Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
При постоянной производительности действующих агрегатов (эта величина предопределена проектной мощностью и регламентируется плановым заданием) задача оптимизации по критерию Sn совпадает с задачей оптимизации по критериям максимума дохода [201 или максимума нормы прибыли [111.
Таким образом, основное назначение системы в рассматриваемый период состояло в оперативной оптимизации работы технологических линий в процессе автоматического управления по критерию минимума S0 и принятии эффективных мер для приближения ее значений к оптимальной величине. При этом предполагалось, что система управления должна искать оптимум непосредственно в области, прилегающей к найденному в технологических исследованиях номинальному режиму, и, соответственно, корректировать уставки регуляторов, поддерживающих технологические параметры в допустимых пределах.
Энергоемкие узлы было решено [19, 21] расчленить на два объекта управления: а—отделение синтеза и дистилляции; б — отделение выпарки. Такое разделение обусловлено тем, что в работе этих систем отсутствует синхронность по нагрузке из-за наличия между ними сборника раствора карбамида большой емкости.
Применительно к задаче управления отделением синтеза и дистилляции [8, 18, 19, 21 ] затраты на сырье в этом отделении выражали следующим образом:
51 л = 0,567ЛП + Л^-тд (VIII.2) 266
где Л — стоимость NH3, руб/т; 0,567 — стехиометрический расходный коэффициент по аммиаку, т/т; q^ — потери NH3 в отделении синтеза и дистилляции, зависящие от эффективности работы этого
отделения, т/т. Величину дію-? определяли по эмпирическому уравнению [21 ].
Затраты на CO2 учитывать не требуется, так как он является отходом производства аммиака и в калькуляцию себестоимости карбамида не входит.
Производительность синтеза следующая:
П = 1>364??0, (VJ 11.3)
(и) =0-915 («-!)- Я*0г (п - 2)] +
+ 0,016 ЯС0і-ЯІОі (я-1)]+ ?ё0,(п-1) (VIM.4)
где ^CO2 — фактическая нагрузка колонны синтеза по свежему CO2; <7с.гл (п), qco, (п — 1), qlo, (п — 2) — нагрузка колонны синтеза с учетом динамики (текущее значение, значения на предыдущем и предиредыдущем шаге измерения соответственно); 0,915 и 0,016 — динамические коэффициенты, найденные по кривым разгона [21 ] при двухминутном интервале выборки информации.
Энергетические затраты в отделении синтеза-дистилляции включают в себя затраты на технологический пар Sn д, электроэнергию S3V И На ОХЛаЖДеНИе оборОТНОЙ ВОДОЙ Sox", т. е. 5с.д=5е.д+5с_/+5схд (Vu,.5)
Все входящие в (VIII.5) величины измеряли датчиками и непосредственно вводили в УВМ.
По вводимой в УВМ информации о зависимых (tc, /др, qvyc, q„, 67ЭЛ) и независимых (дСОг, ?мн3. P?, V (ти. ^ді. рт\) 1 технологических параметрах с использованием приведенных уравнений определяли критерий оптимальности рассматриваемого отделения S^' д = Sc' д + Sl' д. При оптимизации технологического режима синтез-дистилляции в качестве управляющих использовали параметры /д|, tm и qm.h.
Применительно к задаче управления отделением выпарки водного раствора карбамида [18, 19, 21] переменную часть себестоимости, связанную с работой этого отделения и совпадающую с удельными энергозатратами в нем, выражали в виде:
Sn = Vf Ул_ (VIII.6)
1 Индексы ді, дії означают соответственно I и II ступени дистилляции.
267
где Sn — затраты на греющий пар в выпарном аппарате и паро-эжекционной установке; SlXJJ — затраты на охлаждающую воду в конденсаторах сокового пара; с/Пл — количество упариваемого раствора (нагрузка выпарки); Ск — концентрация карбамида в упариваемом растворе, масс. доли.
S*, SlXJl, с/пл определяли датчиками; величину Ск вычисляли по уравнению регрессии 119, 21] с учетом динамики изменения состава раствора карбамида в сборнике перед выпаркой.
С целью определения эффективности метода оптимизации «на процессе» исследовали [22 ] динамику автоматического поиска и отработки АСУТП оптимального режима указанным методом. При этом окончание переходного процесса идентифицировали по соответствию текущего значения всех управляемых переменных выданным на регуляторы заданиям с точностью 0,3 °С для температур, 0,05 м3/ч для расхода NH3 и 665 Па для давления, а также по стабильности текущего расчетного значения критерия оптимальности. Изменение значения критерия оптимальности не пр"е~-восходило 0,05% его величины за интервал выборки информации т = 2 мин. Точность отработки управляющих воздействий была принята равной измеренной экспериментально точности поддержания регуляторами соответствующих параметров, а скорость изменения критерия оптимальности, соответствующая окончанию переходного процесса, была взята равной средней скорости изменения этой величины при отсутствии управления.
Заданная точность соответствия значений управляемых переменных величинам управляющих воздействий (заданиям регуляторам) достигалась благодаря коррекции управляющих воздействий. Для повышения достоверности поиска оптимального режима после идентификации системой окончания переходного процесса мгновенное расчетное значение критерия оптимальности усреднялось в течение 10 мин.
