Классификация моделей химическо-технологической системы

Лекция №3. ОХТ. Инженерное оформление химико – технологических процессов.

Л юбое химическое производство представляет собой последовательность трех основных стадий: подготовка сырья, собственно химическое превращение и выделение целевых продуктов. Эти операции реализуются в виде единой сложной химико-технологической системы (ХТС).

Химико-технологические системы, соответствующие химическим производствам (или отдельным их цехам), обладают характерными признаками:

1)  существование общей цели функционирования – выпуск продукции;

2) большие размеры системы – велико число элементов (аппаратов) входящих в систему, число связей (потоков) между ними;

3) большое число параметров, характеризующих работу системы;

4) сложность поведения системы – изменение режима в одном аппарате может влиять на работу всего производства;

5) высокая степень автоматизации процессов управления производством.

Наличие этих признаков позволяет рассматривать химическое производство как сложную систему.

Представление химического производства в виде системы предполагает подразделение его на взаимосвязанные подсистемы. Между подсистемами существует соподчинение, которое характеризуется иерархической структурой, состоящих из трех уровней или ступеней иерархии (рис. 3.1).

Первую, низшую ступень иерархической структуры составляют типовые химико-технологические процессы (химические, тепловые, диффузионные и т.д.), а также локальные системы управление ими в основном системы автоматического регулирования (САР). Типовые технологические процессы осуществляются в аппаратах и реакторах, где происходит физико-химическое воздействие на проходящие технологические потоки.

Слайд 3.1:

Рис. 3.1. Иерархическая структура химического производства.

Слайд 3.1 до. Слайд 3.2 от.

Вторая ступень иерархии – это агрегаты и комплексы, представляющие взаимосвязанную совокупность типовых технологических процессов и аппаратов (реакторов), осуществляющих определенную операцию. Чаще всего это цехи или их отдельные участки. Для решения оптимальной координации работы аппаратов (реакторов) и оптимального распределения технологических потоков между ними здесь используется системы автоматизированного управления технологическим процессом (АСУТП).

Третья ступень иерархии включает химические производства, состоящие из нескольких цехов, где получают целевые продукты, а также АСУ технологического и организационного функционирования производств.

Четвертая ступень – химическое предприятие в целом и АСТП.

Основной отличительной особенностью иерархической структуры химического предприятия является не только наличие отношений соподчиненности между уровнями (подсистемами) иерархии, но и существование взаимосвязи между подсистемами одного и того же уровня.

Далее слайд 3.2:

Классификация моделей химическо-технологической системы.

Все модели ХТС можно разделить на два вида: качественные (обобщенные) и математические, которые в свою очередь делятся на ряд разновидностей (рис.3.2).

Качественные (обобщенные) модели существуют двух типов: операционно-описательные и иконографические.

Операционно-описательные модели – это словесное описание процесса функционирования системы.

В нем приводятся основные и побочные реакции (химическая схема процесса), дается описание процессов, происходящих в аппаратах и реакторах системы, приводящих сведения о составе сырья, значениях параметров технологического режима и т.п. На практике операционно-описательная модель – это различные виды проектно-конструкторской документации, технологические регламенты.

Иконографические модели всегда связаны с наглядным графическим изображением, чертежом.

    Обобщенные иконографические модели дают лишь качественное представление о функционировании системой. Это различные виды схем химико-технологического процесса, выполнение в виде чертежей.