ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Понятие химико-технологической системы (ХТС) из "Принципы математического моделирования химико-технологических систем" Химико-технологическая система (ХТС) — это совокупность взаимосвязанных технологическими потоками и действующих как одно целое аппаратов, в которых осуществляется определенная последовательность технологических операций (подготовка сырья, собственно химическое превращение и выделение целевых продуктов). Как любая сложная система химическое предприятие состоит из большого числа взаимосвязанных элементов или частей целого. С точки зрения исследовательских задач понятие элемента системы весьма относительно. Если в качестве сложной системы рассматривать химическое предприятие, то его элементами можно считать отдельные химические производства или технологические цехи. Если сложной системой является технологический цех или технологическая линия, то их элементами служат отдельные аппараты и агрегаты. При изучении отдельного аппарата как системы, нанример ректификационной колонны, ее элементами являются тарелки. [c.11] Элемент ХТС — это аппарат, в котором протекает какой-либо типовой химико-технологический процесс. При исследовании ХТС внутренние свойства и структура элемента не являются предметом изучения, а анализируются то.лько такие существенные свойства элемента, которые определяют его взаимодействие с другими элементами ХТС и.ти влияют на свойства системы в целом. [c.11] Процесс функционирования ХТС рассматривают как последовательную смену состояний системы в некотором интервале времени. Состояние ХТС определяется набором выходных переменных системы. [c.12] Входными переменными ХТС являются физические параметры входных потоков сырья или исходных продуктов, а также параметры различных физико-химических воздействий окружающей среды на процесс функционирования ХТС (температура, давление, влажность и т. и.). [c.12] Выходными переменными ХТС служат физические параметры материальных и энергетических потоков химических продуктов на выходе ХТС. Эти параметры подразде.ляют па параметры состояния (массовый расход, концентрации химических компонентов, давление, температура, энтальпия и т. д.) и параметры свойств потоков (теплоемкость, вязкость, плотность и т. д.). Состояние системы зависит от цараметров ХТС, параметров технологического режима элементов и от воздействия на ХТС входных материальных и энергетических потоков сырья или исходных продуктов. [c.12] Параметры ХТС и параметры технологического режима элементов обусловливают характер процесса функционирования системы, т. е. некоторый закон изменения состояний системы. [c.12] Параметры ХТС подразделяют на конструкционные и технологические. Конструкционными параметрами ХТС являются геометрические характеристики аппаратурного оформления элементов системы (объем химического реактора, основной размер сечения аппарата, диаметр и высота слоя насадки в массообменных аппаратах и т. д.). К технологическим параметрам ХТС относят коэффициенты степеней превращения и степеней разделения химических компонентов, коэффициенты тепло- и массо-передачи, константы скоростей химических реакций и т. д. [c.12] Параметрами технологического режима элементов ХТС называют совокупность основных факторов (параметров) внутри элемента (температура, давление, применение и активность катализатора, условия гидродинамического перемещения потоков компонентов), которые влияют на скорость технологического процесса, выход и качество химических продуктов. [c.12] Качество функционирования ХТС определяют при помощи показателей эффективности, под которыми понимают числовые характеристики системы, оценивающие степень нрисно-собления системы к выполнению поставленных перед нею задач. Выбор показателя эффективности является заключительной стадией формулировки целей функционирования ХТС. Для того чтобы показатель эффективности достаточно полно характеризовал качество функционирования ХТС, он должен учитывать все основные особенности и свойства системы, а также условия ее функционирования и взаимодействия с внешней средой. [c.12] которые соответствуют химическим производствам и технологическим цехам химических предприятий, свойственны все характерные признаки больших или сложных систем 1) определенная целенаправленность или наличие общей цели функционирования всей системы (все технологические аппараты и потоки объединены для выпуска продукции) 2) большие размеры как но числу элементов, составляющих систему, так и по числу параметров, характеризующих процесс ее функционирования (большое число аппаратов, связанных технологическими потоками) 3) сложность поведения системы, проявляющаяся в большом числе переплетающихся взаимосвязей между ее переменными (изменение режима работы одного аппарата может оказывать влияние на работу производства в целом) 4) выполнение системой в процессе ее функционирования некоторой сложной и многофакторной целевой функции 5) высокая степень автоматизации процессов управления производством с применением цифровых и аналого-цифровых вычислительных машин и др. [c.13] В сложных ХТС важную роль играют вопросы автоматического управления процессом функционирования системы. Управлением называют процесс сбора, передачи и переработки информации, реализуемый специальными средствами — системами автоматического управления (САУ) или управляющими устройствами. Сложным ХТС обычно отвечают специфические контуры управления, вдоль которых циркулируют потоки осведомительной и управляющей информации между элементами данной ХТС и системой автоматического управления (некоторым управляющим устройством). [c.13] В общем случае згправление процессом функционирования сложных ХТС осуществляют на двух уровнях — технологическом ц организационном. Каждое химическое производство или технологический цех, а также химическое предприятие в целом представляют собой совокупность двух подсистем — ХТС и САУ, которые действуют совместно как одна сложная кибернетическая система, обеспечивающая в результате своего функционирования получение требуемых продуктов и полупродуктов. [c.13] Вернуться к основной статье