Adv 4 1 the HYSYS spreadsheet

HYSYS Spreadsheet là một công cụ mạnh cho phép người sử dụng áp dụng các chức năng của chương trình vào việc mô hình hóa sơ đồ dây chuyền sản xuất. Spreadsheet có khả năng truy cập vào tất cả các biến, do đó ứng dụng và chức năng của nó là không giới hạn.Trong module này, Spreadsheet sẽ được sử dụng trong việc tính toán độ mở của van an toàn. Không giống như Depressurizing, Spreadsheet sẽ tính toán diện tích cần thiết cho dòng vào.

The HYSYS Spreadsheet (Advance 4_1) Nội dung HYSYS Spreadsheet là một công cụ mạnh cho phép người sử dụng áp dụng các chức năng của chương trình vào việc mô hình hóa sơ đồ dây chuyền sản xuất. Spreadsheet có khả năng truy cập vào tất cả các biến, do đó ứng dụng và chức năng của nó là không giới hạn. Trong module này, Spreadsheet sẽ được sử dụng trong việc tính toán độ mở của van an toàn. Không giống như Depressurizing, Spreadsheet sẽ tính toán diện tích cần thiết cho dòng vào. Mục tiêu Sau khi hoàn thành module, bạn có thể: • Nhập và xuất các biến vào Spreadsheet. • Thêm các công thức vào Spreadsheet. • Sử dụng Spreadsheet trong nhiều ứng dụng. • Mở rộng và chạy ngôn ngữ Macro để sửa đổi các chương trình. Yêu cầu Trước khi bắt đầu module, bạn nên: • Nhập dòng và các đơn vị tính toán vào PFD. • Sắp xếp hợp lý trên giao diện của HYSYS. 1 Sơ đồ công nghệ The HYSYS Spreadsheet Với khả năng truy cập vào tất cả các biến, Spreadsheet là một công cụ rất mạnh trong HYSYS. Điều đó được thể hiện đầy đủ qua việc có thể thêm các công thức, chức năng, các toán tử logic, và hỗ trợ lập trình cơ bản. Nhờ khả năng xuất và nhập các biến, có nghĩa là có một sự liên quan trực tiếp giữa môi trường mô phỏng và Spreadsheet. Vì vậy bất kỳ sự thay đổi nào trong môi trường mô phỏng ngay lập tức được phản ánh trong Spreadsheet và ngược lại. Spreadsheet có một số ứng dụng phổ biến. Ví dụ Spreadsheet có thể được sử dụng trong các trường hợp sau: • Chuyển các biến giữa các objects trong sơ đồ công nghệ. • Liên kết quan hệ độ giảm áp của các dòng trong trao đổi nhiệt. • Thực hiện các quá trình tính toán toán học từ các biến trong môi trường mô phỏng. 2 Xuất và nhập các biến (Importing and Exporting Variables) Nội dung của các bảng trong Simulation Environment đều có thể được đưa vào Spreadsheet. Nội dung của bất cứ bảng nào trong Spreadsheet đều có thể xuất sang bất cứ bảng các tham số (màu xanh) trong Simulation Environment. Lưu ý rằng nội dung của Spreadsheet nào đó không thể đồng thời xuất và nhập Có 3 cách để nhập biến vào Spreadsheet: + Drag and Drop (Kéo và Thả): đặt con trỏ chuột trên đối tượng; sau đó bấm và giữ phím phải chuột. Di chuyển con trỏ chuột tới Spreadsheet. Vẫn trên Spreadsheet, sự xuất hiện con trỏ chuột sẽ thay đổi sang kiểu "bull’s eye". Lúc này nhả phím phải chuột. Các thông tin về biến đã được nhập sẽ xuất hiện trong ô đó. + Variable Browsing: biến có thể nhập vào Spreadsheet bằng cách đặt con trỏ vào ô trống trong Spreadsheet, bấm và giữ phím phải chuột. Chọn Import Variable từ trong danh sách hiển thị, và chọn biến bằng cách sử dụng Variable Navigator. + Connections Page: Trong Connections page, bấm phím Add Import và chọn biến cần bằng cách sử dụng Variable Navigator. Sau khi chọn biến, chọn ô cần thiết từ danh sách kéo thả. Quá trình tương tự khi thực hiện xuất biến từ Spreadsheet sang Simulation Environment: + Drag and Drop (Kéo và Thả): đặt con trỏ lên ô cần xuất từ trong Spreadsheet. Bấm và giữ phím phải chuột; con trỏ sẽ thay đổi sang kiểu "bull’s eye". Di chuyển con trỏ "bull’s eye" tới ô cần thiết trong Simulation Environment. Nhả phím phải chuột, việc xuất biến đã xong. + Variable Browsing: biến có thể xuất từ Spreadsheet sang Simulation Environment bằng cách đặt con trỏ vào ô cần xuất trong Spreadsheet, bấm và giữ phím phải chuột. Chọn Export Formula Result từ trong danh sách hiển thị, và chọn vị trí tương ứng bằng cách sử dụng Variable Navigator. 3 Các giá trị trong ô bất kỳ náo đó trong Spreadsheet có thể xuất, trừ khi đó là giá trị được nhập sang. + Connections Page: Trong Connections page, bấm phím Add Export và chọn biến cần bằng cách sử dụng Variable Navigator. Sau khi chọn biến, chọn ô cần thiết từ danh sách kéo thả. Bổ sung các hàm (Adding Spreadsheet Funtions) Trong HYSYS, Spreadsheet có nhiều chức năng toán học và logic. Các chương trình tính toán trong HYSYS có hình thức tương tự như nhiều chương trình tính toán khác. Các chức năng tính toán trong Spreadsheet được tiến hành với dấu “+” hoặc “@” tùy thuộc vào loại chức năng. Dấu “+” được sử dụng trong tính toán cộng, trừ, nhân, chia. Còn dấu “@” được dùng trước các chức năng đặc biệt như: logarit, lượng giác, logic. Một số ví dụ về các chức năng và dạng tính toán trong HYSYS: + Cộng: sử dụng “+”, ví dụ +A1+A2 + Trừ: sử dụng “-“, ví dụ +A1-A2 + Nhân: sử dụng “*”, ví dụ +A1*A2 + Chia: sử dụng “/”, ví dụ +A1/A2 + Mũ: sử dụng “^”, ví dụ +A1^4 + Lũy thừa: sử dụng “!”, ví dụ +A1! + Căn bậc hai: sử dụng “@SQRT”, ví dụ @SQRT(A1) + Sin, Cos, Tang: sử dụng @sin, @cos, @tan, ví dụ: sin(A2). Các hàm lượng giác ngược cũng có thể được sử dụng, @asin, @acos, and @atan. Các hàm Hyperbolic cũng có trong HYSYS, @sinh, @cosh, and @tanh. + Hàm logarit có dạng sau: @ln, @log, @exp. + Pi đơn giản chỉ cần "+pi" sẽ biểu diễn số 3.1416 Logical Operatiors Spreadsheet hỗ trợ các tính toán logic Boolean, có dạng logic đúng/sai. Câu lệnh đúng có giá trị bằng 1, và câu lệnh sai có giá trị 4 Để xem các chức năng có thể của HYSYS bấm phím Function Help, sẽ có 2 trang Functions và Expressions. Giá trị bằng số của các ô có thể được copy sang ô khác bằng cách sử dụng công thức đơn giản,ví dụ +A1. Các dấu ngoặc kép là bắt buộc trong các chức năng nâng cao của HYSYS Chúng cũng có thể được sử dụng để thiết lập trình tự tính toán bằng 0. Ví dụ phần tử A1 có giá trị bằng 10, phần tử A2 có giá trị bằng 5. Nếu câu lệnh logic +A1<A2 được nhập vào phần tử A3. Thì phần tử này hiển thị giá trị bằng 0 bởi vì câu lệnh logic là sai. Một số toán tử logic có dạng như sau có thể được sử dụng trong câu lệnh logic Boolean: + Bằng: sử dụng “ ==”, ví dụ +A1==A2 + Không bằng: sử dụng “!=”, ví dụ +A1!=A2 + Lớn hơn: sử dụng “>”, ví dụ +A!>A2 + Nhỏ hơn: sử dụng “<”, ví dụ +A1<A2 + Lớn hơn hoặc bằng: sử dụng “>=”, ví dụ +A1>=A2 + Nhỏ hơn hoặc bằng: sử dụng “<=”, ví dụ +A1<=A2 Lệnh IF/THEN/ELSE Spreadsheet cũng hỗ trợ câu lệnh cơ bản: IF/THEN/ELSE. Câu lệnh có dạng như sau: @if (condition) then (if true) else (if false) Condition (điều kiện) là một biểu thức logic, ví dụ như “B1<=10”. If true miêu tả phần tử sẽ hiển thị nếu như Condition là đúng, nó có thể là một số hoặc một công thức. If false miêu tả phần tử sẽ hiển thị nếu như Condition là sai; nó cũng có thể là một số hoặc một công thức. Ví dụ một câu lệnh hoàn chỉnh: @if (B1<=10) then (B1*2) else (B1/10) 5 “else”không sử dụng ở đây. Câu lệnh If/Then không hợp lệ trong HYSYS Giả sử giá trị của phần tử B1 là 8. Câu lệnhIF/THEN/ELSE sẽ là gì trong tính toán đưa ra ở trên? Thực hiện mô phỏng Trong module này, tính toán độ mở của một van giảm áp và sẽ thấy được phương pháp sử dụng hoàn toàn khác so với phương pháp trong modul Depressurization. Các dòng sử dụng giống nhau trong cả hai phương pháp Do các dòng tương tự như trong Depressurization nên sử dụng lại Depressurization case. Module này gồm 2 dòng được kết hợp qua Mixer, lưu lượng dòng ra được xác định và Spreadsheet được sử dụng để tính toán độ mở van yêu cầu. 1. Add Mixer vào PFD. Gắn 2 dòng vật liệu vào và tạo dòng ra đặt tên là Comb. Feed. 2. Cài đặt Mixer ở chế độ “Set Outlet to Lowest Inlet”. 3. Đặt lưu lượng các dòng là 460 kgmole/hr (1000 lbmole/hr). 4. Add V/L Separator vào hệ thống. Dòng vào là Comb Feed, dòng khí ra là PSV Vapour, dòng lỏng là PSV Liquid. Công thức tính toán độ mở van dựa trên tiêu chuẩn API-520. Công thức tính toán độ mở van cho dòng hơi là: A V = { M ×√(T×Z) } / { C K d ×K b ×K v ×P ×√(MW) } Công thức tính toán độ mở van yêu cầu cho dòng lỏng là: A L = { G ×√(SG) } / { 22,8 ×K d ×K w ×K u ×√(AP) } Trong đó: + A V và A L : độ mở van yêu cầu cho dòng hơi và dòng lỏng, đơn vị inch 2 + M: lưu lượng khối lượng dòng hơi, đơn vị lb/hr + T: Nhiệt độ dòng, đơn vị Rankin + Z: hệ số nén của dòng hơi + C: hằng số lưu lượng hơi, = 315 trong ví dụ này + K d : hệ số dòng chảy (hệ số lưu lượng) của vòi phun, bằng 0.953 trong ví dụ này +K b : hệ số hiệu chỉnh dòng hơi, trong ví dụ này bằng 1 6 + K v : hệ số dòng hơi cho áp suất ngược biến đổi, chỉ sử dụng với các giá trị áp suất dòng ra, trong ví dụ này = 1.0 + MW: khối lượng phân tử trung bình của dòng + P: áp suất của dòng, đơn vị psia + G: lưu lượng thể tích thực của dòng, đơn vị tính GPM + SG: khối lượng riêng của dòng chất lỏng + Delta P: độ giảm áp qua van, đơn vị psi + Kw: hệ số lưu lượng lỏng của áp suất ngược biến đổi, chỉ sử dụng với đầu ra của van, trong ví dụ này = 1.0 + Ku: hệ số hiệu chỉnh độ nhớt, trong ví dụ này=1.0 Trước khi vào Spreadsheet, nên đặt đơn vị tính cho các giá trị trên. Cách dễ nhất để làm là đến Field Unit và đặt PSV Units. Các đơn vị tính như trong bảng sau: Variable Type Unit Area in 2 Temperature Rankin ® Actual Liquid Volume Flow USGPM Adding and Defining the Spreadsheet Để thiết lập Spreadsheet, chọn Add Operation từ Flowsheet menu và chọn Spreadsheet. Cách khác có thể chọn Spreadsheet từ Object Pallet. 1. Thay đổi size của Spreadsheet thành 4 cột và 15 hàng. Đặt size của Spreadsheet trong Parameters Tab. Giá trị mặc định của Spreadsheet cũng có thể được thay đổi trên Parameters Page. Trong ví dụ này, chọn giá trị mặc định và đặt giá trị mới vào PSV Units 7 Truy cập vào các đơn vị tính thông qua Tools/Preferences trên thanh Menu chính Spreadsheet Button 2. Các ký hiệu và hằng số có thể được bổ sung vào Spreadsheet như trong giao diện dưới đây: Các biến số sau đây cần phải được nhập vào Spreadsheet: In this cell… Import B2 PSV Vapour – Mass Flow B3 PSV Vapour-Temperature B4 PSV Vapour-Phase Z Factor B7 PSV Vapour-Pressure B8 PSV Vapour-Molecular Weight D2 PSV Liquid-Act Liquid Vol. Flow D3 PSV Liquid-Mass Density D5 PSV Liquid-Pressure 8 Các phương trình tính toán bổ sung vào Spreadsheet: In this cell… Enter… B12 +(b2*@sqrt(b3)*@sqrt(b4))/ (b5*b6*b7*b9*b10*@sqrt(b8)) D4 +d3/62.4 D7 +d5-d6 D12 +(d2*@sqrt(d4))/ (22.8*d8*d9*d10*@sqrt(d7)) C14 +b12+d12 Và Spreadsheet sẽ hiển thị như trong giao diện sau: Lưu lại case đã hoàn thành! 9 Độ mở van toàn phần yêu cầu là gì? . chỉnh: @if (B1< =10 ) then (B1*2) else (B1 /10 ) 5 “else”không sử dụng ở đây. Câu lệnh If/Then không hợp lệ trong HYSYS Giả sử giá trị của phần tử B1 là 8. Câu. vào Spreadsheet: In this cell… Enter… B12 +(b2*@sqrt(b3)*@sqrt(b4))/ (b5*b6*b7*b9*b10*@sqrt(b8)) D4 +d3/62 .4 D7 +d5-d6 D12 +(d2*@sqrt(d4))/ (22.8*d8*d9*d10*@sqrt(d7))