Компьютерное моделирование и оптимизация технологических процессов и оборудования. Дворецкий С.И - 105 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

• методы очистки сточных вод и обезвреживания газовых выбросов;
• экономическое обоснование производства, включающее прогнозы потребности в товарном про-
дукте и обеспечение производства сырьем на перспективу.
Из приведенного перечня требований (рекомендаций) ТЗ следует особо выделить вопросы, касаю-
щиеся условий эксплуатации химического производства и требований к выходным переменным произ-
водства (технологических процессов и аппаратов), интересующим потребителя. Наряду с качественны-
ми характеристиками (представленными в вербальной форме) можно выделить числовые параметры,
для которых указаны области допустимых значений. Требования к выходным переменным выражаются,
как правило, в виде условий работоспособности производства
н
ii
yRy ,
(4.1)
где
i
y – i-ая выходная переменная ХТП; R – вид отношения ( ≥
≤
>
<
=
,,,, );
н
i
y – норма i-ой выходной пере-
менной.
Фактически условия работоспособности производства (4.1) представляют собой ограничения по
спецификации качества производимого продукта, производительности, экологической безопасности
производства и др. Проблема выполнения условий работоспособности (4.1) сильно осложняется нали-
чием неопределенности в физической, химической и экономической информации, используемой при
проектировании процесса.
При проектировании химических производств часто случается, что некоторые параметры являются
неопределенными, например, коэффициенты переноса, константы скоростей химических реакций или
стоимость выпускаемого продукта не могут быть точно установлены. Кроме того, во время эксплуата-
ции производства могут случайным образом изменяться внешние параметры (температуры, скорости и
составы потоков сырья и др.).
В связи с этим принципиально важно рассматривать на стадии проектирования влияние неопреде-
ленных параметров на работоспособность и оптимальность функционирования производства.
4.1 Гибкость (работоспособность) технологических объектов
Традиционно при проектировании решается следующая задача оптимизации
),,,(min
,
N
zd
zxdI θ ,
(4.2)
при связях и ограничениях
,,0),,,(
0),,,(
Jjzxdg
zxdh
N
j
N
∈≤θ
=θ
где
J – множество индексов ограничений работоспособности ),...,2,1( m ; d – вектор проектных (конст-
руктивных) переменных;
z
– вектор управляющих переменных;
x
– вектор переменных состояния;
N
θ – номинальное значение вектора неопределенных параметров.
Если вектор переменных состояния
x
выразить (может быть неявно) как функцию
N
zd θ,, из урав-
нений материального и теплового баланса
0),,,( =θ
N
zxdh и подставить в функции ),,,(
N
zxdI θ и
),,,(
N
zxdg θ , то получим известную "приведенную" постановку задачи оптимизации (4.2)
),,(min
,
N
zd
zdI θ
,
(4.3)
при ограничениях
Jjzdg
N
j
∈≤θ ,0),,(
.
Учет неопределенности вектора θ при традиционном проектировании осуществляется введением
эмпирического коэффициента запаса
зап
γ (обычно
зап
γ
= 1,25) к размерам оборудования, полученным в
результате решения задачи нелинейного программирования (4.3). Понятно, что традиционная процеду-
ра не имеет рациональной основы для выбора коэффициента запаса
зап
γ
, что зачастую приводит к нера-
ботоспособности спроектированного химического производства и необходимости его перепроектирова-
ния, а это сопряжено с дополнительными затратами.

Страницы