Mô phỏng trạng thái ổn định (TIN học ỨNG DỤNG) (chữ biến dạng do slide dùng font VNI times, tải về xem bình thường)

Computer-Aided Chemical Engineering #### - HYSYS C4 Khái niệm (Mơ 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 Sub-Flowsheets & 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) Sub-Flowsheet tháp Trong 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 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 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 SubFlowsheets (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 SubFlowsheet cụ thể Thí dụ cho thiết bị chứa Column Sub-Flowsheet đoạn tháp làm việc (tray sections), ngưng tụ, nồi đun side strippers 10 HYSYS chứa số Templates xây dựng sẵn 4.2 Thuật ngữ giao diện HYSYS Nút - Button: thực lệnh nhấn Thẻ - Tabs: Trong cách trình bày với dạng nhiều trang thông tin cửa sổ property hay sổ Workbooks, trang truy cập nhờ thẻ tab phần cửa sổ 18 Trang - Pages: Hầu hết 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 19 hành; Chỉ báo trạng thái đối tượng - Object Status Indicator: Nắm đáy cửa sổ property, thể 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 4.2 Thuật ngữ giao diện HYSYS Thanh - Scroll Bar: Click vào bên cho phép truy cập thông tin hiển thị phần kích thước hành menu hay cửa sổ Thanh cửa sổ nằm ngang Nút - Scroll Button: Click drag (kéo) lên/xuống hay trái/phải cho phép truy cập thông tin hiển thị phần kích thước hành menu hay cửa sổ Biểu tượng - Icon: Là cửa sổ kích thước cực tiểu Click đôi chuột vào biểu tượng mở cửa sổ 21 Biểu tượng HYSYS có dạng hình bên 4.3 HYSYS Desktop Khi ta khởi động HYSYS, Màn hình HYSYS xuất (Hình 9) Để định lại kích thước cửa sổ, click drag biên Để cửa sổ có kích thước toàn hình, nhấn nút Maximize góc phía bên phải (1) Các thành phần Desktop Thanh Menu Bar: Cho phép truy cập hầu hết lệnh HYSYS Mỗi hạng mục Menu Bar item có danh sách chọn lựa, số thực lệnh (thí dụ, Save), số khác mở cửa sổ (thí dụ, Preferences) Thanh Button Bar: Cho phép truy cập nhanh hầu hết lệnh 22 tổng quát Đơn giản cần chọn nút phù hợp để thực 4.3 Màn hình (Desktop) HYSYS (1) Các thành phần Desktop Cửa sổ trạng thái đối tượng Object Status Window: Hiển thị trạng thái thông tin nhập đối tượng (các dòng thiết bị) mô Cửa sổ cần thiết cho việc theo dõi thông tin chưa biết đối tượng Cửa sổ theo dõi Trace Window: Hiển thị thông báo trình giải (solving messages) đối tượng khác tính toán chúng Trace Window cung cấp hồ sơ liệu cố định (permanent record) thông báo solving messages dạng Thanh trạng thái Status Bar: Hiển thị mô tả kèm theo (Fly-By descriptions) nút bấm hay menu HYSYS trỏ đặt nút bấm này, hay hạng mục menu đánh dấu sáng Thanh trạng thái thể hiển thị đơn dòng thông báo solving message cửa sổ theo dõi Trace Window (2) Chọn lựa ưu tiên - Preferences Phần Preferences HYSYS dùng để thiết lập 23 thông tin mặc định trường hợp mô Các thông tin bao gồm Automatic Naming Formats, Units, Colours, (2) Chọn lựa ưu tiên truy cập Session preferences thông qua Tools menu (trong Menu Bar) tùy chọn Preferences (Hình 10) Cửa sổ property Session (H Preferences xuất 11) Chung cho thẻ tab hai nút bấm dọc theo phần đáy Save Preference Set: Lưu trữ cửa sổ: 24 Preferences vào file Ta có (3) Tab mô - Simulation Tab a Trang Tùy chọn - Options Page Trang Tùy chọn Hình 11 có ba nhóm: General Options, Errors, Column Options 25 (3) Tab mô - Simulation Tab A Nhóm General Options tập hợp gồm sáu check boxes: Allow Multiple Stream Connections (Cho phép kết nối nhiều dòng): Hộp chọn này, theo mặc định trạng thái không kích hoạt, kiểm soát xem danh mục dòng phải lọc cho dòng thời không kết nối Lấy thí dụ, giả sử ta sử dụng danh mục rơi dòng chọn dòng nhập liệu đến thiết bị Nếu hộp chọn không kích hoạt, dòng chưa kết nối làm dòng nhập liệu đến thiết bị có mặt danh mục Nếu hộp chọn kích hoạt, HYSYS hiển thị tất dòng Flowsheet, kể dòng mà ta kết nối làm dòng nhập liệu View New Streams Upon Creation (Hiển thị dòng vào lúc tạo dựng): Nếu kích hoạt, cửa sổ property dòng tự động xuất ta thêm dòng Use Input Experts (Sử dụng trợ giúp nhập liệu): Thiết bị tháp có hướng dẫn cài đặt tùy chọn cài sẵn 26 để hỗ trợ cài đặt Khi hộp chọn kích hoạt, ta hướng dẫn trình cài đặt tháp (3) Tab mô - Simulation Tab Use Modal Property Views (Sử dụng cửa sổ property dạng modal): Khi hộp chọn kích hoạt, cửa sổ property hiển thị dạng modal (với chốt Pin) Nếu hộp chọn không kích hoạt, cửa sổ property không dạng modal Khi cửa sổ dạng modal, ta có tùy chọn để làm riêng rẽ cửa sổ property thành dạng không modal cách chọn chốt Pin góc phía cửa sổ Confirm Mode Switches (Xác nhận việc chuyển đổi chế độ): Khi kích hoạt, HYSYS nhắc phải xác nhận chuyển đến hay từ chế độ Dynamic B Nhóm Errors chứa hai hộp chọn mà kích hoạt gửi lỗi cụ thể đến cửa sổ theo dõi Trace Window Khi hộp chọn không kích hoạt, ta không nhắc để nhận biết lỗi C Nhóm Column Options chứa hai hộp chọn Hộp Mở rộng phần khay Expand Tray Sections, kích hoạt, thể 27 tháp mở rộng đầy đủ môi trường tháp PFD Khi (3) Tab mô - Simulation Tab a Trang Màn hình – Desktop Page Nhóm Cửa sổ chủ ban đầu Initial Build Home View chứa nút bấm radio cho phép ta thiết lập giao diện ba giao diện chính, Workbook, PFD, hay Summary, xuất ta vào Environment Điều không hạn chế mà ta truy nhập môi trường này, tất cửa sổ Workbook, PFD, hay Summary mở thời điểm Việc cài đặt thiết lập cửa sổ mở cách mặc định Nhóm Face Plates liên quan đến việc xếp face plates hình Khi ta có số lớn face plates mở 28 trường hợp mô ta chọn Bố trí hình Arrange Desktop Window Menu Bar, face plates (3) Tab mô Simulation Tab c Trang Đặt tên – Naming Page Nhóm Tự động đặt tên đối tượng Sơ đồ Automatic Naming of Flowsheet Objects qui định cách mà HYSYS đặt tên dòng thiết bị chúng cài đặt Ta thiết lập qui ước đặt tên số khởi đầu Lấy thí dụ, cửa sổ trình bày Hình 13, dòng lượng Energy Streams biểu thị dạng Q%d, với số khởi đầu 100 Dòng lượng cài đặt cách sử dụng lệnh Thêm dòng 29 lượng Add Energy Stream đặt tên Q-100, dòng thứ hai Q-101, tiếp tục Chức tự động đặt (4) Tab biến số – Variables Tab a Trang Thứ nguyên – Units Page HYSYS có ba tập thứ nguyên mặc định: Field, SI, EuroSI Do ta muốn HYSYS hiển thị thông tin theo thứ nguyên khác với mặc định, ta tạo lập tập thứ nguyên tùy thích (custom) riêng cho Thứ nguyên hiển thị mô phụ thuộc vào tập thứ nguyên dùng Current Unit Set Để kích hoạt hai tập thứ nguyên mặc định khác, chọn tập mong muốn danh sách Các tập thứ nguyên có Available Unit Sets Tập dùng hiển thị dạng đánh dấu sáng (highlighted), ma trận thứ nguyên cập nhật để hiển thị thứ nguyên mặc định liên kết với tập Lưu ý nút Clone nhóm Available Unit Sets Mặc dù 30 thay đổi ba tập thứ nguyên mặc định HYSYS, ta tạo (clone) tập thứ nguyên Unit Set bất kỳ, sau thay (4) Tab biến số – Variables Tab b Trang Thứ nguyên – Units Page Mặc dù HYSYS hiển thị thứ nguyên (đơn vị) cho thông số, ta nhập giá trị cho biến trình theo thứ nguyên áp dụng Lấy thí dụ, giả sử ta muốn thiết lập áp suất dòng atm ta sử dụng tập Field Không cần phải tính đổi áp suất tay sang thứ nguyên mặc định – HYSYS tự động thực chuyển đổi Ta nhập áp suất atm, 101.325 kPa, 14.69 psia, 0.99 bar, hay thứ nguyên khác có Giá trị nhập vào chuyển đổi hiển thị theo thứ nguyên mặc 31 định (4) Tab biến số – Variables Tab c Trang Định dạng - Formats Page Trong trang này, ta thiết lập cách biến số hiển thị Click đôi nút chuột vào ô Format biến số làm cửa sổ Real Format Editor Có hai nút trang Formats Reset button: Trả biến số chọn format mặc định 32 Reset All button: Trả toàn biến số format mặc ... 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... 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 1.3 Các Môi trường (3) Main Flowsheet Environment (Môi trường... hết lệnh 22 tổng quát Đơn giản cần chọn nút phù hợp để thực 4.3 Màn hình (Desktop) HYSYS (1) Các thành phần Desktop Cửa sổ trạng thái đối tượng Object Status Window: Hiển thị trạng thái thông tin