Gas2 Chu trình làm lạnh ProPan

Tài Liệu học mô phỏng hysys mô phỏng thiết bị

Chu trình làm lạnh Propane Giới thiệu chung Hệ thống làm lạnh rất phổ biến trong công nghiệp sản xuất khí tự nhiên và trong những quá trình có liên quan trong công nghệ lọc dầu, hoá dầu và công nghiệp hoá học. Quá trình làm lạnh được sử dụng để hạ nhiệt độ của khí xuống nhiệt độ điểm sương của hydrocarbon và để sản xuất các nhiên liệu lỏng có thể thấy trên thị trường tiêu dùng hàng ngày. Trong bài này, chúng ta sẽ đi vào xây dựng, chạy, phân tích và điều khiển hệ thống mô phỏng chu trình làm lạnh Propane. Sau đó sẽ chuyển bản mô phỏng hoàn chỉnh (Case) sang một mô hình (Template), từ đó nó có thể kết nối với các bản thiết kế mô phỏng khác. Các mục tiêu nghiên cứu Khi hoàn thành phần ày, chúng ta sẽ có thể: - Nhập và kết nối các thiết bị thành một lưu trình - Sử dụng giao diện đồ họa để điều khiển các lưu trình trong HYSYS - Hiểu cách truyền thông tin xuôi-ngược trong HYSYS - Chuyển case mô phỏng thành mô hình Các yêu cầu ban đầu Trước khi bắt đầu vào phần này chúng ta phải biết các cách để: - Thiết lập một Fluid Package - Thiết lập các dòng - Sử dụng giao diện bản ghi (workbook) 1 Xây dựng mô phỏng Bước đầu tiên trong xây dựng bất kỳ bản mô phỏng nào là thiết lập Fluid Package. Dưới đây là hướng dẫn sơ lược cách thiết lập 1 Fluid Package và nhập các dòng. Để xem chi tiết hơn, các bạn có thể xem Defining the Simulation Basis, Module 1, phần thiết lập dòng. Thiết lập cơ sở mô phỏng 1. Tạo New case và nhập Fluid Package 2. Nhập các giá trị sau trong các cửa sổ Fluid Package 3. Nhấp chuột vào phím Enter Simulation Environment khi bạn đã hoàn tất việc khai báo và bắt đầu xây dựng mô phỏng. Thiết lập dòng Có nhiều cách để tạo ra các dòng. (xem lại semina 1, phần thiết lập dòng). 2 - Nhấp vào phím nóng <F11> sẽ xuất hiện bảng trạng thái, tính chất của dòng. - Hoặc có thể kích đúp vào biểu tượng Stream (Dòng) trong Object Pallete (bảng các biểu tượng mô phỏng thiết bị). Thiết lập các dòng cần thiết: Nhập một dòng với các giá trị cần thiết sau: Nhập dòng thứ hai với các tính chất sau: Nhập các thiết bị vận hành vào lưu trình Cũng giống như việc thiết lập các dòng, có nhiều cách để nhập các thiết bị vận hành trong HYSYS: Sử dụng Thực hiện thao tác… Menu Bar Từ bảng Flowsheet, chọn Add Operation hoặc nhấn phím nóng <F12>, cửa sổ các thiết bị vận hành sẽ xuất hiện. Workbook Mở Workbook và đến trang UnitOps, sau đó nhấp chuột vào phím Add UnitOp, cửa sổ các thiết bị vận hành sẽ xuất hiện. Object Palette Từ bảng Flowssheet, chọn Open Object Palette, hoặc nhấn <F4>. Kích đúp vào biểu tượng thiết bị vận hành bạn muốn nhập. PFD/ Object Palette Sử dụng chuột phải, kéo các biểu tượng từ Object Palette sang PFD 3 Áp suất của dòng 1 là bao nhiêu? Chu trình làm lạnh Propane bao gồm 4 thiết bị: • Van • Chiller • Máy nén • Thiết bị ngưng tụ Trong bài này, chúng ta sẽ nhập từng thiết bị với các cách thiết lập khác nhau. Nhập van J-T Van J-T được sử dụng mô phỏng cho các van trong HYSYS. Dòng vào van là dòng ra từ thiết bị ngưng tụ. Dòng ra thiết bị ngưng tụ nhiệt độ điểm bọt của nó. Van được nhập bằng cách nhấn phím nóng <F12> 1. Nhấp vào phím nóng <F12>, cửa sổ UnitOpts sẽ hiển thị: 2. Chọn Valve từ bảng Available Unit Operations. 3. Kích vào phím Add. Bảng tính chất của bơm sẽ xuất hiện. 4. Trên trang Connections, cung cấp đường nối dòng vào và dòng ra như biểu diễn ở bảng sau: 4 Có thể chọn lọc nhanh hơn Available Unit Operations bằng cách chọn từ Category phù hợp. Trong trường hợp này Piping Equipment sẽ bao gồm Valve Nhập Chiller Thiết bị Chiller trong vòng làm lạnh Propane mô phỏng trong HYSYS sử dụng thiết bị gia nhiệt. Dòng ra khỏi thiết bị Chiller ở nhiệt độ điểm sương. Phương pháp này mô tả cách nhập 1 thiết bị gia nhiệt sử dụng trang UnitOps của Workbook 1. Mở Workbook và kích vào tab UnitOps 2. Nhấp vào phím Add UnitOp, cửa sổ UnitOps sẽ xuất hiện 3. Chọn Heat Transfer Equipment từ nhóm Categories 4. Chọn Heater từ danh sách Available Unit Operations 5. Kích vào phím Add, hoặc kích đúp vào Heater. Bảng tính chất của thiết bị gia nhiệt sẽ hiển thị. 6. Trên trang Connections, nhập các thông tin như sau: 5 Các hộp kéo thả như với các dòng nguyên liệu và sản phẩm, chứa danh sách các dòng kết nối với thiết bị được mô phỏng. 7. Chuyển sang trang Parameters. 8. Nhập giá trị Delta P là 7.0 kPa (1psi) và giá trị công suất (Duty) là 1.00e + 06 kJ/h (1.00e+06 Btu/hr) cho Chiller. 9. Đóng bảng hiển thị tính chất lại Nhập máy nén Máy nén được sử dụng để làm tăng áp suất của dòng khí vào. 6 Lưu lượng mol của propane là bao nhiêu ? Độ chênh áp qua van J-T là bao nhiêu ? Nhiệt độ dòng ra khỏi van (dòng 2) là bao nhiêu ? Trang Parameters chung cho hầu hết các thiết bị và chứa các thông số như độ giảm áp (delta P), Công suất (Duty) và Hiệu suất (Efficiency). Đặt con trỏ chuột vào biểu tượng máy nén trong Object Palette, nhấp đúp và đưa vào sơ đồ PFD Phương pháp này mô tả cách nhập máy nén sử dụng Object Palette. Object Palette là bảng chứa toàn bộ các dòng và các thiết bị vận hành sử dụng để mô phỏng trong HYSYS. 1. Nhấp vào phím nóng <F4>, bảng Object Palete sẽ xuất hiện. 2. Kích đúp vào biểu tượng máy nén, bảng tính chất của máy nén sẽ được hiển thị. 3. Trên trang Conections, nhập các thông tin về dòng biểu diễn trong hình sau 4. Hoàn thành trang Parameter như sau: 7 Biểu tượng máy nén Nhập thiết bị ngưng tụ Đây là thiết bị cuối cùng trong chu trình làm lạnh Propane. Thiết bị này được đặt giữa Máy nén và van và nó được mô phỏng như 1 thiết bị làm lạnh. Làm việc với biểu diễn đồ họa, bạn có thể xây dưng lưu trình của bạn trong PFD bằng cách sử dụng chuột để thiết lập và kết nối các thiết bị. Phương pháp này mô tả cách nhập và kết nối thiết bị làm lạnh sử dụng kỹ thuật kéo-thả (Drag ‘n’ Drop) trong Object Palete. Phương pháp kéo-thả (Drag ‘n’ Drop) trong PFD: 1. Nhấn vào biểu tượng Cooler trong Object Palete. 2. Di chuyển con trỏ đến PFD. Con trỏ sẽ chuyển sang 1 dạng con trỏ đặc biệt (là hình 1 chiếc hộp có gắn biểu tượng 1 dấu cộng). Chiếc hộp sẽ xác định kích thước và vị trí của biểu tượng thiết bị làm mát. 3. Nhấp chuột trái để đưa thêm thiết bị làm mát vào PFD. Có 2 cách để kết nối thiết bị với 1 dòng trong PFD : Phương pháp kết nối sử dụng . Thực hiện thao tác . Phím dịch chuyển Attach Mode 1. Nhấp vào phím dịch chuyển Attach Mode. 2. Đặt con trỏ lên trên thiết bị. Điểm kết nối dòng nguyên liệu được đánh dấu bằng màu xanh đậm. 3. Dịch chuyển con trỏ đến dòng mà ta muốn kết nối 4. Nhấp và giữ chuột trái. 5. Dịch chuyển con trỏ đến biểu tượng thiết bị và nhả chuột. Phím <Ctrl> 1. Nhấp và giữ phím <Ctrl> và dịch chuyển con trỏ đến thiết bị vận hành. 2. Đặt con trỏ đến dòng mà chúng ta muốn kết nối. 3. Nhấp và giữ chuột trái. 4. Dịch chuyển con trỏ đến biểu tượng thiết bị, nhả chuột và phím <Ctrl>. 8 Biểu tượng thiết bị ngưng tụ (Cooler) 5. Từ PFD, kết nối dòng 4 với dòng vào thiết bị ngưng tụ và kết nối dòng ra thiết bị ngưng tụ với dòng 1. 6. Kích đúp vào thiết bị ngưng tụ. 7. Trên trang Parameter, nhập giá trị Delta p là 35 kPa (5 psi). Lưu Case vừa hoàn thành 9 Công suất máy nén là bao nhiêu hp? Điều chỉnh PFD PFD được thiết kế bằng cách sử dụng chuột và bàn phím. Có rất nhiều các trường hợp mà cả chuột hay bàn phím đều có thể sử dụng để thực hiện cùng 1 chức năng. Nhưng có 1 chức năng PFD rất quan trọng mà bàn phím không thể sử dụng được, đó là kiểm tra đối tượng (Object Inspection). Chúng ta ó thể sử dụng rất nhiều các thao tác và thủ thuật trên các biểu tượng trong PFD bằng cách sử dụng kiểm tra đối tượng (Object Inspection). Đặt con trỏ chuột trên biểu tượng mà bạn muốn kiểm tra và nhấp chuột phải. Khi đó sẽ hiển thị các bảng tương ứng phụ thuộc vào biểu tượng mà bạn lựa chọn (như dòng, thiết bị phản ứng, tháp .). Một danh sách các đối tượng mà ta có thể kiểm tra được cho dưới đây với các danh mục tương đương : 10 . nhiêu? Bài tập 2: Thành phần môi chất làm lạnh Nhà cung cấp propane bán cho nhà máy của bạn hỗn hợp Propane/ Ethane (95/5 % mol). Các ảnh hưởng gì sẽ xảy ra. xây dựng, chạy, phân tích và điều khiển hệ thống mô phỏng chu trình làm lạnh Propane. Sau đó sẽ chuyển bản mô phỏng hoàn chỉnh (Case) sang một mô hình (Template),