Алгоритмічне забезпечення оптимізації температурного режиму випарника абсорбційно-холодильних установок виробництва аміаку
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139633Ключові слова:
виробництво аміаку, абсорбційно-холодильна установка, випарник, витрата флегми, алгоритм оптимізації температуриАнотація
Проведено аналіз випарників абсорбційно-холодильних установок блоку вторинної конденсації виробництва аміаку як об’єктів керування. Визначені координати векторів стану, керування та зовнішніх збурень. Обґрунтована необхідність розв’язання задачі мінімізації температури охолодження циркуляційного газу у випарниках для підвищення енергоефективності виробництва. За результатами аналізу промислового апаратурно-технологічного оформлення блоків первинної і вторинної конденсації з’ясовані особливості умов роботи випарників, що зумовлюють параметричну невизначеність у функціонуванні об’єктів керування. Основна з таких невизначеностей пов’язана з керуючою дією витрати флегми.
Методом математичного моделювання за розробленим алгоритмом визначені закономірності керуючої дії витрати флегми на ефективність процесів теплообміну у випарниках абсорбційно-холодильних установок. Встановлено екстремальний характер залежності теплового потоку (холодопродуктивності) та температури охолодження циркуляційного газу від витрати флегми. Максимальна холодопродуктивність, а отже і мінімальна температура охолодження циркуляційного газу за певного температурного напору, обумовлені досягненням критичного режиму бульбашкового кипіння холодоагенту. Подальше збільшення температурного напору з підвищенням витрати флегми сприяє встановленню перехідного режиму і зниженню ефективності поверхні теплообміну. Визначені показники енергоефективності виробництва аміаку, а саме витрати природного газу в умовах зміни керуючої дії витрати флегми та значень координат вектора збурень. Розроблене алгоритмічне забезпечення дозволяє здійснити розв’язання задачі мінімізації температури охолодження циркуляційного газу безградієнтним способом крокового типу з використанням методів одномірного пошуку екстремуму. Показано, що за рахунок мінімізації температури охолодження циркуляційного газу річна витрата природного газу може бути знижена в середньому на 500 тис. нм3Посилання
- White, S. D., O’Neill, B. K. (1995). Analysis of an improved aqua-ammonia absorption refrigeration cycle employing evaporator blowdown to provide rectifier reflux. Applied Energy, 50 (4), 323–337. doi: https://doi.org/10.1016/0306-2619(95)98802-9
- Galimova, L. V., Kayl', V. Ya., Vedeneeva, A. I. (2015). Ocenka stepeni termodinamicheskogo sovershenstva na osnove analiza raboty deystvuyushchey absorbcionnoy holodil'noy ustanovki sistemy sinteza ammiaka. Vestnik mezhdunarodnoy akademii holoda, 4, 55–60.
- Babichenko, A. K., Toshinskiy, V., Babichenko, Yu. A. (2007). Issledovanie energeticheskoy effektivnosti absorbcionno-holodil'nyh ustanovok krupnotonnazhnyh agregatov sinteza ammiaka. Vestnik «KhPI», 32, 67–74.
- Babichenko, A., Velma, V., Babichenko, J., Kravchenko, Y., Krasnikov, I. (2017). System analysis of the secondary condensation unit in the context of improving energy efficiency of ammonia production. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (6 (86)), 18–26. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.96464
- Lutska, N. M., Ladaniuk, A. P. (2016). Optymalni ta robastni systemy keruvannia tekhnolohichnymy obiektamy. Kyiv: Lira-K, 288.
- Babichenko, A., Babichenko, J., Kravchenko, Y., Velma, S., Krasnikov, I., Lysachenko, I. (2018). Identification of heat exchange process in the evaporators of absorption refrigerating units under conditions of uncertainty. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (2 (91)), 21–29. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.121711
- Garimella, S., Mostafa, S., Sheldon, M. (2012). Ammonia-water desorption in flooded columns. Georgia Institute of Technology, Sheldon, 148.
- Babichenko, A. K., Eroshchenkov, S. A., Efimov, V. G., Bukarov, A. R., Mazur, A. A., Meriuc, V. I. (1979). A. S. No. 802745 SSSR. Sposob upravleniya rezhimom raboty absorbcionnoy holodil'noy ustanovki. MKI F25 B49/00, F25 B15/02. No. 2721832/23-06; declareted: 07.02.1979; published: 07.02.1981, Bul. No. 5.
- Bogart, M. J. P. (1982). Ammonia absorption refrigeration. Plant/Operations Progress, 1 (3), 147–151. doi: https://doi.org/10.1002/prsb.720010306
- Shukla, A., Mishra, A., Shukla, D., Chauhan, K. (2015). C.O.P Derivation and thermodynamic calculation of ammonia-water vapor absorption refrigeration system. International journal of mechanical engineering and technology, 6 (5), 72–81.
- Yunus, A. Ç. (2009). Introduction to thermodynamics and heat transfer. New York: McGraw-Hill, 960.
- Hare, W., Nutini, J., Tesfamariam, S. (2013). A survey of non-gradient optimization methods in structural engineering. Advances in Engineering Software, 59, 19–28. doi: https://doi.org/10.1016/j.advengsoft.2013.03.001
- Ravindran, A., Ragsdell, K. M., Reklaitis, G. V. (2007). Engineering optimization: methods and applications. New York: John Wiley & Sons, 667. doi: https://doi.org/10.1002/9780470117811
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2018 Anatoliy Babichenko, Yana Kravchenko, Juliya Babichenko, Igor Krasnikov, Ihor Lysachenko, Vladimir Velma
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
