قطير را طراحي کرد و شرايط و ورودي ها و خروجي هاي آن را مشخص نمود و سپس اين برج تقطير را شبيه سازي نمود. با انجام اين کار براي تک تک دستگاه هاي مورد نياز براي انجام فرآيند، مي توان خط توليد را در کارخانه براي انجام فرآيند، طراحي و شبيه سازي کرد و با اجرا کردن شبيه سازي مي توان مشاهده و بررسي کرد که آيا طرح درست اجرا مي شود يا خير و مشکلات طرح را بررسي کرد. اگر قسمتي از طرح مشکل داشته باشد با اجراي شبيه سازي مي توان بخشي از دستگاهي که ايراد دارد را شناسايي کرد و سپس مجدداً آن را اصلاح نمود. بعلاوه در نرم افزار Hysys مي توان در مورد پارامترهاي مختلف فرآيند بهينه سازي نيز انجام داد.
3-2 طراحي و شبيه سازي فرايند
شبيه سازي فرايند ابزاري است مفيد و موثر براي دستيابي به اهداف زير:
• انتخاب بهينه و درست تجهيزات مطابق با اهداف طراحي
• ارزيابي صحيح تغييرات خوراك، نوسانات و خارج از سرويس بودن تجهيزات
• ايمني ، قابليت اعتماد و سودمندي در طول عمر مجتمع.]19[
3-3 ويژگي هاي HYSYS
در HYSYS مجموعه اي معتبر و جامع از خواص مواد خالص قرار داده شده است. در اين نرم افزار معادلات حالات مختلف، معادلات ضرايب اكتيويته و داده هاي كتابخانه اي لازم براي مدل سازي سيستم بخار، فرآيندهاي هيدروكربني و سيستم هاي شيميايي بسيار غيرايده آل نيز وجود دارد.
3-3-1 تطابق با استانداردها
همچنين تركيبات نفتي را با استفاده از داده هاي تقطير ASTM استاندارد مي توان به وجود آورد.]21[
3-3-2 محيط محاوره اي كامل
برخلاف بسياري از شبيه سازهاي موجود، محيطHYSYS كاملا محاوره اي است. حتي اگر اطلاعات و داده هاي اوليه ناقص باشند، تا حد ممكن در تمامي نمودار جريان پخش مي شوند. علاوه بر اين، محاسبات واحدها از اول به آخر يا بالعكس نيز انجام مي شود. اين كار باعث حذف محاسبات تكراري شده و لزوم تخمين در بسياري از نمودار جريان ها را از بين مي برد. توانايي انجام محاسبات سودمندي نظير شرايط تشكيل هيدرات، خواص نفتي و محاسبات اندازه يابي دستگاه ها (sizing) بخشي از محيط محاوره اي را تشكيل مي دهد.]22[
3-3-3 عمليات واحد جامع
در HYSYS.Process عمليات واحد متعدد و گوناگوني مانند انواع مبدلهاي حرارتي، تجهيزات دوار مانند پمپ و كمپرسور، جدا كننده ها، برج هاي تقطير، راكتورها، عمليات جداسازي جامدات و عمليات منطقي موجود است. به علاوه عمليات واحد خاص را نيز مي توان از طريق برنامه نويسي به اين نرم افزار اضافه كرد.
واكنشهاي شيميايي يك بار نوشته شده و در طول برنامه در هر جا كه مورد نياز باشند مورد استفاده قرار مي گيرند. واكنشهاي تكي يا گروهي را مي توان در انواع عمليات واحد، نظير برج هاي تقطير به كار گرفت. برجهاي تقطير مي توانند دو فازي يا سه فازي و يا همراه با واكنش شيميايي باشند.]15[
3-3-4 سازگار با فن آوري اتوماسيون OLE
بهره مندي نرم افزار از فن آوري اتوماسيون OLE در برگيرنده مزاياي زير براي كاربر است :
• به راحتي مي توان نتايج محاسبات را به نرم افزارهاي عمومي نظير Excel و Word منتقل كرد.
• بدون نياز به دانستن متن برنامه (Source Code) به آساني مي توان واحدهايي (نظير مدلهاي خاص رآكتور) را به برنامه اضافه نمود.
• اتصال با ساير برنامه هاي كاربردي براي جمع آوري و تجزيه و تحليل داده ها. اطلاعات را هم مي توان به صورت دستي و هم از طريق ارتباط با ساير برنامه هاي كاربردي پردازش كرد.
3-3-5 امكانات ديگر
به جاي صفحات جدا از هم و فايل هاي متعدد ورودي، در HYSYS.Process يك فايل تمام داده هاي ترموديناميكي متغيرهاي مشخص و نتايج محاسبه را در خود ذخيره مي كند. PFD را مي توان با فرمت DXF براي استفاده در ساير برنامه ها تهيه كرد. مسيرها و محل هاي گوناگون و متنوع براي وارد كردن داده ها و مشاهده نتايج محاسبات، امكانات ترسيمي گسترده براي تجسم بهتر نتايج، امكان دست ورزي در اطلاعات كتابخانه اي برنامه، امكان اجراي برنامه در حالت هاي مختلف و ذخيره سازي نتايج تمام حالت ها، بهينه ساز متغيرهاي عملياتي، صفحه گسترده نظير Excel ، پيش بيني خصوصيات ترموفيزيكي مواد خالص و مخلوط ها به صورت تابعي از فشار و دما و بسياري ظرايف ديگر از جمله امكانات جانبي اين نرم افزار به مي باشد.]19[
از آنجا كه اين روش موجبات صرفه جويي در وقت و هزينه ها را فراهم مي آورد، بطور طبيعي مورد استقبال عمومي مديران بخش صنعت قرار گرفته است
3-4 مزاياي HYSYS
3-4-1 مدلسازي و شبيه سازي
منظور از مدلسازي فرايند، توصيف ماهيت سيستم توليد (يعني موازنه هاي جرم و انرژي) در قالب معادلات رياضي است. خصوصيت هاي اصلي مدلهاي خوب، دقيق بودن، كمي بودن و مختصر بودن است. البته مدلهاي كم دقت، كيفي، يا مفصل نيز كاربردهاي ويژه اي دارند كه از بحث عمومي اين نوشتار خارج است. اين معادلات عموماً غيرخطي و به شكل معادلات جبري، ديفرانسيل يا مخلوطي از اين دو هستند. در نرم افزارهاي امروزي شبيه سازي، اينگونه مدلها در قالب عمليات مختلف در كتابخانه اي ذخيره شده اند كه از كنار هم قرار دادن آنها، مدلي از فرايند ساخته ميشود. ]19[
شبيه سازي، يعني بدست آوردن اطلاعات خروجي (بطور مثال مشخصات محصول) از طريق حل مدلهاي فوق براساس اطلاعات ورودي (به طور مثال مشخصات خوراك)، در اين ميان، اطلاعات مربوط به مشخصات دستگاه ها جزيي از مدل بشمار ميروند و قسمتي از آنها توسط كاربر به نرم افزار داده ميشود.
3-4-2 كاربردهاي شبيه سازي
به رغم تعريف ساده فوق، كاربردهاي شبيه سازي بسيار متنوع و گوناگون است. در اينجا، اين كاربردها در سه قسمت مرور ميشوند:
پژوهش و توسعه فرايندها، طراحي فرايند، و راهبري كارخانجات .
الف – كاربردهاي شبيه سازي در پژوهش و توسعه فرايندها:
بطور سنتي، پژوهش درباره روشها يا سيستمهاي جديد توليد به كمك واحدهاي پيشتاز انجام مي شده است. اما نظر به هزينه زياد ساخت و نگهداري اين واحدها، از چندين سال پيش، فكر استفاده از نرم افزارهاي شبيه سازي براي كاستن از اين هزينه ها مطرح شده است. با بكارگيري اين نرم افزارها ميتوان گزينه هاي مختلف خط توليد را بررسي كرد، افزايش ظرفيت واحد را مورد مطالعه قرار داد و در نهايت، واحد پيشتاز را بهينه طراحي كرده و ساخت. از طرف ديگر، بخشهايي از فرآيند را كه با شبيه سازي آنها اطلاعات كافي براي طراحي واحد بدست مي آيد، مي توان از واحد پيشتاز حذف کرد.همچنين ازاشتباهات پرخرج در طراحي و ساخت واحدهاي پيشتاز پيشگيري كرد. ]20[
ب – كاربردهاي شبيه سازي در طراحي فرايند:
امروزه به نحو گسترده اي از نرم افزارهاي شبيه سازي در طراحي فرايند استفاده ميشود. كاربردهاي اين نرم افزارها در اين حوزه از حيث گستردگي كار از محاسبه ساده خصوصيات ترموفيزيكي جريانها يا حتي مواد خالص شروع شده و به طراحي كارخانجات كامل با در نظر گرفتن تاسيسات جانبي، خطوط لوله تامين خوراك، يا انتقال محصول، و بررسي سيستمهاي كنترل ميرسد. از آنجا كه اين روش از محاسبات دستي ساده تر، سريعتر و دقيقتر است، با تكرار آن در شرايط مختلف به سهولت و با صرف زمان بسيار كمتري ميتوان مجموعه كاملي از عملكرد فرآيند در حالت هاي مختلف را پيش بيني كرده و از اين طريق، ضمن كاهش هزينه هاي اضافي سرمايه گذاري ثابت (دستگاههاي اضافي) و كاستن از هزينه هاي عملياتي (مصرف آب، انرژي و …)، قابليت انعطاف بيشتري را در طرح فرايند ، بوجود آورده و نقطه بهينه از لحاظ هزينه ها رواني عمليات، ايمني، محيط زيست و غيره را بدست آورد.
ج – كاربردهاي شبيه سازي در بهره برداري مطلوب از تاسيسات موجود :
در كارخانجات موجود با كمك نرم افزارهاي شبيه سازي مي توان فرايند توليد را مورد بررسي و ارزيابي موشكافانه قرار داده و از اين طريق، بطور كلي عمليات را بهبود بخشيد. در صورتي كه از نرم افزارهاي پيشرفته تر استفاده شود، امكان بهينه سازي در جا براساس شرايط توليد (مانند دماي خوراك و شرايط اقليمي) نيز وجود دارد. ]19[
كاستن از مواد و انرژي مصرفي نيز از جمله مطالعاتي است كه ميتوان به كمك اين نرم افزارها انجام داد. اما يكي از كاربردهاي بسيار مهم استفاده از نرم افزارهاي شبيه سازي كشف حداكثر ظرفيتهاي توليدي موجود و قابل استفاده در خط توليد است كه گاه بهره گيري از آنها هزينه اي بسيار كم و درآمدي قابل توجه دارد. در همين زمينه ميتوان تنگناهاي فرايند را نيز شناسايي كرد و به رفع آنها همت گماشت.
د – ارتباط با نرم افزارهاي ديگر: تبادل اطلاعات با نرم افزارهاي ديگر بصورت دوطرفه، توانايي دست ورزي در اطلاعات كتابخانه اي، افزودن مدلهاي دلخواه كاربر و اجراي برنامه طبق روش دلخواه كاربر با معماري باز نرم افزارهاي امروزي شبيه سازي ممكن شده است. با پديد آمدن فكر CAPE-OPEN اين كار شكل جدي تري نيز به خود گرفته و نويد ظهور نرم افزارهايي با قابليتهاي گسترده پذيرش قطعاتي از نرم افزارهاي ديگر براي بهينه سازي توانمنديها را ميدهد.
ه – استفاده مستقيم در كنترل فرايند: نرم افزارهاي نوين از توانايي اتصال مستقيم يا با واسطه به انواع سيستم هاي كنترل فرايند واقعي برخوردارند و در نتيجه، مي توان از آنها براي بهينه سازي لحظه اي عملكرد واحد با تعيين نقاط مقرر بهينه بهره گرفت. معماري باز و توان محاوره با نرم افزارهاي ديگر، حتي امكان پياده سازي الگوريتم هاي پيشرفته كنترل مانند كنترل مدلي پيشگو ، كنترل بهينه، كنترل تطبيقي و نظاير آنها را فراهم ميآورد. ]19[
و – آموزش اپراتورها : دقت شبيه سازي ديناميك فرآيندها امروزه چنان است كه ميتوان از آن براي خلق موقعيتهاي نامطلوب يا اضطراري مجازي و آموزش چگونگي مهار آنها به اپراتورها استفاده كرد. نظير اين كار سالها پيش از اين در كارهاي حساس مانند ناوبري هواپيما و سيستم هاي دفاعي انجام مي شده است. با كاهش هزينه هاي پياده سازي اين توانايي در صنايع شيميايي، زمينه هاي كاربرد آن در اين صنايع نيز فراهم آمده است.
ز – تسريع پروژه ها : طراحي كارخانجات فعاليتي گروهي است كه با توزيع مناسبتر داده ها و اطلاعات، جلوگيري از دوباره كاري و مديريت شايسته تغييرات، به طرز چشمگيري شتاب ميگيرد. توجه به نياز واحدهاي مختلف مهندسي براي تبادل اطلاعات، لزوم حركت از سطح سيستمهاي سنتي نقشه – محور (بيشتر متكي به نرم افزارهاي ساده نقشه كشي مانند AutoCAD) به سطح سيستمهاي نوين “داده – محور” را بطور جدي مطرح ميكند. از آنجا كه در اين سيستمهاي هوشمند، تمام بخشهاي مهندسي و مديريت پروژه ها به پايگاه مركزي داده ها دسترسي دارند، پويايي قابل ملاحظهاي در انجام پروژه ها به وجود مي آيد.
ح – اتصال به سيستم مديريت : در دوران ما، توليد به كمك كامپيوتر (CIM)، تجارت الكترونيكي، بازرگاني الكترونيكي و سيستم هاي اطلاعات مديريت به سرعت در حال رشدند. امروزه سيستم هاي مديريت، حسابداري، برنامه ريزي، طراحي، كنترل عمليات و راهبري به دليل نياز به نظارت و تنظيم روابط ميان توليدكنندگان، مجاري توزيع فرآورده ها، شبكه هاي حمل و نقل و خريداران به يكديگر متصل مي شوند.]19[
ازاين طريق، امكان پيش بيني و در نظر گرفتن تقاضاي بازار، اجراي سفارشها و ايجاد هماهنگي درتامين مواد اوليه، تخصيص ظرفيت هاي توليد و برنامه ريزي براي آن و زمانبندي تحويل محصول به وجود مي آيد كه در فضاي رقابتي تجارت جهاني امري حساس و فوق العاده مهم ارزيابي مي شود. مجدداً، شبيه سازهاي امروزي به دليل توان محاوره با پايگاه هاي داده ها و معماري باز خود توان مشاركت در اين فعاليت مهم را دارند.
3-5 نرم افزار مشابه
در چند دهه اخير، نرم افزارهاي متعدّدي براي شبيه سازي فرآيندهاي شيميايي نوشته شده اند که از بين

دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید