動(dòng)態(tài)流程模擬中動(dòng)力設(shè)備與管網(wǎng)的計(jì)算及應(yīng)用.pdf

1、動(dòng)態(tài)流程模擬技術(shù)是系統(tǒng)工程中技術(shù)難度與經(jīng)濟(jì)價(jià)值均較高的一種模擬技術(shù)，其產(chǎn)品——化工廠仿真機(jī)常常被用于人員培訓(xùn)和裝置優(yōu)化的工作中，因此，動(dòng)態(tài)流程模擬技術(shù)的研發(fā)和改進(jìn)對(duì)于提升工廠效益、保障安全生產(chǎn)等方面具有很大的意義。而在化工廠中，以離心泵和壓縮機(jī)為代表的動(dòng)力設(shè)備雖不進(jìn)行傳質(zhì)過程，但其巨大的耗電量一直是工藝優(yōu)化人員關(guān)注的對(duì)象。由于歷史原因，動(dòng)態(tài)流程模擬的程序?qū)τ趧?dòng)力設(shè)備的模擬計(jì)算較為簡單，其模型不能體現(xiàn)動(dòng)力設(shè)備的動(dòng)態(tài)特性與能耗特性。此缺陷不

2、僅影響了仿真機(jī)的準(zhǔn)確性，也限制了動(dòng)態(tài)流程模擬技術(shù)在化工廠能量優(yōu)化上的應(yīng)用。
　　本論文從離心泵的特性曲線出發(fā)，通過對(duì)離心泵動(dòng)態(tài)過程的描述，基于前人的研究成果，嘗試給出了離心泵動(dòng)態(tài)模塊的計(jì)算框圖。并根據(jù)框圖及管網(wǎng)流量的計(jì)算方法，編寫了應(yīng)用于動(dòng)態(tài)流程模擬的離心泵模塊程序。同時(shí)，利用城市供水管網(wǎng)的動(dòng)態(tài)計(jì)算過程對(duì)離心泵模塊進(jìn)行了測試，測試結(jié)果與離心泵實(shí)際的動(dòng)態(tài)過程和本論文作者的預(yù)期相符合。在此之上，筆者基于流程模擬計(jì)算尺度對(duì)動(dòng)量傳遞過程的

3、計(jì)算要求，開發(fā)了接入管道計(jì)算的動(dòng)力設(shè)備計(jì)算程序。該程序的模擬效果不及離心泵的單元模塊，但是其計(jì)算過程不包含迭代，計(jì)算效率高，滿足流程模擬尺度動(dòng)量傳遞計(jì)算的要求。
　　在進(jìn)行離心泵模塊開發(fā)過程中，本論文作者發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有動(dòng)態(tài)流程模擬程序中管網(wǎng)計(jì)算亦存在計(jì)算結(jié)果不穩(wěn)定的缺陷。通過對(duì)管道流動(dòng)計(jì)算的回顧，本論文作者從機(jī)理層面分析了動(dòng)態(tài)流程模擬中管網(wǎng)計(jì)算過程的難度，剖析了當(dāng)前動(dòng)態(tài)流程模擬程序計(jì)算管網(wǎng)流動(dòng)的方法。在此之上，通過對(duì)蒸汽分配動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算

4、程序的逐步跟蹤，本論文作者找到了模擬計(jì)算結(jié)果振蕩的直接原因，并通過改進(jìn)迭代策略解決了蒸汽分配過程計(jì)算結(jié)果不穩(wěn)定的問題。同時(shí)，本論文作者分析了引起管網(wǎng)過程計(jì)算結(jié)果不穩(wěn)定的根本原因，并據(jù)此給出了解決管網(wǎng)計(jì)算不穩(wěn)定的一般策略。
　　本論文對(duì)動(dòng)態(tài)流程模擬程序的研發(fā)和改進(jìn)，其意義不僅僅在于給出一個(gè)開發(fā)動(dòng)力設(shè)備動(dòng)態(tài)模塊的完整思路，更在于提供了一種在現(xiàn)有程序的基礎(chǔ)上開發(fā)新功能，并將新功能融合于現(xiàn)有程序的一種策略。該策略值得流程模擬平臺(tái)的研發(fā)者加