Системная модель технологических участков для корпорации KATEPAL в ПО SimulationX

На сегодняшний день все больше и больше предприятий включает в свою цепочку производства инженерные расчеты в специализированных программных пакетах. Знаменитая Финская компания, один из лидеров по производству кровли и черепицы не стал исключением и идёт в ногу со временем.

С февраля по август 2021 года инженеры «Нова-Инжиниринг» выполняли работу по системному моделированию технологических участков полиольной смеси и изоцианата для финского промышленного гиганта.

Основная цель данной работы заключалась в формулировании предложений по модернизации технологических участков высокого давления полиольной смеси и изоцианата с условием сохранения необходимых технологических параметров на выходе из моделируемых участков для производства продукции при изменении расхода и температуры среды на входе в моделируемый участок.

Для выполнения данных работ специалистами расчетного отдела ООО «Нова-Инжиниринг» был применен программный продукт по системному мультифизическому моделированию SimulationX компании ESI Group. Данное программное обеспечение используется для разработки, моделирования, симулирования, анализа и виртуального тестирования систем различной сложности. На единой платформе программа моделирует поведение и взаимодействие различных физических объектов механики, приводной техники, гидравлических, пневматических, термодинамических и других систем.

Для выполнения поставленной цели в программном продукте SimulationX были созданы мультифизические модели реальных технологических участков полиольной смеси и изоцианата. Для этого в моделях необходимо было параметризировать элементы технологических участков такие как чиллер, теплообменные аппараты, насосы, запорная и регулирующая арматуры, трубопроводы и т.д, а так же создать жидкости: изоцианат (кислота) и полиольную смесь (неньютоновская жидкость).

По результатам проведённого анализа технологических линий на выбранном производственном участке KATEPAL и виртуальных испытаний в программном продукте SimulationX было выявлено основное оборудование влияющее на достижение поставленной цели – теплообменные аппараты, которые установлены на линиях изоцианата и полиольной смеси. В данных аппаратах происходит охлаждение изоцианата и полиольной смеси до заданной температуры по средствам отвода тепла охлаждающей жидкостью (водой). Т. о. основным процессом является процесс теплообмена в теплообменных аппаратах.

Для анализа процесса теплообмена необходимо было свести тепловой баланс, выделив основные анализируемые параметры, исключить те переменные, на которые мы повлиять не можем в рамках данного технологического процесса. Для достижения требуемых параметров за теплообменными аппаратами необходимо было рассмотреть только влияние двух величин, а именно: расход охлаждающей жидкости (воды) и площадь поверхности теплообмена.

Проведя ряд виртуальных испытаний в программном продукте SimulationX, были сформулированы предложения по модернизации технологических участков изоцианата и полиольной смеси:

1. Необходимо увеличить площадь поверхности теплообмена в теплообменном аппарате;
2. Заменить чиллер в системе охлаждения (увеличить мощность и объем бака);
3. Настроить систему автоматического регулирования для работы данной системы с новым оборудованием.

А также даны основные значения величин, на которые необходимо ориентироваться при подборе рекомендованного оборудования.