Параметрический анализ массогабаритных характеристик воздухоразделительной установки малой производительности

Проведено исследование по уменьшению массогабаритных характеристик воздухоразделительной установки малой производительности. На основании структурного анализа установок криогенного разделения воздуха выявлены элементы, критически влияющие на массу и габариты газодобывающей станции. На основании динамической модели процесса ректификации с использованием вычислительной среды MatLab/Simulink методом релаксации определены статические характеристики колонны в режиме получения азота. Вычислительным экспериментом установлены условия гидродинамически стабильной работы ректификационных тарелок. Параметрическим анализом статических характеристик выявлена возможность уменьшения высоты ректификационного аппарата. Показано, что на основе разработанного инструментария возможна структурная рационализация исследуемого технического объекта без изменения структуры математические модели.

Ключевые слова

математическое моделирование; динамическая модель; параметрический анализ; ректификация воздуха; колонна получения азота.

Литература

1. Yoon, S.Y. Improvement of Integrated Gasification Combined Cycle Performance Using Nitrogen from the Air Separation Unit as Turbine Coolant / S.Y. Yoon, B.S. Choi, J.H. Ahn, T.S. Kim // Applied Thermal Engineering. - 2019. - № 151. - P. 163-175.
2. Fu, Y. Nonlinear Dynamic Behaviors and Control Based on Simulation of High-Purity Heat Integrated Air Separation Column / Y. Fu, X. Liu // ISA Transactions. - 2015. - № 55. - P. 145-153.
3. Dominic, S. Economic Performance Indicator Based Optimization for the Air Separation Unit Compressor Trains / S. Dominic, Y.A.W. Shardt, S.X. Ding // IFAC-PapersOnLine 48 21. - 2015. - P. 858-863.
4. Zhu, G.Y. Low-order Dynamic Modeling of Cryogenic Distillation Columns Based on Nonlinear Wave Phenomenon / G.Y. Zhu, M.A. Henson, L. Megan // Separation and Purification Technology. - 2001. - № 24. - P. 467-487.
5. Green, D.W. Perry's Chemical Engineers' Handbook / D.W. Green, M.Z. Southard. - New York: McGraw Hill Education, 2018.
6. Kister, H.Z. Distillation Design / H.Z. Kister. - New York: McGraw-Hill, 1992.
7. Skogestad, S. Dynamics and Control of Distillation Columns - a Critical Survey / S. Skogestad // Modeling, Indentification and Control. - 1997. - V. 18, № 3. - P. 177-217.
8. Ряжских, В.И. Стабилизация функционирования воздухоразделительной установки малой производительности в азотном режиме / В.И. Ряжских, А.М. Кокарев, М.И. Слюсарев // Труды Академэнерго. - 2019. - № 3. - С. 52-70.
9. Ryazhskikh, V.I. Static Functioning of a High-Pressure Distillation Column in a Nitrogen-Producing Air Separation Units / V.I. Ryazhskikh, A.M. Kokarev, M.I. Slyusarev // International Journal of Scientific and Technology Research. - 2019. - V. 8, № 11. - P. 3269-3274.
10. Григорьев, В.А. Тепло- и массообменные аппараты криогенной техники / В.А. Григорьев, Ю.И. Крохин. - М.: Энергоиздат, 1982.