автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Оптимизация на интервале времени режимов работы установок разделения воздуха низкого давления с получением азота, кислорода и аргона

РГ6 сд

На правах рукописи

ЗА5ТОЛКОВ ИГОРЬ АЛЕКСЕЕВИЧ

ОЕРШЗЩВД НА ИНТЕРВАЛЕ ВРЕМЕНИ РЕ2ЙМ03 РАЕССа .УСТАНОВОК РАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУХА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ С ПОЛУЧЕНИЕМ АЗОТА, КИСЛОРОДА И АРГОНА

05.13.07 — Автохатазацая технологических процессов и производств ( пропылив ншсть )

Автореферат-

ДЕСсартацая на соисканав ученой степени кандидата технических наук

Тамбов 1996

Работа выполнена в Тамбовском государственном техническом университете.

Научные руководитель: заслуженная деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Бодров Витали® Ивашвич.

Научный консультант: кандидат технических наук, доцент Шамкин Валерка Николаевич.

Официальные ошгонвты: заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор Муромцев Ерий Леонидович; доктор технических наук, профессор Куда®» Юрий Ивашвич.

ВедупЬя организация: АО "Кргогенмаш", г. Балашиха.

Защита диссертации состоится 1996 г.

в ¿¿'часов на заседании специализированного совете KD64.20.0I по присуждении ученой степени кандидате технических наук при Тамбовском государственном техническом университете по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университе-

• та.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета доцент

Н щ ¿-С4Л

ечаев В.М,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работа. Основные продукты разделения воздух» --азот, кислород и аргон находят широкое применение в различных отраслях ггрокшленностн: радиоэлектронике, в черной и цветной ¡гэталлургии, химической пронняленгостз, энергетика и ракетной технике, а такгэ в шднцнна и сельском хозяйстве при хранения и перевозке шщевнх продуктов.

Наиболее экономичным н распространенным промышленным croco-' боа получения азота, кислорода, аргона и других продуктов явля -ется низкотемпературная ректификация воздуха осуществляемая в воздухораздолзталышх установках (ВРУ). Около 90% используелых продуктов раздаяэнвя воздуха получается на энергоемких установках большой производительности, среда которых особое место занижает ВРУ для совггвстного получения азота, кислорода и аргона.

Потреблен® продуктов разделения в условиях реального производства ииеет переданный характер, а воздухоразделителъные установки работает, как правою, в режиме постоянной производительности, поскольку отечественные систеш управления позволяет лишь стабилизировать шмииалыкЗ тгшвж>гнческЕй рейта. Такое нэс00тв8тств2э иэзет привести, с одной сторона, к невшголнэнив заказов штрзбитолап, а с другой, при большей, чем требуется выработав щзлэЕах продуктов - к значительна потерям энергия на производство "нзяугшго" продукта.

Естественно, что в условиях нвобходеосш акоткня ресурсов и алектрознэргаи, особенно в условиях ргака, при возмогши нэ соответствен кэзду производством и потрзблэнзэа продуктов разделения, актуальной является задача опред&яешгл оптв£алыых режимов ВРУ, реализация которых обеспечивает получение нугнах количеств продуктов трзбуешго качества.

Настоялся работа продолгает исследования, посвящэннцэ рзшо-nsa этой задача прзмвнительш к установкам разделения шзкого' дяшжтгя большой производительности. Впервые рассматривается ВР7 тапа АКДр, на которой одаоврвшнвэ получается трз продукта: честнЗ азот, технический кислород а чнстнЗ аргон. При этом рас-суздэнгя проводятся щпгзнзтэльЕо к главшЗ шдсгсгакэ, где собственно и происходят процесс разделения, т- подсистенэ рэкти-Закацпи.

Тэга дассвртацаа является частью научных исследования, вы-

шлняемых в соответствии с координационным шшнш АН РФ шз кош-лвксной программе "Теоретические основы химической технологии" на 1991-1995 гг. (код 2.27.6.14), что тага» свидетельствует об ее актуальности.

Цель работа. Создание алгоритмов оптимизация, обеспечива-щях на некотором интервала времени функционирования минимизацию • энергозатрат на разделение воздуха в установках для одновременного получения азота, кислорода и аргона при изменении потребности в этих продуктах.

Научная новизна. Разработана на основе модульного подхода математическая модель подсистемы ректификации ВРУ типа Шр, позволяющая проводить исследования и оптимизацию статических и дестабилкзационных режимов в широком диапазоне изменения производительности установки по продуктам разделения.

Выявлен в результате исследования статики подсистемы ректификации ВРУ АКДр-9 характер зависимостей концентраций целевых продуктов: кислорода в чистом газообразном азоте, кислорода в техническом газообразном кислорода и аргона в чистом продукционном 8ргоне от управляющих и возмущающих воздействий.

Поставлена и решена задача статической оптимизации, ревишв работы подсистемы ректиЗиквцаа ВРУ АКАр-9, функционирующей на некотором интервале времени 10,Т] при переменной потребности в целевых продуктах.

Показана принципиальная возможность получения на некотором интервале 10,5!] времени работы установки дополнительного, по сравнению с задачей статической оптимизации подсистемы ректификации ВРУ Шр-9, эффекта от использования управлений, возникаю' щих при снятии ограничений на постоянство уровней яадкостей в некоторых технологических аппаратах.

Выявлен линейный параметрический характер зависимости оптимальных затрат анергии на разделение воздуха от дополнительных управлений в некоторых окрестностях их значений, стабилизнрувднх уровня.

Поставлена и решена задача дестабилизацнонной оптимизации многомерного линейного параметрического объекта для двухуровневого на интервале времени 10,Т] возмущавдего воздействия.

Сформулирована задача дестабилизацнонной оптимизации режимов подсистемы ректификации ВРУ АКАр-9, работапдей на интервале

времени СО,Т] при переменной производительности та целевым продуктам. Задача решена при двухуровневом изменения на [O.TJ потребности в целевых продуктах.

Практическая ценность. Разработан подход, с помощьэ которого, используя приведенные в диссертации модули "универсальных" аппаратов, лвгко построить математическую модель "подсистема ректификация лабой из установок типе АКАр, а такае иных ВРУ с получением азота, кислорода и аргона.

Разработано программное обеспечение, гозволящее исследовать статику и решать задачи оптимизации режимов подсистем ректификации установок типа АКАр.

Реализация результатов решения задачи статической оптимизации по минимуму затрачиваемой энергии на получение нужного количества продуктов разделения требуемого качества позволит экономить электроэнергию, что особенно важно в рыночных условиях.

Разработанные алгоритмы дестабилизационной оптимизации, позволяющие получать на интервале дополнительный, по сравнении со статической оптимизацией, эффект, могут быть использованы для всех тех объектов, у которых зависимость целевой функция от дополнительных управлений, возникавших при снятии требований на обеспечение некоторых балансов, имеют линейный параметрический вид.

Результаты исследований режимов подсистемы ректификации ВРУ АКАр-9, в том числв в оптимальных, могут быть в известной мере использованы для аналиса работы других установок типе АКАр.

Апробация работа. Основные результаты работы докладывались на: Всесоюзной научной конференции "Моделирование систем автоматизированного проектирования, автоматизированных систем научных исследований и гибких автоматизированных производств", Тамбов, 1989; областной научно-технической коа5ервнции "Ученые вуза -производству", Тамбов, 1989; ХХ7 ♦ XXIX научно-технических кон-' феревднях ТИХМа, Тамбов, 1989 + 1992; III наччиой конференции ТГТУ, Тамбов, 1996.

Публикации. По тепе диссертации опубликовано 4 работы.

Объем работа. Диссертация состоит из введения, пяти разделов и выводов, изложена на 146 страницах машинописного текста, содержит 46 рисунков и 2 таблицы, список литературы включает 91 наименование. Материал дополнен приложениями на 50 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОЙ!

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель исследования, кратко изложено содержание глав, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе на основе литературного обзора работ по математическому моделированию, оптимизации режимов и управлении крупными установками разделения воздуха, на которых возможно одновременное получение различных продуктов, сделан вывод о необходимости решения задач статической и д&ст8билизааионной оптимизации подсистемы ректификация ВРУ типа ДК&р.

Приведено описание технологической схемы подсистемы ректификации ВРУ АКАр-9, перерабатывэнцей 56000. M3 воздуха в час и предназначенной для получения 9500 м3/? газообразного чистого азота (с концентрацией 0,0005 % 02), II25G М3/* газообразного технического кислорода (99,5-55' 03) и 321,5 Ы3/ч чистого аргона (99,992 % Аг), который можвт быть как в жидком, так и газообразном состояниях. Упрощенная технологическая схема подсистемы представлена на рис.1, на этой установке-, возможно получение также небольших количеств технического кислорода и чистого азота в жидком виде.

Проведен анализ подсистема ректификации ВРУ АКАр-3 как объекта оптимизации. Объект характеризуется векторами: возмущающих Р и управлявших U воздействий; выходных переменных Y а уровней жидкостей Ь в аппаратах подсистемы.

Вектор Р, характеризующий влияние - на объект внешних условий, образуют расхода отбираемых целевых продуктов: V - газообразного чистого азота, V - газообразного технического кислороде и Gsp- жидкого чистого аргона. Таким образом, ? = (7д, 7к, Gßp).

Переменными, входящими в вектор Y, являются концентрации целевых продуктов разделения: уд процентное содержание кислорода в чистом азоте, Ук процентное содержание кислорода в техническом кислороде, xgp 2 - процентное содержание аргона в чистом гадком аргоне. Следовательно, Y = (уо .,, v ., х ).

3,1 < «Р»»>

В вектор Ü управлений входят расходы: VB~ воздуха в низана колонну, G^- чистой азотной .флегмы в верхвш колонну, G^-трязной азотной флегма в верхнюю колонну и С°р- сырого аргоне, значения х^торих можно менять независимо, и следствием чего является изменение выходных перем&нных. Поэтому II = (V G? ,

1+4 - ректификационные колонны: нижняя, верхняя, сирого аргона а чистого аргона соответственно; 5,6 - переохладэтели-подо-греватели; 7 - сепаратор; 8+11 - конденсаторы-испарители: основные, верхний и нижний колонны чистого аргона, колонны сырого аргона соответственно, 12 - теплообменник: 13 - установка технического аргона.

Рис. 1

Вектор Ь характеризует такие переменные состояния объекта, как уровни жидкости в отдельных аппаратах подсистемы. В нашем

т / тНК тВК ТКЧ тКИ. тВКИ, тНК тВК тКЧ

случае Ь = ( , Ьар, Ъку<3, Ъа ), где Ъкуб, .

Т.®101 - соответственно уровни кубовой жидкости в нижней колонне I. жидкого кислорода в верхней колонне 2, жидкого аргона в колонне чистого аргона 4, кубовой жидкости в конденсаторах-испарителях II и жидкого азота в верхнем конденсаторе-испарителе 9.

Поставлены задачи статической и дестабилизациояной оптимизации режимов работы подсистемы в условиях, когда ВРУ АМр-9 функционирует при переменной на интервал© 10, ТЗ потребности в продуктах разделения воздуха. При этом режим работы, обеспечивающий производство продуктов разделения в нужном количестве и требуемого качества, определяется соотношениями:

> V V VЧ.- (1)

1 Уаи« у1,1' Ук.1> ук,1' *|р.2- (2)

где б® - заданные потребителем расхода газообразных чис-з к ер , _

того азота и технического кислорода, жидкого чистого аргона, соответственно; уЗ^, уЗ ^, х|р>а- заданные концентрации кислорода в газообразном чистом азоте, кислорода в газообразном техническом кислороде и аргона в чистом жидком аргоне соответственно.

Задача статической оптимизации формулируется следунцда образом. Для требуемого режима потребления, характеризуемого постоянными в течение некоторого времени на 10, отборами 7|, 7к» с1р Ц9ХеЕШ:; продуктов и их концентрациями , 21р,д> необходимо найти вектор управлений

» « Ч. Щг (3)

называемых оптимальными, который минимизируют затраты энергии на сжатие воздуха в компрессоре1'

Э = к • V»- Р£/Р0, (4)

при соблюдении уравнений связи в виде математической модели статики подсистемы Г = И(Р,С), выполнении ограничений на количество (1) и качество (2) получаемых продуктов, а также технологических ограничений на компоненты векторов 0, ? а ограничений на

IПредполагается, что рассматривается режим работы установки но схеме "компрессор - ВТТ*.

компоненты вектора Y, вытекавщих из условия физической реализуемости. ______________ — ----------------

Другими словами, при каждом новом режиме потребления ав интервал- ЕС,"; времени работы установки требуется найти со кто р О виде г г?- такой, что затраты энергии (4) минимальны, т.е.

t яг,-, й 3 ( U ), . • (5)

- € Щ

где V - допустимых управлений, определяемая следущим

-П4- : ^ V VS*^ ^ & * ri- « V

— Va ' 'к ' Ч ' Gap¿ Gtp :

XJl, V ук,1 • хгр,2 ^ хар.2 } •

Здесь- некоторый коэффициент; - расход воздуха в уста-

новку; ?- , - давление воздухе на входе в компрессор и установку соответственно; К - оператор математической модели; знак ~ над буквой означает наибольшее значение, а тот же знак под буквой - лаименьшее значение соответствующей переменной.

Отметим, что в статических режимах, в том числе и оптимальном, должны выполняться материальные балансы в отдельных аппаратах и подсистеме в целом. Признаком баланса является постоянство уровней жидкости в аппаратах. Поэтому с формальной. точка зрения, с учетом упомянутого ранее вектора Ь, в сформулированную задачу следовало бы также добавить ограничения типа равенств на его составляющие, которые характеризовали бы неизменность уровней. Этот факт можно было бы отразить и при определении множества 5). .

Снятие традиционного ограничения на постоянство уровней кубовой жидкости в нижней колонне 1, жидкого аргона в колонне чистого аргона 4 и жидкого азота в верхнем конденсаторе-испарителе 9, допустимое с точки зрения безопасности ведения» процесса, создает дополнительные резервы управления подсистемой на интервале 10,Т]. Действительно, становится возможным независимо изменять расходы: Gj®„- кубовой жидкости из нижней колонны

а —с КУО

1, чистой азотной флегмы после переохладителя-подогревателя 5 и 0® - жидкого азота из нижнего конденсатора-испарителя 10, и,

2) Считается, что потери воздуха в блоке комплексной очистки, предшествупцем подсистеме'ректификации, известны и постоянны.

тем самым, определенным образом влиять на процесс. При атом уровни должны изменяться-в допустимых пределах, а не быть стабилизированными на определенных значениях. Отсюда и название - деста-билизационный режим.

Задача дестабилизационной оптимизации формулируется следующим образом. Для требуемого режима потребления, характеризуемого кусочно постоянными на СО, Т1 функциями отборов (t), v|(t), G|p(t) целевых продуктов и их концентрациями ^ ^ 1 и z|p 2-, необходимо найти такую вектор-функцию управляющих воздействий'

Ott)- (VB(t) , G^(t), G^m.G^U), G®,(t), Gg(t).G»!t)), называемых оптимальными, при которой на интервале времени [0,ТЗ затраты энергии Э минимальны, т.е.

i 1

U ( t ) = arg min J Э Г U < t ) ] "dt, (7)

U(t)c V 0

где Ю - и (1): П с СО, ГЗ, V Тв. С^) < с^,

<£ ^ т « 35; , ас ^ 6е <« < сс , с®*^ с® (г к

¡¿£л 4 фл 4 ' 4 фл' ¿ар ар* ' 4 ар'- ~куб" куб ' куб'

< Ч ' > 18'

Определены основные этапы исследования, выполнение которых должно обеспечить решение поставленных задач.'

Во втором разделе описаны модули "универсальных" аппаратов: ратификационной колонны, конденсатора-испарителя, переохладате-дя-подогревателя, сепаратора, дросселя, аппарата очистки сырого аргона, с помощью которых можно достаточно просто строить математические модели статики реальных подсистем ректификации в установках низкого давления, где воздух рассматривается как тройная смесь "азот-кислород-аргон". По модульному принципу разработана математическая модель статики подсистеш ректификации 3?7 АКАр-9. Изложен разработанный алгоритм решения уравнений математического описания, статики подсистемы.

Третий раздел посвящен проверка адекватности математинеской модели статики подсистемы ректификации 3?У 4К&р-9. Описана мето-

дика идентификации математической модели я разработан алгоритм идентификация. Поскольку подсистема ректификации является сложным и неполностью наблюдаемым объектом, особое внимание уделено процессу "восстановления" нензмеряеьмх, но необходимых при идентификации, технологических параметров. Вектор настроечных параметров включает в себя поправочные коаМациеяты: к рассчитываемым по секциям эффективностям тарелок ректификационных колонн, коэффициентам теолопередач тешкюбмешюй аппаратуры и давлениям отбросного азота и отдувочных паров на внходе.из установки.

3- четвертом разделе приведены результата исследования ста-тя^ескттз резак® подсистемы ректификации ВРУ АКАр-9, работающей при изменяющейся на интервале СО,1?] потребности в продукта! разделения.

С использованием математической модели подсистемы ректификации получены статические зависимости концентраций целевых продуктов: газообразного чистого азота, газообразного технического кислорода и гадкого чистого аргона от управляющих и возму-Щ8ЩИХ воздействий. Оценена степень влияния управлений, я возму-:"гтпт£ на их качество.

лзучены области, допустимых управлений (ОДУ) ьдда (в), под которыми понимаются такие совокупности значений всех независимо варьируемых в пределах допустимого расходов, при которых обеспечивается выполнение заданных .условий на количество и качество получаемых продуктов разделения, т.е. такие области, где

°>0005 % °2- 1** 99,5 % С2' Хар,г? "'992 % ^ и Va= 7а*

v = с = cß . к к* ар ар

В силу невозможности многомерной графической иллюстрации ОДУ построены их сечения на плоскостях двух расходов, при фиксированных значениях остальных. Пример построения приведен яя рис.2. Исследован характер деформации и смещения сечений ОДУ при изменении управляющих и возмутцапщх воздействий. Проведенный анализ показывает, что их конфигурации а размеры таковы, что невозможно достаточно сильно изменять какое-либо управление без значительных последствий для качества целевых продуктов. В связи с этим предъявляются серьезные требования к методу выбора управлений, принадлежащих ОДУ. Эти два обстоятельства учтены при разработке алгоритма статической оптимизации.

Пятый раздел посвящен решению задач статической (5). (б) и

8300

7700

7100

6500

5900

Область допустюых управлений

хар,г£ ХАг ¡^<<99,5 * Ог ¿4« <0,0005 Щ

/

/ ^

* Г Уы***'5*0*

0,000*%%

^>0,0005%%

Уа'АЗбО м*/ч V* = Н250 бар'З 22

£¿'■/6000 ^ а 333

Шоо 49№ 49520

Рже. 2

ШО УВгмУч

дествбализацяюнной (7), (8) оптшетзащи рвжят дадоиствш ректификации ВИГ АК„4р-9, работающей аа интервала (ОД) в. условии переменной производительности т продуктам, разделения.

• Для решения задача статической оптимизации используется метод скользящего допуска, который позволяет улучшать значение целевой функции Э за счет информации, получаемой как в ОДУ , так и при просмотре точек, лежащих вне области, во близких к ней. ' Множество почти доцуеттых (квазидопустшвл) решений постепенно сужается к множеству строго допустима, которые входят в ОДУ (6). Поиск оптимума в 4-мерном пространстве управлений осуществляется с помощью деформируемое .многогранника, дающего 5 вершин. Координат« 1-ой вершины на К-ом ваге определяются вектором

= ^75), а центр тязести многограшшка, характеризуется к-ой точкой, задаваемой вектором Функционал Т. лозволякь^

оценить степень выполнения ограничений, налогекных на область 5.'. имеет вид: . л

? = ( ид ) = [( у?#1- • I у|(1- уа>1Г*

'V ( ^р.З" Хар.?/'+ V С - 7В ^ * с ?в - ^ "

- V ( ( - V ( с^- ^ Г-

"о^ С'У * °ар~ ¡¡У + ^ар" 'У ] •

( О, 9сл!т а (•) > О;

'' I, если выражение в {•) <0, ] = Т7Ш.

Результатом решения задачи статической оптимизации являются значения оптимальных управляющих воздействий - расходов -У^,,, реализация которых позволяет получать не меньше заданного количество продуктов разделения 73, уд, при их качестве не хуге заданного с минимальными затратами электроэнергии на разделение.

На рис. 3 а, а представлены завзса-оста оптимальных управляющее воздействий V . б? , 5° о? ззмэнения отборов V и

13 ^р-1 •

продуктов разделения соответственно. При атом каздай из рису-псов показывает, как язиэшготся оптимальные значения управлений в зависимости от отбора одного из продуктов ара фиксированных значениях двух другах.

Перед решением задачи (7), ;8) дестабилизаци^нной оптимизации подсистемы ректификация щю демонстрирована тржаияи^ЛоНйч возможность получения экономического эффекта за счет' испо льзования управлений Щ. Показано на ттрамер© зависимости оптимальных рняченка расхода воздуха3^ от расхода кубовой жидкости из нижней колонны, что эта зависимость, а следовательно и функция Э (4), входящая под-знак интеграла в (7), близка к линейным в некоторых окрестностях значений расходов соответствувдих оптимальным технологическим рэзимам и стабилиги-рущзях уровня, для каздого конкретного задания по лрк дукт-м разделения. При этом с увеличением отбора продукционного

3)*В= "V V СЛ24В

Ф

Ряс. 3

кислорода, «угол наклона прямолинейных участков зависимостей к оси умэньшается. Влияние расходов на $в> как пока-

зали исследования, невелико по сравнении с влиянием аозто-

му из трех дополнительных управлений - С^, С", в задаче

(7), (8) оставлен только расход

Задача (7), (8) решена с помощью разработанного в диссертация алгоритма дествбилизацнонноа оптимизации на интервале [С,?: Функционирования некоторого линейного многомерного объекта. 3 основу алгоритма положен фундаментальный теоретический результат об оптимальном управлении ташкз объеетащ. доказательство которого приведено в прпяоЕэшш.

На рис. 4 приведен прэ.»р решения задачи (7), (8). На интервале [0,1! времени, равном 48 чесам, производится пврекличе-яие установки в момент 1^=12 ч ( рис.4 а) с режима потребления характеризуемого отборами Уд1= 10360 иР/ч, Ук1= 11250 мР/ч и 0ар1= 322 М3/ч, на режим потребления 2 с отборами 7а2= 10360 уГ/ч. 7^=11350 уР/Ч И 0ар2= 322 М^/ч.

При управлениях , (рис. 4 6), обозначенных

сплошными линиями, обеспечивается* постоянство уровня в жжней ректификационной колонна. Пунктирными лшшяга на этой рисунка обозначены оптимальные дэстабяллзащюнвке управления !

я Пря определенна а значений зспользовалась информация

о размерах емкости куба колонны. Имеющаяся емкость не дает воз-мокаостя получить сколько-нибудь значительный эффект, во увеличение, например, до стандартных размеров криогенных зак. пите-льных емкостей, представляет тякуэ возможность.

На рис. 4 е приведены зависимости от расхода . Точкам А а 3 соотретствуттг оптакашше статические рестд, -з тс-чкам А' л 5' - оптимальные дэстабялизацаонзне рехог-ш. Т-чка Z л 2'обозначаю? оптимальные средние на [0,11 значения расхода яри статической и дестабилизационной оптимизации, яри заданных диаметре емкости и '^уб УР°ВНЯХ кубовой падкости, а вели-

~гта отрезка ОС характеризует получений эффект.

На рис. •* г показано, что оря яспользоваша узрев-с-ий

За ГЯ,^? а (с^.5}3 на г^.т: уровень в емкости 5®а увеличиться от своего ккшкашюго прл ;=С ч до чаксамы.ь-

-■куб ^ ^^ ч» а гатеи на ^^ТЗ уменьшиться до

Vk Ma/y rnso

H2SQ

X.

Nki

Y*

l I_I_I_L_L

i2

Zk

. h 26621 26600

26200

o)

;____Jz

i -

56

±,H

r&u!

HK

kvS J¿

26157---

_i_i_I_

ilil

* O

7* 4

¿<9500

49200

48

26200 26*00 S) 26600

48 t, y

Pac. 4

Линия const, обозначенная пунктиром, характеризует -'ч-тоя-

нство ни [0,Ti уровня в кубе нижней колонна при стягиг-еск'-Я

оптимизации.

3 Приложениях поставлена в общем ви^ь задача дестабилазацл-онной оптимизации многомерного линейного объекта с двухур- -вненым возмущающим воздействием, докапаны вспомогательные утверждения, использование которых позволило сформулировать и дочагпть тг- ро-чу о деетабилиз^циояном управлении, приведены описание улл~-ритма рас ¿ета ректификационной колонны я материалы к проверке на адекватность математической модели подсистемы ректификации a~v ^-» » ^

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ Я РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработаны модули "универсальных" технологичеких аппаратов подсистемы ректификации ВРУ, с помощью которых можно д^стат'-чч. • просто строить математические модели статики реальных подсистем разделения в установках низкого давления, где воздух рассматривается как тройная смесь "азот - кислород - аргон".

2. Разработана математическая модель статики подсистемы ректя фякатцга ВРУ AKAp-S, на киторой одновременно. производятся т;.« цйльвых продукта - азот, кислород и яргов. Мгдедь яродц«.зя*Ч' : для исследования статических режимов в широком диллаз' не wxw- ' .мя тр изводительности ВРУ ло лродуктам разделения.

3. Предотожояа методике и разработан алгоритм крямвтри-' . л идентификации математической модели подсистемы ^ктифик.-лми АКАр-9, включающие в себя "восстановление" зня - с-» -ей а тох лаг.? <*-т р-.'В, которые необходимы для приведения ад*'нтл^икя^га.

■i. Получены и проанализированы статические характеристики, отражающие связь между концентрациями. оггр<-де.ля-ил\'и --т.-целевых продуктов, и основными вс...-.чу^ак1дичи и лугл п-:

действиями. * Оценена степень их влияния на качестьо продух-р-в. 5. Построены сечения областей допустимых управлений для различных технологических режимов и исследован х*р*чтер их дефорчс чип и смещения при изменении утфавдящах и вечу н- .-д-аст^л

S. Сформулирована и решена задача отатич'-. , -vr >,лл ¡л-хл мов подсистемы ректификации ВРУ АКАР-9, функционаруацг-З п у«\г- . виях переменной потребности в придукциоияш аз--*«*. г- • г^ргг.не. В качестве лщ-оритча . •лтимис.а.цли зредга.-ал-.л л!„дл.;.л... цая алгоритма скользящего допуска.

7. Сформулирована задаче дестабилизационной оптимизации линейного многомерного объекта при двухуровневом изменении возмущающих воздействий. Доказаны утверждения, на основании которых разработан алгоритм дестабилизационной оптимизации для данного случая.

8. Сформулирована задача дестабилизационной оптимизации режимов подсистемы ректификации ВРУ АКАр-9, функционирующей при переменном потреблении продукционны* азота, кислорода и аргона. Задача решена на примере двухуровневого изменения производительности установки по целевым продуктам не рассматриваемом промежутке времени.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЗШИ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНЫ В СЛЕДЯЩИХ РАБОТАХ: Т.Шамкин В.Н., Зауголков И.А. Математическое моделирование процессов разделения в установках низкого давления и разработка систем управления ВРУ // Моделирование систем автоматизированного проектирования, автоматизированных систем научных исследований и гибких автоматизированных производств: Тез. докл. Всесоюз. науч. коаф., Тамбов, 30 мая - I июня 1989 г.- Тамбов, 1989.-С.II. Z. Лузгачев В.А., Зауголков И.А., Шамкин В.Н. Методика выбора оптимальной структуры АСР технологических параметров блока ректификации воздухоразделительных установок//. Ученые вуза- производству: Тез. докл. обл. науч.-техн. конф., Тамбов 28-30 марта 1989 г,- Тамбов. 1989.-С.13.

3. Ерко C.B., Зауголков И.А. Оптимизация режимов блоке разделения ВРУ технического кислорода // Ученые вуза - производству: Тез. докл. обл. науч.-техн.* кои$., Тамбов, 28-30 марта 1989 г.Тамбов, 1989.- С.23.

4. Зауголков И.А., Шамкин В.Н. Оптимизация реяимов воздухоразделительных установок с получением азота, кислорода и аргона // Краткие тез. докл/ III науч. коаф. ТГТУ, Тамбов, 16-17 апреля 1996 г. - Тамбов, I996.-C.IOO.