ПРОбА - СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТНЫХ РАСЧЕТОВ ОБОРУДОВАНИЯ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ

Назначение системы.

1. Выбор аппаратурного оформления химико-технологи-ческой схемы (ХТС) периодического действия, т.е. определение размеров и числа основных аппаратов ее стадий, режима их функционирования и взаимодействия, обеспечивающих выпуск продукта в заданном объеме за отведенное время.
2. Определение возможности выпуска продукта на ХТС, аппаратурное оформление (АО) стадий которой фиксировано, выбор режима функционирования и взаимодействия основных аппаратов стадий схемы, обеспечивающих максимальную производительность схемы.

Ввод исходных данных.

Исходная информация, необходимая для работы системы, подразделяется на две части: информация по проекту и информация по стадии выпуска продукта. Первая часть включает наименование проекта, выбор типа задачи, которую предполагается решить, и необходимый объем или (и) заданный срок выпуска продукта. Во вторую входит информация об оборудовании конкретной стадии ХТС и режиме обработки с его помощью отдельных партий продукта.
Ввод информации по каждой стадии начинается с ввода ее порядкового номера. Если введен номер стадии, по которой в системе уже есть данные, они будут выведены в поля ввода характеристик стадии для контроля и модификации.
Также отдельно вводится число основных аппаратов стадии и тип этих аппаратов. Если на стадии более одного аппарата, предлагается выбрать режим их функционирования: синхронный, когда аппараты одновременно обрабатывают равные доли поступающей массы, или асинхронный, когда аппараты работают со сдвигом по времени и каждый из них принимает всю поступающую массу. Если на стадии устанавливается фильтр, необходимо определить цель фильтрования - осадок или фильтрат.
Набор остальных характеристик стадии определяется выбором типа ее основных аппаратов. В поле "Обозначение аппаратов" через запятую вносятся цеховые номера аппаратов стадии. "Число партий продукта на стадии" - это указание на то, сколько партий продукта (или какую долю партии) обрабатывают за один прием аппараты стадии. Материальные индексы - это результаты пересчета материального баланса выпуска продукта на одну тонну. Размерность удельной производительности фильтров и сушилок (л/м.кв./ч, кг/м.кв./ч, кг/м.куб./ч) определяется основным размером аппарата (объем или поверхность) и материальным индексом стадии. Процент основных операций - это доля цикла работы аппарата, в течение которой выполняется собственно фильтрование или сушка.
При решении задачи определения АО ХТС поля "Обозначение аппаратов", "Объем основного аппарата" и "Площадь раб. поверхности" не заполняются. Для некоторых стадий они могут остаться незаполненными и при решении других задач.
В систему введена информация о производстве красителя органического сернистого черного. Выбрав соответствующий пункт меню, тип задачи, и задавая номера стадий от 1 до 5, можно проследить порядок ввода и коррекции исходных данных.

Диагностика.

При фиксированном АО стадий рассматриваемой ХТС в процессе расчета может выясниться, что указанные рамки степени заполнения емкостных аппаратов и роторных вакуумных сушилок обеспечить не удается. В этих случаях система выдает диагностические сообщения, но расчет доводится до конца. Анализируя полученные результаты, пользователь может внести необходимые изменения в исходные данные и повторить расчет.

Вывод результатов расчета.

Результаты выводятся на экран монитора в общепринятой форме (несколько сокращенной). Для стадий, где устанавливаются рамные или камерные фильтрпрессы, целью работы которых является получение осадка, и роторные вакуумные сушилки, выводятся две строки: для фильтрпрессов во второй строке выводится реально необходимая рабочая поверхность и объемный материальный индекс (объем осадка на 1 т продукта), а для сушилок - рабочий объем, степень заполнения и объем загружаемой пасты на 1 т продукта.
Для стадий, АО которых не было задано, выводятся значения минимально необходимого размера основного аппарата, а если основными аппаратами являются емкости, то во второй строке - и максимального. Для фильтрпрессов, работающих с целью получения осадка, выводятся значения минимальных рабочих поверхностей с точки зрения производительности и с точки зрения объема осадка, для роторных вакуумных сушилок - значения минимальной рабочей поверхности и рабочего объема.

Порядок решения задач.

При решении задачи определения АО ХТС задаются объем и срок выпуска продукта. Число основных аппаратов на стадиях схемы, режим их функционирования и число партий продукта, обрабатываемых на стадиях, в данном случае являются параметрами, определяемыми пользователем.
По результатам расчета для каждой стадии схемы подбираются аппараты из числа серийно выпускаемых или доступных в рамках конкретного производства, а затем решается одна из задач определения максимальной производительности выбранного АО. Если для каких-либо стадий ХТС подходящих аппаратов не окажется, можно попытаться изменить число аппаратов, режим их работы или (и) число обрабатываемых партий продукта.
При решении задачи определения минимального срока выпуска продукта в заданном объеме или максимального объема его выпуска за заданный срок число обрабатываемых партий продукта на стадиях ХТС и режим работы аппаратов стадий также задаются пользователем и могут быть изменены для обеспечения выполнения условий заполнения емкостных аппаратов и роторных вакуумных сушилок. Для стадий, АО которых не было задано, результатом решения этих задач являются граничные значения основных размеров аппаратов (для емкостей - минимальные и максимальные, для фильтров и сушилок - минимальные). После определения конкретных аппаратов для этих стадий решение задачи необходимо повторить.

Применение в учебном процессе.

При обучении студентов основам проектирования химических производств периодического действия (как правило, многоассортиментных и малотоннажных) с помощью системы ПРОба можно выполнить следующие лабораторные работы:
1.Определение АО стадий ХТС и режима его функционирования с использованием заданного набора основной аппаратуры.
2.Выбор режима функционирования основных аппаратов стадий действующей ХТС и количества обрабатываемых ими партий продукта, которые обеспечивают возможность выпуска того или иного продукта и максимальную производительность схемы.