HYSYS Spreadsheet là một công cụ mạnh cho phép người sử dụng áp dụng các chức năng của chương trình vào việc mô hình hóa sơ đồ dây chuyền sản xuất. Spreadsheet có khả năng truy cập vào tất cả các biến, do đó ứng dụng và chức năng của nó là không giới hạn.Trong module này, Spreadsheet sẽ được sử dụng trong việc tính toán độ mở của van an toàn. Không giống như Depressurizing, Spreadsheet sẽ tính toán diện tích cần thiết cho dòng vào.
Trang 1The HYSYS Spreadsheet
(Advance 4_1)
Nội dung
HYSYS Spreadsheet là một công cụ mạnh cho phép người sử dụng
áp dụng các chức năng của chương trình vào việc mô hình hóa sơ
đồ dây chuyền sản xuất Spreadsheet có khả năng truy cập vào tất
cả các biến, do đó ứng dụng và chức năng của nó là không giới hạn Trong module này, Spreadsheet sẽ được sử dụng trong việc tính toán độ mở của van an toàn Không giống như Depressurizing, Spreadsheet sẽ tính toán diện tích cần thiết cho dòng vào
Mục tiêu
Sau khi hoàn thành module, bạn có thể:
Nhập và xuất các biến vào Spreadsheet
Thêm các công thức vào Spreadsheet
Sử dụng Spreadsheet trong nhiều ứng dụng
Mở rộng và chạy ngôn ngữ Macro để sửa đổi các chương trình
Yêu cầu
Trước khi bắt đầu module, bạn nên:
Nhập dòng và các đơn vị tính toán vào PFD
Sắp xếp hợp lý trên giao diện của HYSYS
Trang 2Sơ đồ công nghệ
The HYSYS Spreadsheet
Với khả năng truy cập vào tất cả các biến, Spreadsheet là một công
cụ rất mạnh trong HYSYS Điều đó được thể hiện đầy đủ qua việc
có thể thêm các công thức, chức năng, các toán tử logic, và hỗ trợ lập trình cơ bản
Nhờ khả năng xuất và nhập các biến, có nghĩa là có một sự liên quan trực tiếp giữa môi trường mô phỏng và Spreadsheet Vì vậy bất kỳ sự thay đổi nào trong môi trường mô phỏng ngay lập tức được phản ánh trong Spreadsheet và ngược lại
Spreadsheet có một số ứng dụng phổ biến Ví dụ Spreadsheet có thể được sử dụng trong các trường hợp sau:
Chuyển các biến giữa các objects trong sơ đồ công nghệ
Liên kết quan hệ độ giảm áp của các dòng trong trao đổi nhiệt
Thực hiện các quá trình tính toán toán học từ các biến trong môi trường mô phỏng
Trang 3Xuất và nhập các biến (Importing and Exporting Variables)
Nội dung của các bảng trong Simulation Environment đều có thể được đưa vào Spreadsheet Nội dung của bất cứ bảng nào trong Spreadsheet đều có thể xuất sang bất cứ bảng các tham số (màu xanh) trong Simulation Environment Lưu ý rằng nội dung của Spreadsheet nào đó không thể đồng thời xuất và nhập
Có 3 cách để nhập biến vào Spreadsheet:
+ Drag and Drop (Kéo và Thả): đặt con trỏ chuột trên đối
tượng; sau đó bấm và giữ phím phải chuột Di chuyển con trỏ chuột tới Spreadsheet Vẫn trên Spreadsheet, sự xuất hiện con trỏ chuột sẽ thay đổi sang kiểu "bull’s eye" Lúc này nhả phím phải chuột Các thông tin về biến đã được nhập sẽ xuất hiện trong ô đó
+ Variable Browsing: biến có thể nhập vào Spreadsheet bằng
cách đặt con trỏ vào ô trống trong Spreadsheet, bấm và giữ
phím phải chuột Chọn Import Variable từ trong danh sách
hiển thị, và chọn biến bằng cách sử dụng Variable Navigator
+ Connections Page: Trong Connections page, bấm phím Add Import và chọn biến cần bằng cách sử dụng Variable
Navigator Sau khi chọn biến, chọn ô cần thiết từ danh sách kéo thả
Quá trình tương tự khi thực hiện xuất biến từ Spreadsheet sang Simulation Environment:
+ Drag and Drop (Kéo và Thả): đặt con trỏ lên ô cần xuất từ
trong Spreadsheet Bấm và giữ phím phải chuột; con trỏ sẽ thay đổi sang kiểu "bull’s eye" Di chuyển con trỏ "bull’s eye" tới ô cần thiết trong Simulation Environment Nhả phím phải chuột, việc xuất biến đã xong
+ Variable Browsing: biến có thể xuất từ Spreadsheet sang
Simulation Environment bằng cách đặt con trỏ vào ô cần xuất
trong Spreadsheet, bấm và giữ phím phải chuột Chọn Export Formula Result từ trong danh sách hiển thị, và chọn vị trí
tương ứng bằng cách sử dụng Variable Navigator
Các giá trị trong ô
bất kỳ náo đó
trong Spreadsheet
có thể xuất, trừ khi
đó là giá trị được
nhập sang.
Trang 4+ Connections Page: Trong Connections page, bấm phím Add Export và chọn biến cần bằng cách sử dụng Variable
Navigator Sau khi chọn biến, chọn ô cần thiết từ danh sách kéo thả
Bổ sung các hàm (Adding Spreadsheet Funtions)
Trong HYSYS, Spreadsheet có nhiều chức năng toán học và logic Các chương trình tính toán trong HYSYS có hình thức tương tự như nhiều chương trình tính toán khác
Các chức năng tính toán trong Spreadsheet được tiến hành với dấu
“+” hoặc “@” tùy thuộc vào loại chức năng Dấu “+” được sử dụng trong tính toán cộng, trừ, nhân, chia Còn dấu “@” được dùng trước các chức năng đặc biệt như: logarit, lượng giác, logic
Một số ví dụ về các chức năng và dạng tính toán trong HYSYS:
+ Cộng: sử dụng “+”, ví dụ +A1+A2 + Trừ: sử dụng “-“, ví dụ +A1-A2 + Nhân: sử dụng “*”, ví dụ +A1*A2 + Chia: sử dụng “/”, ví dụ +A1/A2 + Mũ: sử dụng “^”, ví dụ +A1^4 + Lũy thừa: sử dụng “!”, ví dụ +A1!
+ Căn bậc hai: sử dụng “@SQRT”, ví dụ @SQRT(A1) + Sin, Cos, Tang: sử dụng @sin, @cos, @tan, ví dụ: sin(A2).
Các hàm lượng giác ngược cũng có thể được sử dụng, @asin,
@acos, and @atan Các hàm Hyperbolic cũng có trong HYSYS, @sinh, @cosh, and @tanh
+ Hàm logarit có dạng sau: @ln, @log, @exp.
+ Pi đơn giản chỉ cần "+pi" sẽ biểu diễn số 3.1416
Logical Operatiors
Spreadsheet hỗ trợ các tính toán logic Boolean, có dạng logic đúng/ sai Câu lệnh đúng có giá trị bằng 1, và câu lệnh sai có giá trị bằng
Để xem các chức
năng có thể của
HYSYS bấm phím
Function Help, sẽ
có 2 trang
Functions và
Expressions.
Giá trị bằng số
của các ô có thể
được copy sang ô
khác bằng cách sử
dụng công thức
đơn giản,ví dụ
+A1.
Các dấu ngoặc kép
là bắt buộc trong
các chức năng
nâng cao của
HYSYS Chúng
cũng có thể được
sử dụng để thiết
lập trình tự tính
toán
Trang 50 Ví dụ phần tử A1 có giá trị bằng 10, phần tử A2 có giá trị bằng 5 Nếu câu lệnh logic +A1<A2 được nhập vào phần tử A3 Thì phần
tử này hiển thị giá trị bằng 0 bởi vì câu lệnh logic là sai
Một số toán tử logic có dạng như sau có thể được sử dụng trong câu lệnh logic Boolean:
+ Bằng: sử dụng “ ==”, ví dụ +A1==A2 + Không bằng: sử dụng “!=”, ví dụ +A1!=A2 + Lớn hơn: sử dụng “>”, ví dụ +A!>A2 + Nhỏ hơn: sử dụng “<”, ví dụ +A1<A2 + Lớn hơn hoặc bằng: sử dụng “>=”, ví dụ +A1>=A2 + Nhỏ hơn hoặc bằng: sử dụng “<=”, ví dụ +A1<=A2
Lệnh IF/THEN/ELSE
Spreadsheet cũng hỗ trợ câu lệnh cơ bản: IF/THEN/ELSE Câu lệnh có dạng như sau:
@if (condition) then (if true) else (if false)
Condition (điều kiện) là một biểu thức logic, ví dụ như “B1<=10”.
If true miêu tả phần tử sẽ hiển thị nếu như Condition là đúng, nó có
thể là một số hoặc một công thức If false miêu tả phần tử sẽ hiển thị nếu như Condition là sai; nó cũng có thể là một số hoặc một
công thức
Ví dụ một câu lệnh hoàn chỉnh:
@if (B1<=10) then (B1*2) else (B1/10)
“else”không sử
dụng ở đây Câu
lệnh If/Then không
hợp lệ trong
HYSYS
Giả sử giá trị của phần tử B1 là 8 Câu lệnhIF/THEN/ELSE sẽ
là gì trong tính toán đưa ra ở trên?
Trang 6Thực hiện mô phỏng
Trong module này, tính toán độ mở của một van giảm áp và sẽ thấy được phương pháp sử dụng hoàn toàn khác so với phương pháp trong modul Depressurization Các dòng sử dụng giống nhau trong
cả hai phương pháp
Do các dòng tương tự như trong Depressurization nên sử dụng lại Depressurization case Module này gồm 2 dòng được kết hợp qua Mixer, lưu lượng dòng ra được xác định và Spreadsheet được sử dụng để tính toán độ mở van yêu cầu
1 Add Mixer vào PFD Gắn 2 dòng vật liệu vào và tạo dòng ra đặt tên là Comb Feed.
2 Cài đặt Mixer ở chế độ “Set Outlet to Lowest Inlet”.
3 Đặt lưu lượng các dòng là 460 kgmole/hr (1000 lbmole/hr)
4 Add V/L Separator vào hệ thống Dòng vào là Comb Feed, dòng khí ra là PSV Vapour, dòng lỏng là PSV Liquid.
Công thức tính toán độ mở van dựa trên tiêu chuẩn API-520 Công thức tính toán độ mở van cho dòng hơi là:
AV = { M ×√(T×Z) } / { C Kd ×Kb ×Kv ×P ×√(MW) }
Công thức tính toán độ mở van yêu cầu cho dòng lỏng là:
AL = { G ×√(SG) } / { 22,8 ×Kd ×Kw ×Ku ×√(AP) }
Trong đó:
+ A V và A L: độ mở van yêu cầu cho dòng hơi và dòng lỏng, đơn
vị inch2
+ M: lưu lượng khối lượng dòng hơi, đơn vị lb/hr
+ T: Nhiệt độ dòng, đơn vị Rankin
+ Z: hệ số nén của dòng hơi
+ C: hằng số lưu lượng hơi, = 315 trong ví dụ này
+ K d: hệ số dòng chảy (hệ số lưu lượng) của vòi phun, bằng 0.953 trong ví dụ này
+K b: hệ số hiệu chỉnh dòng hơi, trong ví dụ này bằng 1
Trang 7+ K v: hệ số dòng hơi cho áp suất ngược biến đổi, chỉ sử dụng với các giá trị áp suất dòng ra, trong ví dụ này = 1.0
+ MW: khối lượng phân tử trung bình của dòng + P: áp suất của dòng, đơn vị psia
+ G: lưu lượng thể tích thực của dòng, đơn vị tính GPM + SG: khối lượng riêng của dòng chất lỏng
+ Delta P: độ giảm áp qua van, đơn vị psi + Kw: hệ số lưu lượng lỏng của áp suất ngược biến đổi, chỉ sử
dụng với đầu ra của van, trong ví dụ này = 1.0
+ Ku: hệ số hiệu chỉnh độ nhớt, trong ví dụ này=1.0
Trước khi vào Spreadsheet, nên đặt đơn vị tính cho các giá trị trên Cách dễ nhất để làm là đến Field Unit và đặt PSV Units Các đơn vị tính như trong bảng sau:
Actual Liquid Volume Flow USGPM
Adding and Defining the Spreadsheet
Để thiết lập Spreadsheet, chọn Add Operation từ Flowsheet menu
và chọn Spreadsheet Cách khác có thể chọn Spreadsheet từ Object Pallet.
1. Thay đổi size của Spreadsheet thành 4 cột và 15 hàng Đặt size của Spreadsheet trong Parameters Tab Giá trị mặc định của Spreadsheet cũng có thể được thay đổi trên Parameters Page Trong ví dụ này, chọn giá trị mặc định và đặt giá trị mới vào PSV Units
Truy cập vào các đơn
vị tính thông qua
Tools/Preferences trên
thanh Menu chính
Spreadsheet Button
Trang 82. Các ký hiệu và hằng số có thể được bổ sung vào Spreadsheet như trong giao diện dưới đây:
Các biến số sau đây cần phải được nhập vào Spreadsheet:
In this cell… Import
B2 PSV Vapour – Mass Flow
B3 PSV Vapour-Temperature
B4 PSV Vapour-Phase Z Factor
B8 PSV Vapour-Molecular Weight
D2 PSV Liquid-Act Liquid Vol Flow
D3 PSV Liquid-Mass Density
Trang 9Các phương trình tính toán bổ sung vào Spreadsheet:
In this cell… Enter…
B12 +(b2*@sqrt(b3)*@sqrt(b4))/
(b5*b6*b7*b9*b10*@sqrt(b8))
(22.8*d8*d9*d10*@sqrt(d7))
Và Spreadsheet sẽ hiển thị như trong giao diện sau:
Lưu lại case đã hoàn thành!
Độ mở van toàn phần yêu cầu là gì?
