаждения T1. Расход жидкости регулируется клапаном F1. Включение в модель установки элементов автоматизации стало возможным после существенной переработки модуля решения технологической схемы в целом. Центральным моментом данной модернизации стала возможность включения аппаратов в циклы с прямым (значения давления вычисляются от начала к концу цикла) и обратным (значения давления вычисляются от конца к началу цикла) направлениями гидравлического расчета. text4539-8 Рис. 1. Моделируемый фрагмент технологической установки Созданная математическая модель данного участка представлена на рис. 2. Рис. 2. Модель фрагмента технологической установки, созданная в программном продукте «МиР ПиА» Настройка направления гидравлического расчета производится в диалоговом окне (рис. 3). Из рисунка видно, что емкость S1 и трубопровод P1 рассчитываются в прямом, а остальные объекты - в обратном направлении. Причем важно, чтобы в цикле обратного гидравлического расчета первым стоял регулирующий элемент F1, а последним - элемент с фиксированным давлениемS2.При такой организации процесса моделирования на каждой итерации замыкающий последовательность гидравлического расчета клапан пытается найти такое положение затвора, которое создает требуемый перепад давления (рис. 4). В качестве примера на рис. 5 представлены результаты расчета фрагмента установки при расходе протекающей по нему жидкости 30 т/ч.Перепады давления на отметках 50 и 100 м представляют собой гидравлические сопротивления регулирующего клапана и аппарата воздушного охлаждения соответственно. Положение рабочей точки клапана (см. рис. 4) показывает, что работа при заданной производительности возможна. Рис. 3. Диалоговое окно для настройки последовательности и точности расчета Рис. 4. Диалоговое окно с результатами расчета регулирующего клапана p, кгс/см2 L, м Рис. 5. Профиль давления при расходе жидкости 30 т/ч В качестве другого примера рассмотрим работу данной линии при расходе жидкости 100 т/ч. Полученные результаты моделирования приведены на рис. 6. Видно, что гидравлические сопротивления элементов схемы существенно увеличись, что привело к отрицательному расчетному перепаду давления на клапане. Из этого следует вывод о невозможности работы линии при данном расходе жидкости. p, кгс/см2 L, м Рис. 6. Профиль давления при расходе жидкости 100 т/ч Все сказанное позволяет сделать вывод о возможности построения математических моделей действующих технологических установок, имеющих в своем составе элементы автоматизации, в программном продукте «МиР ПиА».×
Об авторах
Сергей Борисович Коныгин
Самарский государственный технический университет(д.т.н., доцент), заведующий кафедрой «Машины и оборудование нефтегазовых и химических производств» Россия, 443100, г.Самара, ул.Молодогвардейская, 244
Список литературы
- Иваняков С.В., Крючков Д.А. Применение программного продукта«МиР ПиА» для компьютерного моделирования систем сепарациинефти // Вестник Самарского государственного технического университета. Сер. Технические науки. - 2018. - № 1 (57). - С. 168-172.
- Коныгин С.Б., Крючков Д.А. Моделирование и расчет процессов и аппаратов (МиР ПиА). Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2015613176.
- Ghasem N. Computer Methods in Chemical Engineering // Taylor & FrancisGroup, LLC. 2012. - 492 p.
- Маршалов Е.Д., Нечаева О.А. Имитационное моделирование гидравлических системс регулирующими органами // Вестник ИГЭУ, 2007. - № 4. - С. 84-87.
- Капранова А.Б., Лебедев А.Е., Мельцер А.М., Солопов С.А., Неклюдов С.В. О методах расчета гидравлического сопротивления регулирующих органов при транспортировании однокомпонентных сред // Фундаментальные исследования. - 2016. - № 4 (ч. 1). - С. 52-60.
Дополнительные файлы
