Computer Aided Chemical Engineering Computer Aided Chemical Engineering #### HYSYS C4 Khaùi nieäm cô baûn (Moâ phoûng traïng thaùi oån ñònh) Muïc luïc 1 Caùc khaùi nieäm cô baûn, thoáng nhaát 1 1 Kieá[.]
Computer-Aided Chemical Engineering #### - HYSYS C4 Khái niệm (Mô trạng thái ổn định) Mục lục Các khái niệm bản, thống 1.1 Kiến trúc dạng Sơ đồ (Flowsheet) 1.2 Di chuyển đa sơ đồ (Multi-Flowsheet Navigation) 1.3 Các Môi trường (Environment): (1) Môi trường sở; (2) Môi trường mô tả tính chất dầu; (3) Môi trường Sơ đồ chính; (4) Môi trường Sơ đồ con; (5) Môi trường Tháp – Column (tương tự Môi trường Sơ đồ con) Mối quan hệ Môi trường Sáu bước để xây dựng Mô Các phần tử giao diện Qui ước 4.1 Các từ khóa việc sử dụng chuột (mouse) 4.2 Thuật ngữ giao diện HYSYS 4.3 Màn hình (Desktop) HYSYS : (1) Các thành phần Desktop; (2) Chọn lựa ưu tiên (Preferences); (3) Thẻ Tab mô (Simulation Tab) (a Trang Tùy chọn - Options Page; b Trang Màn hình - Desktop Page; c Trang Đặt tên - Naming Page) ; (4) Thẻ Tab biến số (Variables Tab) (a Trang Thứ nguyên - Units Page; b Trang Định dạng - Formats Page) HYSYS Tổng quan: Cấu trúc HYSYS & triết lý tảng công nghệ cấu trúc Cơ sở cấu trúc HYSYS : yếu tố quan trọng Các khái niệm bản, thống nhất: xác định phương thức để xây dựng Mô HYSYS Các công cụ công nghệ: xác định cách thức để HYSYS thực tính toán Các phần tử giao diện bản: sử dụng để tương tác với HYSYS Kết hợp => cách tiếp cận trực quan đến công tác mô hình hóa với HYSYS Các khái niệm bản, thống Hai khái niệm quan trọng nhất: Khái niệm Flowsheets SubFlowsheets & Khái niệm Environments 1.1 Kiến trúc dạng Flowsheet (Sơ đồ) Giả sử mô nhà máy có trình công nghệ lớn gồm nhiều thiết bị trình đơn lẻ => Thay cài đặt dòng trình thiết bị vào Flowsheet cồng kềnh nhất, mô thiết bị bên Sub- Flowsheet chuyên biệt (Flowsheet) Các Flowsheets HYSYS xác định theo thành phần sau: - Một Gói độc lập lưu chất (Fluid Package) : bao gồm Gói tính chất hóa lý - Property Package (thí dụ, phương trình trạng thái) Cấu tử Components (thí dụ, Methane, Ethane, Propane, Nước) - Các Đối tượng (Objects) Flowsheet : Các thiết bị và/hay dòng (dòng vật liệu và/hay dòng lượng) - Màn hình PFD: Cửa sổ HYSYS thể biểu diễn đồ họa bố trí liên kết/hình dáng (topology) flowsheet, trình bày mối liên kết Object Flowsheet - Sổ làm việc - Workbook: Cửa sổ HYSYS thể thông tin dạng bảng biểu mô tả Object Flowsheet - Một hình chuyên biệt (A Dedicated Desktop): Không gian làm việc HYSYS nơi hiển thị cửa sổ flowsheet 1.1 Kiến trúc dạng Flowsheet Nhìn từ toàn cảnh Flowsheet mô phỏng, Sub-Flowsheets chứa bên xem thiết bị rời rạc có dòng nhập liệu dòng sản phẩm - Nếu quan tâm đến dòng nhập liệu vào dòng sản phẩm từ Sub-Flowsheet, ta làm việc Flowsheet cách đơn giản - Nếu muốn tập trung vào Object (Đối tượng) Sub-Flowsheet, ta vào bên SubFlowsheet Hình 1: Flowsheet mô Sour Water Stripper 1.1 Kiến trúc dạng Flowsheet Sub-Flowsheet tháp phân tách - column, mà có Workbook PFD riêng mình, cho phép tập trung vào thông tin thuộc Sub-Flowsheet (H 2) Trong Sub-Flowsheet tháp phân tách - column, khay (MAIN TS), nồi đun (REBOILER) ngưng tụ (CONDENSER) diện thiết bị đơn lẻ Tương tự, dòng nối với thiết bị phân biệt (thí dụ, To Condenser - đến ngưng tụ, Reflux - hồi lưu, Boilup - lỏng sôi, To Reboiler - đến nồi đun) Các dòng Sub-Flowsheet Flowsheet quan tâm gồm: dòng nhập liệu (Feed), dòng sản phẩm (Off Gas, Bottoms) dòng phục vụ (utility) (Cooling Water, Steam) Các dòng “gắn” với Flowsheet để tạo điều kiện trao đổi thông tin đến từ Sub-Flowsheet 1.1 Kiến trúc dạng Flowsheet Kiến trúc dạng đa Flowsheet HYSYS có số ưu điểm kỹ thuật chức năng: - Phân chia nhỏ trình lớn, phức tạp thành thành phần nhỏ hơn, ngắn gọn - Sử dụng Fluid Package độc lập Flowsheet - Xây dựng thiết bị Template (Khuôn mẫu) Flowsheet (thí dụ, chu trình lạnh hay hệ thống chắt gạn) lưu trữ vào đóa Sau cài đặt Template vào mô khác, dễ dàng kết nối dòng nhập liệu sản phẩm cần thiết ta thực thiết bị khác - Sử dụng Flowsheets chứa (nested), tức có SubFlowsheet bên Sub-Flowsheets khác Hạn chế hay ngoại lệ chế chứa (nesting) trường hợp tháp phân tách columns; nghóa là, ta tạo Sub-Flowsheets chứa Sub-Flowsheets column Không có giới hạn (ngoại trừ nhớ cần thiết) số flowsheets có mô HYSYS Kiến trúc dạng đa Flowsheet giải pháp lý tưởng cho việc sử dụng nhiều gói tính chất (multiple property packages) hay cho việc mô hình trình lớn/phức tạp 1.2 Di chuyển đa sơ đồ Kiến trúc dạng đa Flowsheet HYSYS xem tương tự cấu trúc thư mục (directory structure) - Các Flowsheets Sub-Flowsheets: Các directories sub-directories; - Các dòng thiết bị: Các files thư mục đó; - Thông tin trình gắn với dóng thiết bị : Nội dung files Công cụ đặc biệt HYSYS, Navigators: Trong cửa sổ đơn lẻ, ta truy cập nhanh chóng dễ dàng dòng, thiết bị hay thông số trình Flowsheet mô xét (Hình 3) 1.3 Các Môi trường Các Environments HYSYS cho phép ta truy cập nhập thông tin khu vực hay “environment” định chương trình, khu vực khác đưa vào chế độ “treo - hold” ta kết thúc công việc khu vực xét Có Environments HYSYS (1) Basis Environment (Môi trường sở) Bất ta bắt đầu mô HYSYS, ta khởi đầu cách tự động Basis Environment Ở ta tạo dựng, xác định chỉnh sửa Fluid Packages sử dụng flowsheets mô Nói chung, Fluid Package chứa Property Package, cấu tử có thư viện và/hay cấu tử giả định (hypothetical component) Một Fluid Package chứa thông tin khác thông số phản ứng thông số tương tác (2) Oil Characterization Environment (Môi trường mô tả tính chất dầu) Để mô tả tính chất lưu chất dạng dầu cách tạo dựng xác định Assays (phân tích) Blends (hỗn hợp) Thủ tục mô tả tính chất lưu chất dạng dầu tạo cấu tử giả lập (pseudo-components) để sử dụng Fluid Package(s) Oil environment theo nghóa truy cập từ Basis environment 1.3 Các Môi trường (3) Main Flowsheet Environment (Môi trường Sơ đồ chính) Để tiến hành phần lớn công việc – xác định hình dáng (topology) Flowsheet mô cách cài đặt xác định dòng, thiết bị Sub-Flowsheets (4) Sub-Flowsheet Environment (Môi trường Sơ đồ con) Để xác định hình dáng (topology) Sub-Flowsheet cụ thể Environment tương tự Environment ta cài đặt dòng, thiết bị Sub-Flowsheets (5) Column Environment (Môi trường Tháp – tương tự SubFlowsheet Environment) Để xác định hình dáng (topology) Column Sub-Flowsheet cụ thể Thí dụ cho thiết bị chứa Column SubFlowsheet đoạn tháp làm việc (tray sections), ngưng tụ, nồi đun side strippers HYSYS chứa số Templates xây dựng sẵn cho Sub-Flowsheet column cho phép ta cài đặt nhanh chóng 10 dạng column điển hình sau chỉnh sửa theo ý 4.2 Thuật ngữ giao diện HYSYS Nút - Button: thực lệnh nhấn sổ property hay sổ Workbooks, trang truy cập nhờ thẻ tab Thẻ - Tabs: Trong cách trình bày với dạng nhiều trang thôn tin cửa phần cửa sổ Trang - Pages: Hầu hết thẻ tab có cửa so kèm trang page theo Các cửa sổ liệt kê cột phần bên trái cửa sổ 18 4.2 Thuật ngữ giao diện HYSYS Hộp danh mục rơi - Drop-down List: Một danh mục lựa chọn sẵn có ô nhập thông tin input cell đó; Ô nhập thông tin - Input cell: Một vị trí bên cửa sổ mà thông tin nhập vào và/hay hiển thị Các thí dụ tên dòng, nhiệt độ, v.v… Trong nhiều trường hợp, ô nhập thông tin có một hộp danh mục rơi kèm theo; Ma trận - Matrix: Một nhóm ô dạng bảng, nhờ ta dịch chuyển với chuột hay phím mũi tên bàn phím; Hộp chọn - Check Box: Các hạng mục hay cách thiết lập trạng thái On Off Click vào hộp chọn trống mở chức On Click vào lần chuyển sang Off; Thanh soạn thảo - Edit Bar: Nằm đỉnh cửa sổ, dùng để nhập hay chọn liệu dạng số hay văn bản; Vị trí hoạt động đánh dấu sáng - Active Highlighted Location: vị trí trạng thái hoạt động cửa sổ cụ thể biểu thị cách đánh dấu sáng; Hộp thứ nguyên - Unit Box: nằm kèm với Edit Bar, hộp có hộp thứ nguyên dạng danh mục rơi để dùng cho dạng thông số ô nhập hành; Chỉ báo trạng thái đối tượng - Object Status Indicator: Nắm đáy cửa sổ property, thể trạng thái tính toán đối tượng liên quan Chỉ báo hiển thị thông báo trạng thái với có màu tương ứng (màu đỏ trường hợp thiếu liệu, màu vàng thông báo cảnh báo màu 19 xanh trường hợp OK) 4.2 Thuật ngữ giao diện HYSYS Hộp nhóm chức – Group Box: Là đường biên tổ chức bên trang để nhóm chức liên quan với nhau, hộp nhóm chức có vị trí riêng Nút Radio button: Một tập hợp lựa chọn, lựa chọn hiệu lực vào thời điểm Nút Radio buttons dạng nhóm hai Nút Close Button: Nút X góc phía bên phải cửa sổ, sử dụng để đóng cửa sổ Các nút Minimize/Maximize Buttons: Ở góc phía bên phải 20 cửa sổ, cho phép ta rút gọn cửa sổ hành thành biểu tượng (minimize), hay mở rộng cửa sổ kích thước cực đại