Введение к работе
Актуальность проблемы. Экономия топливно-энергетических ресурсов тается главным направлением научно-технического прогресса в химической шологии, т. к. известно, что в химических производствах расход энергии ставляет основную часть затрат в себестоимости готовой продукции, эследнее наиболее актуально при увеличении объемов производства мической продукции, создании сложных химико-технологических систем ПС) с агрегатами большой единичной мощности.
Одним из основных методов снижения энергозатрат производства по )аву считается применение термодинамического анализа, который позволяет шти разнообразные технические приемы экономии энергоресурсов, начиная с зостейших методов и до внесения кардинальных изменешш в технологию. В їстоящєє время разработан наиболее современный и прогрессивный вариант ;рмодинамического анализа - эксергетический метод, который позволяет мразить в одинаковых единицах (через эксергаю) энергетическую ценность отоков вещества и энергии, учитывая тем самым их количество и качество.
К сожалению, на практике широкое внедрение эксергетического метода нализа ХТС сдерживается отсутствием инструментальных средств и пециализированного программного обеспечения, поскольку эксергетический нализ любой ХТС, минимизация ее энергозатрат, а тем более автоматизация акого процесса невозможна без использования средств вычислительной ехники. Поэтому, необходимость разработки автоматизированной системы іасчета и оптимизации эксергетического баланса ХТС произвольной структуры і её основной части - программно-алгоритмического обеспечения, фиентированной на широкий круг пользователей, является актуальной юдачей.
Цель работы. Целью настоящей работы является разработка гибкой интерактивной автоматюированнои системы эксергетического анализа, расчета
2 и оптимизации ХТС путем достижения максимального эксергетического КПД для минимизации энергозатрат производства. Разработка системы производится с использованием современных методов математического моделирования и применением прогрессивных инструментальных средств, реализующих дружественный интерфейс пользователя. В ходе работы над поставленной проблемой определены и решены следующие задачи:
определение логико-функциональной структуры автоматизированной системы;
разработка алгоритмов структурного анализа, расчета эксергетического баланса и эксергетического КПД ХТС;
определение и анализ основных программных модулей, входящих в состав единого программного комплекса автоматизированного расчета и оптимизации ХТС, разработка структуры и интерфейса взаимодействия программных модулей;
реализация автоматизированной системы эксергетического расчета и оптимизации ХТС в виде единого прикладного программного комплекса, определение необходимых аппаратных требований и условия функционирования программного комплекса;
проверка работоспособности созданного прикладного программного обеспечения ігри решении практической задачи расчета и оптимизации ХТС нефте-газопереработки и других производств.
Научная новизна работы.
определена структура единого комплекса программ, включающего в себя взаимосвязанные подсистемы расчета материально-теплового, эксергетического баланса ХТС и его оптимизации;
разработаны новые алгоритмы структурного анализа и расчета эксергетического баланса и эксергетического КПД ХТС. заключающиеся в выделении групп потоков с однородными
признаками и обратном, постадийном, циклическом переборе эксергетических потоков с запоминанием маршрута следования;
предложен и разработан подход к проблеме создания единого интерфейса взаимодействия различных подсистем в рамках общего программного комплекса;
создан комплекс программного обеспечения в виде автоматизированной системы, используемый для решения широкого класса задач в области химической технологии.
Практическая ценность.
программный пакет предназначен для анализа, расчета и оптимизации используемых энергоресурсов ныне действующих и вновь разрабатываемых химических производств, при решении задач управления и проектирования ХТС, также может использоваться как самостоятельный инструмент исследования;
разработана база данных физико-химических и эксергетических свойств веществ, являющаяся составной частью программного комплекса, которая может применяться независимо, как источник необходимой информации при расчетах термодинамических характеристик и разработках новых систем;
решена задача оптимального использования и экономии энергоресурсов на Оренбургском газоперерабатывающем заводе. Выданы конкретные рекомендации, подтверждающие необходимость внесения ряда изменений в технологический процесс;
разработанный программно - алгоритмический комплекс автоматизировашюго эксергетического анализа ХТС был передан институту АО "ВНИИГАЗ", ОАО "ВНИИОЭНГ", АО "НИИЦемент" для расчета эксергетических характеристик
4 материалов и процессов в конкретных технологических производствах.
Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:
XI Международная конференция молодых ученых по химии и химической технологии МКХТ - 97 (г. Москва, 1997);
1-е международное совещание по химии и технологии цемента (г. Москва, 1996);
Международная конференция "Промышленность стройматериалов и строшшдустрия, энерго- и ресурсосбережение в условиях рыночных отношений" (г. Белгород, 1997).
Публикации. По теме диссертации опубликовано семь печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка используемой литературы, содержащего 107 наименований и приложений. Работа изложена на 122 страницах печатного текста, включает 19 рисунков и 7 таблиц.
