ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Критерии оптимизации и осраничения для различных типов адсорбционных процессов из "Циклические адсорбционные процессы" Множество критериев оптимизации, предложенных различными авторами, продолжающаяся дискуссия по поводу универсальности критерия указывают на то, что до настоящего времени не существует (да, пожалуй, и не может существовать) единого общег инятого критерия оптимальности (эффективности) для оптимизации адсорбционных установок. По всей видимости, вопрос выбора критерия оптимальности должен разрабатываться самостоятельно в каждом конкретном случае с учетом специфики данного адсорбционного циклического процесса и класса решаемых задач. [c.12] В зависимости от задач оптимизации критерии оптимизации для циклических адсорбционных процессов подразделяются на несколько классов. Это связано с тем, что универсальность адсорбционных процессов определяется двумя типами процессов 1) стационарными (адсорбционное равновесие) 2) нестационарными (кинетика и динамика). [c.12] Основные критерии оптимизации указаны ниже. [c.12] Здесь у 1)—вектор выходных параметров системы х(1)—вектор входных параметров системы ц( )—вектор варьируемых параметров (параметров управления) / (Ф)—целевая функция д , у, ц — ограничения. [c.13] Вполне естественно, что представление адсорбционной установки в виде динамической модели более соответствует действительности, чем в виде статической модели. Однако, учитывая особенности адсорбционной установки, приходится на первых порах ограничиваться статической моделью, т. е. искать критерий оптимизации в виде (1.3.2). Вообще говоря, проблему циклических адсорбционных процессов необходимо рассматривать исходя из экономической эффективности всего комплекса. В этом случае охватываются проблемы экологического характера. [c.13] Полный обзор существующих критериев применительно к адсорбционным процессам в настоящее время отсутствует. Требования, предъявляемые к критериям оптимизации, могут быть сформулированы следующим образом [5] однозначность, полнота, универсальность, чувствительность, простота и легкость вычисления и т. п. Все критерии можно разделить на четыре основные группы технологические, кинетические, термодинамические и экономические. [c.13] Отсутствие единого, общепризнанного критерия оптимальности (эффективности) предопределяет проблему если не в плане разработки нового, то в плане выбора среди множества критериев наиболее подходящего для данной установки. Наиболее универсальной характеристикой является экономическая эффек-тивностьч В качестве экономических критериев работы адсорбционных установок чаще всего используются рентабельность, прибыль, себестоимость, приведенные затраты. [c.13] Прибыль—наиболее универсальная характеристика любого процесса, так как она отражает все стороны деятельности установки. Показатель прибыли в качестве критерия оптимизации обладает весьма положительным свойством — аддитивностью, что позволяет суммировать стоимостные функции для различных адсорбционных схем. [c.13] Кроме экономических критериев оптимизации большую роль играют технологические критерии — показатели степени очистки и разделения. В этом случае технологические критерии, называемые параметрическими, выбираются так, чтобы целевая функция полностью отражала экономическую эффективность процесса, т. е. должна быть однозначная связь с себестоимостью адсорбционного разделения и производительностью установки. [c.14] Тогда сформулированная задача оптимизации является типичной задачей нелинейного программирования и решается по известной схеме. Таким образом, задача оптимизации на экономический критерий эффективности может быть переформулирована в параметрическую задачу оптимизации по определению Нот И Do T адсорбера. [c.14] В данной формулировке задачи оптимизации приняты следующие обозначения С — себестоимость адсорбера /С— капитальные вложения ti, та, тз, Т4 — продолжительности стадий адсорбции, десорбции, сушки и охлаждения, соответственно Я и — высота и диаметр адсорбера Е = 0,15 —нормативный коэффициент для химической промышленности. [c.14] Комплексная оптимизация перспективных адсорбционных установок имеет целью выбор параметров процесса и ХТС, а также конструктивно-компоновочных параметров и характеристик аппаратов, которым соответствует минимум приведенных затрат применительно к условиям химико-технологической схемы и условий функционирования адсорбционной схемы установки. Идея комплексной оптимизации параметров циклической адсорбционной установки заключается в совместном допустимом изменении первоначальной совокупности значений комплекса взаимосвязанных параметров в таком направлении, которое дает снижение значения критерия эффективности до минимума. [c.14] Основная цель применения математических методов оптимизации как раз и состоит в том, чтобы осуществить этот вычислительный процесс наиболее эффективным способом. [c.14] Здесь к совокупности параметров отнесены те конструктивные параметры аппаратов, которые имеют непрерывный характер изменения или для которых допустимо предположение о непрерывности их изменения в рассматриваемой области. Остальные конструктивные параметры отдельных аппаратов, имеющие явно выраженный дискретный характер изменения, отнесены к совокупности дискретно изменяющихся параметров и признаков Г. Система уравнений и неравенств (1.3.11) — (1.3.15) определяет допустимую область изменения параметров, в которыхч необходимо найти абсолютный минимум функции цели 3 из всех ее значений внутри области и на ее границах. [c.15] Важность учета ограничений (1.3.11) — (1.3.15) в процессе решения задачи оптимизации следует особо подчеркнуть, так как только в этом случае возможно получение наилучшего экономического решения, в полной мере учитывающего специфику технического выполнения и использования адсорбционных установок. [c.15] Задача оптимизации параметров адсорбционной установки может быть дана и в несколько иной формулировке найти такие значения независимых параметров связей хи Х2, л з,. .., такие значения конструктивных параметров 2ь Zз,. .., Z и такую совокупность значений дискретных параметров (признаков) конструктивно-компоновочного типа установки, для которых функция этих параметров 3 достигает минимума при соблюдении условий (1.3.11) — (1.3.15). Геометрически эту задачу можно истолковать как задачу нахождения в п- - и)-мерном пространстве точек, в которых исследуемая функция имеет минимум для каждого из Г и последующего выбора совокупности Г/, обеспечивающей получение глобального минимума функции 3. [c.16] При практическом решении задачи оптимизации параметров циклической адсорбционной установки очень часто оказывается целесообразным деление расчетов на две части. В первой части осуществляется определение оптимальных значений непрерывно изменяющихся параметров адсорбционного процесса для заданных характерных условий, обобщенно охватывающих отдельные случаи применения установки. Во второй части решения задачи определяется оптимальный вид адсорбционной установки, т. е. выбираются состав, конструктивно-компоновочные формы аппаратов из нескольких перспективных их вариантов, а также оптимизируются другие дискретно изменяющиеся параметры. [c.16] Синтез химико-технологических и адсорбционных схем с оптимальными свойствами может быть осуществлен путем последовательного применения методов нелинейного программирования для множества графов, отображающих различные структурные состояния дискретных адсорбционных процессов. [c.17] Применимость того или иного метода для решения рассматриваемой задачи, кроме особенностей самой задачи, определяется также характеристиками используемых ЭВМ в части их быстродействия, объема памяти и т. д. В случае возможности использования нескольких методов целесообразно осуществить их сравнительный анализ. [c.17] Все сказанное применительно к постановке наиболее общей задачи — комплексной оптимизации циклической адсорбционной установки в целом — в основном справедливо и для постановки задач оптимизации отдельных стадий процесса. Однако постановка этих задач имеет свою специфику. Например, задача оптимизации отдельных стадий циклического адсорбционного процесса может не иметь второй части (оптимизация вида циклической адсорбционной схемы), но зато обычно возрастает доля дискретно изменяющихся параметров. [c.17] Вернуться к основной статье