Trong bài tập này chúng ta sẽ xây dựng, chạy, phân tích và thao tác một mô phỏng của chu trình làm lạnh khép kín bằng propan.. Chúng ta sẽ chuyển mô phỏng đã hoàn thiện sang một template
Trang 1ASPEN HYSYS Chu trình làm lạnh
bằng Propan
“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
Mở đầu
Các hệ thống làm lạnh thường thấy trong công nghiệp chế biến khí tự nhiên và trong các quá trình liên quan đến lọc dầu, hoá dầu và các công nghiệp hoá học Quá trình làm lạnh được sử dụng để làm lạnh khí để đạt được đặc trưng
về điểm sương của một hyđrocacbon và tạo ra sản phẩm lỏng thương phẩm.
Trong bài tập này chúng ta sẽ xây dựng, chạy, phân tích
và thao tác một mô phỏng của chu trình làm lạnh khép kín bằng propan Chúng ta sẽ chuyển mô phỏng đã hoàn thiện sang một template, làm cho nó có thể kết nối với các mô phỏng khác.
Trang 2“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”
Mục đích
Ngay khi chúng ta kết thúc bài tập này, thì chúng ta sẽ có thể:
Nhập và kết nối các quá trình hoạt động để xây dựng một sơ đồ.
Sử dụng giao diện đồ hoạ để thao tác trên các sơ
đồ trong Hysys.
Hiểu một cách tường tận sự truyền thông tin trong Hysys.
Chuyển đổi các mô phỏng sang các template.
Yêu cầu
Trước khi bắt đầu bài tập này, chúng ta cần phải biết làm thế nào để:
Định nghĩa một gói chất lưu.
Định nghĩa một dòng.
Thông thạo giao diện của Workbook.
Trang 3“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”
Sơ đồ của quá trình
“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
Định nghĩa cơ sở của mô phỏng
Trang 4“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”
Định nghĩa các dòng cần thiết
Nhập một dòng với các giá trị sau:
Phần hơi 0.0 Nhiệt độ 50 0 C (120 0 F) Thành phần C3 – 100%
Nhập một dòng thứ hai với các tính chất sau:
Phần hơi 1.0 Nhiệt độ -20 0 C (-4 0 F)
Áp suất của dòng 1 là bao nhiêu: ???
Nhập các thiết bị cho một sơ đồ
Chu trình làm lạnh bằng propan bao gồm 4 thiết bị chính:
Thiết bị làm lạnh
Máy nén
Thiết bị ngưng tụ
Trang 5“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”
Nhập van J-T
1 Nhấn F12, cửa sổ “UnitOps” sẽ xuất hiện.
2 Trong mục “Categories” chọn
“Piping Equipment”, sau đó chọn Valve trong mục “Available Unit Operations”.
3 Kích vào nút Add, cửa sổ hiển thị các tính chất của van sẽ xuất hiện.
4 Trong mục “Connections” nhập dòng vào và dòng ra như chỉ ra ở dưới:
Inlet: 1 Outlet: 2
“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
Nhập một thiết bị gia nhiệt
1 Mở Workbook và kích vào mục “Unit Ops”.
2 Kích vào nút “Add UnitOp” Cửa sổ
“UnitOps” sẽ xuất hiện.
3 Lựa chọn “Heat Transfer Equipment”
từ mục “Categories”.
4 Lựa chọn “Heater” trong mục
“Available Unit Operations” như chỉ
ra ở dưới.
5 Kích vào nút Add, hoặc kích đúp vào
“Heater” Cửa sổ hiển thị các đặc tính của thiết bị gia nhiệt sẽ xuất hiện.
6 Từ mục “Connection”, nhập các thông tin như chỉ ra ở dưới.
7 Chuyển sang mục “Parameters”.
8 Nhập giá trị Delta P là 7.0 kPa (1 psi)
và giá trị công suất của thiết bị làm lạnh này là 1.00e+06 kJ/h
Name: E-100 Inlet: 2 Energy: Chili-Q Outlet: 3
Trang 6“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”
Lưu lượng mole của propan là bao nhiêu?
Độ giảm áp qua van J-T là bao nhiêu?
Nhiệt độ của dòng ra khỏi van (dòng 2) là bao nhiêu?
Nhập một thiết bị làm lạnh
Nhập một máy nén
1 Nhấn F4 để mở bảng nổi.
2 Kích đúp vào biểu tượng máy nén trên bảng nổi Cửa
sổ hiện thị đặc tính của máy nén sẽ xuất hiện.
3 Trong mục “Connections”, nhập các thông tin cho dòng như sau:
4 Nhập các thông tin cho mục
“Parameters” như sau:
Name: Compressor Inlet: 3
Energy: Comp HP Outlet: 4
Adiabatic Efficiency (hiệu suất đoạn nhiệt): 75
Trang 7“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”
Nhập thiết bị ngưng tụ
Sử dụng kéo thả trên bảng nổi
1 Kích vào biểu tượng “Cooler” trên bảng nổi.
2 Di chuyển con trỏ sang màn hình đồ hoạ Con trỏ sẽ biến thành một con trỏ đặc biệt, với một hộp và một dấu “+” gắn vào nó Hộp chỉ vị trí
và kích thước của biểu tượng của thiết bị làm mát.
3 Kích lại để thả thiết bị làm mát lên trên màn hình đồ hoạ.
“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
Nhập thiết bị ngưng tụ
Kết nối thiết bị với một dòng trên màn hình đồ hoạ:
Sử dụng chức năng
“Attach Mode”
1 Nhấn vào nút “Attach Mode” trên
thanh công cụ.
2 Đặt con trỏ lên trên thiết bị Điểm để kết nối dòng nguyên liệu sẽ có màu
xanh tối.
3 Di chuyển con trỏ lên trên dòng mà chúng ta muốn kết nối.
4 Nhấn và giữ chuột trái.
5 Di chuyển con trỏ đến biểu tượng
của thiết bị và thả chuột.
Sử dụng phím
Ctrl
1 Nhấn và giữ phím Ctrl, di chuyển
con trỏ lên trên thiết bị.
2 Đặt con trỏ lên trên dòng mà chúng
ta muốn kết nối
3 Nhấn và giữ chuột trái.
4 Di chuyển con trỏ đến biểu tượng
của thiết bị sau đó thả chuột và phím
Ctrl.
4 Từ màn hình đồ hoạ, kết nối dòng 4 với dòng vào thiết bị ngưng tụ và kết nối dòng ra khỏi thiết bị ngưng tụ với dòng 1.
5 Kích đúp lên thiết bị ngưng tụ.
6 Trong mục “Parameters”, nhập Delta P là 35 kPa (5 psi).
Trang 8“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”
Lưu mô phỏng vào một template
Một số lợi ích của việc sử dụng template là:
kết với nhau.
vào.
phỏng lớn thành các thành phần nhỏ hơn, dễ quản ly hơn.
Lưu mô phỏng vào một template
Trước khi chúng ta chuyển dự án này sang một template, nó cần được làm cho có những đặc điểm chung để có thể được sử dụng cho các phân xưởng khí có lưu lượng dòng khác nhau Trong mô phỏng này, công suất của thiết bị làm lạnh chỉ ra lưu lượng dòng propan yêu cầu.
1 Xoá giá trị công suất của thiết bị làm lạnh
2 Từ mục “Simulation” trên thanh menu, lựa chọn “Main Properties” Cửa sổ hiện thị dự án mô phỏng sẽ xuất hiện như chỉ
ra ở dưới.
3 Kích vào nút “Convert to Template”
4 Kích vào Yes để chuyển dự án mô phỏng sang một template.
5 Trả lời No cho câu hỏi “Do you want to save the simulation case”.
6 Chuyển sang mục “File” trên thanh menu
và lưu template bằng tên C3loop.tpl.
Trang 9“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”
Phân tích kết quả
Trong Hysys chúng ta có thể in kết quả qua:
Chức năng kiểm tra các đối tượng
Chức năng quản lý các báo cáo
“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
In sử dụng thanh menu
Chọn một trong số các tuỳ chọn sau trong mục “File” trên thanh menu:
được kích hoạt Chúng ta có thể di chuyển hộp sáng đến một ô
dữ liệu và có thể in hay xem trước bản in.
hoạt động.
(Nếu chọn lệnh “Print” khi màn hình đồ hoạ đang được kích hoạt thì
sẽ in màn hình đồ hoạ, không có ô dữ liệu nào có hiệu lực trên màn hình đồ hoạ)
Trang 10“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”
In sử dụng chức năng kiểm tra đối tượng
Sử dụng chức năng kiểm tra đối tượng và từ thanh tiêu đề của các đối tượng lựa chọn
“Print Datasheet” Một danh sách các khối dữ liệu có hiệu lực được hiển thị cho đối tượng này.
In sử dụng chức năng quản lý báo cáo
1 Mở mục “Tools” trên thanh menu Chọn “Reports”.
2 Kích vào nút “Create” để nhập một báo cáo mới.
3 Kích vào nút “Insert Datasheets” để nhập các ô dữ liệu cho báo cáo của chúng ta Chúng ta có thể nhập các ô dữ liệu của một hay nhiều thiết bị cho một báo cáo.
Trang 11“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
70% of what we discuss; 80% of what we experience; 95% of what we teach others”
Homework
1 Trong phân xưởng, chúng ta có thể đo hoặc tính chính xác công suất làm lạnh Tuy nhiên chúng ta biết rằng máy nén được coi như có công suất 250 hp và nó đang hoạt động ở 90% công suất tối đa và hiệu suất
là 72%.
Công suất của thiết bị làm lạnh là bao nhiêu?
2 Thiết bị đo dòng khí lạnh ra khỏi thiết bị làm lạnh cho ta lưu lượng và chúng ta có thể xác định công suất làm lạnh Người ta quyết định tăng công suất làm lạnh lên 1.5 MMBtu/hr Với máy nén đang chạy ở công suất như vậy (250 sức ngựa), nhiệt độ ra khỏi thiết bị làm lạnh
để có thể đạt được công suất làm lạnh tối đa là bao nhiêu?
(chính là chế độ làm lạnh tối đa của quá trình) trong khi vẫn chạy máy nén ở chế độ hoạt động vừa phải.
“We learn …10% of what we read; 20% of what we hear; 30% of what we see; 50% of what we see and hear;
Homework
Propan sử dụng cho phân xưởng làm lạnh thực chất là một hỗn hợp gồm 95%
propan và 5% ethane.
Điều gì sẽ xảy ra nếu thành phần mới này được nạp vào thay cho phần cũ (100%C3)?
So sánh với một số chỉ tiêu sau:
Trường hợp: 100%C3 Trường hợp: 5%C2, 95%C3 Lưu lượng, kgmol/h 107.9 111
Q ngưng tụ, kJ/h 1587000 1620000
