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动态工程研究


动态过程模拟是基于严格机理的工艺和控制模型,模拟化工过程的工艺参数和控制系统随时间的变化和响应。 化工生产过程总是处于动态变化中,因而进行动态模拟可以了解过程的动态特性(尤其是极端条件下的)以及控制系统的响应。

1/ 概述:
稳态模拟的局限性

实际生产是一个不断发生变化的动态过程,在非正常操作工况下如开停车、发生外部事故或设备故障,工艺参数可能会发生极端瞬态变化,如果在设计阶段不加以考虑,将可能出现两个极端,一是由于未考虑极端情况而发生安全事故,另一方面则是为安全起见设置了过度的设计余量,从而大幅度增加投资。
因此,在设计阶段非常有必要对关键的工艺参数、控制参数和设备参数在瞬态条件下进行验证,从而作出正确、合理的设计判断,以避免发生事故或设计参数过于保守。这就需要定量地了解过程的瞬态响应和工艺参数间复杂的耦合关系,仅通过稳态模拟无法达到这一目的。


动态模拟概述

动态模拟不是一个新的概念,其在仿真和OTS方面的应用为人们所熟知,国内外已开发的大量OTS项目使成为一个成熟的应用。 也正因为此,只要提到动态模拟,很多人都直觉地认为,它就是做开车和仿真培训用的,对工程设计意义不大。
其实不然。在工程设计阶段的应用是动态模拟最主要的应用领域之一,国外很多大型工程公司(如Fluor,Lummus,Toyo Engineering等) 在上世纪90年代就设立了专门的动态模拟小组,负责动态模型的开发和工程应用,其应用成果也常见于文献报导。
在国内工程设计行业, 随着行业的发展,基于对装置安全性和可靠性、设计质量等诸多方面的考虑以及国内外同行交流的增多等因素的促进,动态模拟的应用逐步得到人们的重视。




2/ 应用场景

设计阶段的应用
对工艺和设备参数进行优化
控制方案的择优
通过“What-If”因果关系的分析对过程的安全进行评估
开停车分析


开车和生产阶段的应用
DCS和SIS系统校核
操作员仿真培训系统OTS


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