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動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬是基于嚴格機理的工藝和控制模型,模擬化工過(guò)程的工藝參數和控制系統隨時(shí)間的變化和響應。 化工生產(chǎn)過(guò)程總是處于動(dòng)態(tài)變化中,因而進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬可以了解過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性(尤其是極端條件下的)以及控制系統的響應。
實(shí)際生產(chǎn)是一個(gè)不斷發(fā)生變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程,在非正常操作工況下如開(kāi)停車(chē)、發(fā)生外部事故或設備故障,工藝參數可能會(huì )發(fā)生極端瞬態(tài)變化,如果在設計階段不加以考慮,將可能出現兩個(gè)極端,一是由于未考慮極端情況而發(fā)生安全事故,另一方面則是為安全起見(jiàn)設置了過(guò)度的設計余量,從而大幅度增加投資。
因此,在設計階段非常有必要對關(guān)鍵的工藝參數、控制參數和設備參數在瞬態(tài)條件下進(jìn)行驗證,從而作出正確、合理的設計判斷,以避免發(fā)生事故或設計參數過(guò)于保守。這就需要定量地了解過(guò)程的瞬態(tài)響應和工藝參數間復雜的耦合關(guān)系,僅通過(guò)穩態(tài)模擬無(wú)法達到這一目的。
動(dòng)態(tài)模擬不是一個(gè)新的概念,其在仿真和OTS方面的應用為人們所熟知,國內外已開(kāi)發(fā)的大量OTS項目使成為一個(gè)成熟的應用。 也正因為此,只要提到動(dòng)態(tài)模擬,很多人都直覺(jué)地認為,它就是做開(kāi)車(chē)和仿真培訓用的,對工程設計意義不大。
其實(shí)不然。在工程設計階段的應用是動(dòng)態(tài)模擬最主要的應用領(lǐng)域之一,國外很多大型工程公司(如Fluor,Lummus,Toyo Engineering等) 在上世紀90年代就設立了專(zhuān)門(mén)的動(dòng)態(tài)模擬小組,負責動(dòng)態(tài)模型的開(kāi)發(fā)和工程應用,其應用成果也常見(jiàn)于文獻報導。
在國內工程設計行業(yè), 隨著(zhù)行業(yè)的發(fā)展,基于對裝置安全性和可靠性、設計質(zhì)量等諸多方面的考慮以及國內外同行交流的增多等因素的促進(jìn),動(dòng)態(tài)模擬的應用逐步得到人們的重視。
設計階段的應用
對工藝和設備參數進(jìn)行優(yōu)化
控制方案的擇優(yōu)
通過(guò)“What-If”因果關(guān)系的分析對過(guò)程的安全進(jìn)行評估
開(kāi)停車(chē)分析
開(kāi)車(chē)和生產(chǎn)階段的應用
DCS和SIS系統校核
操作員仿真培訓系統OTS