Реферат: Применение компьютерных технологий при проектировании нефтеперерабатывающего завода

КОМПАС в отличие от AutoCAD не содержит средства для расчета прочности, динамики, кинематики моделируемого объекта. Однако это не является большим минусом программы, так как при проектировании НПЗ подобные компоненты не используются.

На настоящий момент последней версией является КОМПАС-3D v12. Стоимость полного комплекта КОМПАС-3D составляет порядка 90000 рублей. Версия КОМПАС-График может обойтись в 35000 рублей.

Для юридических лиц стоимость одной версии КОМПАС-3D может обойтись примерно в 30000 рублей за одну копию. По такой цене КОМПАС-3D был закуплен в ГУП ИНХП РБ.

Рисунок 3.2 – Рабочее окно КОМПАС-3D

4. ПРОГРАММЫ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РАСЧЕТОВ

Деятельность специалистов нефте- и газодобывающей, а также перерабатывающей промышленности направлена на усовершенствование технологического процесса и получение достоверных предсказаний параметров. Перед инженерами стоит задача нахождения оптимального способа осуществления технологического процесса в сжатые сроки и с минимальной вероятностью допущения ошибок. Кроме того, решения, принимаемые технологами, должны соответствовать поставленным бизнес - целям и в тоже время обеспечивать эффективность, безопасность и рентабельность работы предприятия.

Моделирование технологических процессов позволяет связать бизнес - цели с проектированием и эффективно управлять производством. К наиболее важным преимуществам моделирования технологических процессов относятся:

· Организация расчётных исследований и причинно-следственного анализа для выбора оптимального варианта технологического процесса, соответствующего поставленным бизнес – целям.

· Нахождение оптимальных режимов работы оборудования для получения желаемой производительности установок и желаемого качества продуктов.

· Оценка влияния изменения характеристик сырья, сбоев в работе и остановки оборудования на безопасность, надёжность и рентабельность установки.

· Наблюдение за состоянием оборудования

· Оценка таких дефектов оборудования, как загрязнение теплообменников и захлёбывание тарелок ректификационных колонн путём моделирования и мониторинга оборудования реальной установки.

К наиболее популярным и используемым программам данного типа можно отнести Hysys, Pro-II, ProVision, ChemCad, AspenPlus, STX, ACX, HTFS (TASC, ACOL, FIHR, PIPE), Hextran, PipeSys и др. Рассмотрим некоторые из них.

4.1 Aspen HYSYS

Aspen HYSYS представляет собой программный пакет, предназначенный для моделирования в стационарном режиме, проектирования химико-технологических производств, контроля производительности оборудования, оптимизации и бизнес-планирования в области добычи и переработки углеводородов и нефтехимии.

Программный пакет HYSYS построен на основе надёжных и проверенных методов расчёта технологических процессов. Уже более 25 лет HYSYS применяется для моделирования процессов добычи нефти и газа, нефте- и газопереработки. Программа с одинаковым успехом работает в проектных и инжиниринговых фирмах, в ПКО заводов, в научно-исследовательских институтах и на заводских установках. На сегодняшний день инженеры и технологи используют HYSYS как средство построения стационарных моделей при проектировании технологических процессов, для мониторинга состояния оборудования и выявления неисправностей, для оптимизации технологических режимов, бизнес-планирования и управления активами.

HYSYS объединяет в себе удобный интерфейс и мощные средства для инженерных расчётов, что позволяет инженерам использовать программный пакет с максимальной эффективностью и с помощью него получать дополнительные знания о технологических процессах. Ключевыми особенностями HYSYS являются:

· Удобный графический интерфейс (PFD – Process Flowsheet Diagram). В окне программы в удобном для пользователя виде изображается схема технологического процесса. В программу включены возможности копирования, вырезания, вставки объектов, а также соединения объектов с помощью мыши. При построении больших схем несколько объектов можно объединить в отдельную подсхему.

· Точные термодинамические модели. Использование термодинамических моделей HYSYS позволяет рассчитать физические свойства, транспортные свойства, фазовое равновесие с гарантированно высокой точностью. Программа содержит обширную базу данных с возможностью добавления пользовательских компонентов.

· Открытая архитектура. HYSYS позволяет создавать пользовательские термодинамические и кинетические модели, а также модели единиц оборудования с помощью встроенного языка программирования (аналога Visual Basic). Вы можете подключать и использовать совместно с программой HYSYS Ваши собственные программы (созданные в среде Visual Basic, C++, Excel), расширяя её стандартные возможности и создавая интегрированные системы технологических расчетов.

· Обширная библиотека модульных операций. HYSYS включает в себя статические и динамические модели ректификационных колонн, реакторов, теплообменников, циклонов и фильтров и, кроме того, Вы можете использовать в HYSYS логические операции. Применение этих моделей даёт очень реалистичные результаты и позволяет выявлять такие ситуации, как опустошение или переполнение резервуара, обратное течения потока.

· Детальный проектный и поверочный расчёт теплообменников. При поверочном расчёте пользователь может импортировать в HYSYS подробную модель теплообменника из таких специализированных программ, как TASC+ (программа для детального конструкционного расчёта кожухотрубчатых теплообменников), ACOL+ (детальный расчёт воздушных холодильников), MUSE (расчёт пластинчато-ребристых теплообменников). Это позволяет провести в среде HYSYS более точный расчёт теплообменного оборудования.

· Экономическая оценка проекта. Модели, построенные в HYSYS, могут быть экспортированы в программу Aspen Icarus Process Evaluator или Aspen Icarus Project Manager с целью экономической оценки проекта. Aspen Icarus™ предназначен для оценки стоимости основного и дополнительного оборудования отдельных элементов схемы и всей установки в целом.

· Передача данных в конструкторскую программу. Модели могут быть экспортированы из HYSYS в Aspen Zyqad для дальнейшего использования в конструкторских программах (например, в AutoCAD). Применение Aspen Zyqad позволяет повысить качество и эффективность инженерных расчётов и сократить время на реализацию проекта.

HYSYS содержит множество встроенных модулей, к основным можно отнести:

· Модуль HYSYS Data Rec позволяет согласовывать данные модели и реальной установки для контроля рабочих характеристик оборудования и on-line оптимизации.

· HYSYS OLI Interface - интерфейс к программе расчёта растворов электролитов, разработанной компанией OLI Systems Inc. Добавление данного модуля позволяет расширить базу данных по термодинамическим свойствам, включив в неё свойства более 3000 органических и неорганических электролитов.

· Модуль HYSYS Optimizer работает на основе метода последовательного квадратичного программирования (SQP). SQP метод является одним из самых современных и эффективных методов оптимизации. Он применяется как для оптимизации в стационарном режиме при проектировании (offline оптимизация), так и для оптимизации работы реальной установки (online оптимизация).