Принципы, признаки и общая стратегия системного подхода в создании ХТС

Принципы системного подхода:1) представление объекта как системы; 2) исследование

объекта в том аспекте, в котором он представлен как система. Стратегия исследования должна заключаться в направлении от целого- к части, от структуры- к элементам. Иерархия-расположение системы в порядке от высшего к низшему.
Химические производства как ХТС обладают характерными признаками - существование общей цели функционирования - выпуск продукта; большие размеры системы - велико число элементов (аппаратов) и связей (потоков) между ними; большое число параметров, характеризующих работу системы; сложность поведения системы - изменение режима работы в одном аппарате может влиять на работу всего производства; высокая степень автоматизации процессов управления производством; необходимость создания потоков осведомительной и управляющей информации между элементами ХТС и управляющими устройствами.
Задачу создания и эксплуатации ХТС необходимо рассматривать как многоуровневую с различными по сложности уровнями.
Первый уровень разработки ХТС- создание математических моделей элементов и подсистем , а также выбор показателя эффективности функционирования ХТС - Е , установления его функциональной зависимости от различных факторов, позволяющих определить его числовые значения при различных условиях работы ХТС. Математическая модель ХТС в целом - система уравнений технологических связей элементов совместно с математическим описанием отдельных элементов системы с учетом вариантов топологии и параметров внутренних связей, а так же и показателя эффективности функционирования системы для различных вариантов ХТС. Математическая модель отражает сущность функционирования ХТС как единого целого.
Второй уровень разработки ХТС – решение задач анализа, синтеза и оптимизации ХТС.
В сочетании принципов анализа, синтеза и оптимизации на основе математической модели решаются задачи третьего и четвертого уровней сложности - интенсификации и оптимизации существующих производств, а также создание на их основе оптимального проектирования новых ХТС.

Основные технологические принципы, используемые для оптимизации ХТС:
рациональное использование сырья,

энергии;
минимизация отходов;
увеличение единичной мощности аппаратов;
защита окружающей среды от вредных выбросов химических предприятий;
создание малоотходных и безотходных производств).

в том аспекте, в котором он представлен как система. Стратегия

исследования должна заключаться в направлении от целого- к части, от структуры- к элементам. Иерархия-расположение системы в порядке от высшего к низшему.

признаками:
существование общей цели функционирования - выпуск продукта;
большие

размеры системы - велико число элементов (аппаратов) и связей (потоков) между ними;
большое число параметров, характеризующих работу системы;
сложность поведения системы - изменение режима работы в одном аппарате может влиять на работу всего производства;
высокая степень автоматизации процессов управления производством; необходимость создания потоков осведомительной и управляющей информации между элементами ХТС и управляющими устройствами.

обладающий сложным внутренним устройством, большим числом составных частей и элементов

(аппаратов), взаимосвязанных технологическими потоками (связями) и действующих как единое целое.
Подсистема – самостоятельно функционирующая часть системы- группа элементов (агрегат), обладающая целостностью и целенаправленностью (функциональная, масштабная).
Элемент чаще аппарат- самостоятельная и условно неделимая единица, в котором протекает какой-либо типовой процесс (химический, массообменный, тепловой).
Связь между элементами осуществляется в виде потоков и отражает перенос потоком вещества, теплоты, энергии от элемента к элементу - преобразование же потока происходит в самом элементе. Структура системы- совокупность элементов и связей.
Классификация элементов ХТС (механические и гидромеханические, теплообменные, массообменные, энергетические, элементы контроля и управления).
Классификация связей (потоков) ХТС - потоки материальные, энергетические, информационные. Структура технологических потоков, связей ХТС (последовательная, параллельная, последовательно- обводная, обратная - рецикл). Особенности технологической структуры ХТС (замкнутые, разомкнутые).
Классификация моделей ХТС (операционно-описательная-химическая схема процесса, виды проектно-конструкторской документации, технологические регламенты; иконографическая -функциональная, технологическая, структурная, операторная схемы; математическая- аналитическая модель).

ХТС)

Характер современной химической технологии как науки - владение основным научным

методом исследования - математическим моделированием и аппаратом - теорией систем и ее прикладной частью - системным анализом изучения сложных систем.
Химическое производство изучается как сложная открытая система (вход – преобразование – выход) - окружающая среда.
Существует многоуровневая структура химико-технологических систем : микрокинетика- молекулярные процессы – макрокинетика – аппараты – производства - межотраслевые связи – глобальные проблемы развития техносферы.
Системный анализ ХТС- совокупность методов и средств изучения сложных систем, обобщение и систематизация «ноу – хау» в теории и практике создания химических производств.

взаимодействующий с внешней средой и обладающий сложным внутренним устройством, большим

числом составных частей и элементов (аппаратов), взаимосвязанных технологическими потоками (связями) и действующих как единое целое.
Подсистема – самостоятельно функционирующая часть системы- группа элементов (агрегат), обладающая целостностью и целенаправленностью (функциональная, масштабная).
Элемент чаще аппарат- самостоятельная и условно неделимая единица, в котором протекает какой-либо типовой процесс (химический, массообменный, тепловой).
Связь между элементами осуществляется в виде потоков и отражает перенос потоком вещества, теплоты, энергии от элемента к элементу - преобразование же потока происходит в самом элементе.
Структура системы- совокупность элементов(агрегат) и связей(поток).

физические данные о потоке.
К ним относятся:
:параметры состояния: количество потока

в единицу времени (расход), фазовый состав, химический состав, температура, давление, теплосодержание;
параметры свойств: теплоемкость, плотность, вязкость и другие.
Параметры свойств потока могут быть определены из параметров его состояния и свойств индивидуальных компонентов.
Для энергетических и информационных потоков могут быть свои показатели (напряжение и сила тока, форма и интенсивность управляющего сигнала и т.д.)
Энергетические потери в ХТС будут зависеть от величины потоков и скорости их движения, давления, плотности, вязкости и, очевидно, теплосодержания.
Технологические потоки обеспечивают взаимосвязь элементов между собой, а так же между системой и окружающей средой. Преобразования входных потоков в выходные подчиняются законам сохранения массы и энергии.

функционирования, эффективности управления процессами в ней, необходимо определить состояние ХТС.
Состояние,

или режим, ХТС определяется параметрами (показателями) потоков (связей) и состоянием аппаратов (элементов) . Потоки ХТС характеризуют векторными величинами, указывающими расход, температуру, давление и состав среды. В этом случае связи между элементами на схеме указываются одной линией. Параметричность - скалярная величина, численно равная количеству параметров состояния потоков.
Связи между элементами ХТС задаются соотношениями
т.е. x i- я входная переменная k-го блока является одновременно
y j-ой выходной переменной h-го блока. Эти уравнения описывают структуру ХТС .

содержанию:
Материальные потоки переносят вещества и материалы по трубопроводам различного назначения,

транспортерами и другими механическими устройствами.
Энергетические потоки переносят энергию в любом ее проявлении - тепловую, механическую, электрическую, топливо. Тепловая энергия и топливо для энергетических элементов передаются обычно по трубопроводам (пар, горячие потоки, горючие газы и жидкости).
Механическая энергия передается также по трубопроводам (в виде газов под давлением) или через вал двигателей и другие элементы привода.
Провода, силовые кабели передают электрическую энергию.
Информационные потоки используются в системах контроля и управления процессами и производством. Используются электрические провода и тонкие, капиллярные, трубки в пневматических системах.

(механические и гидромеханические, теплообменные, массообменные, энергетические, элементы контроля и управления).
Классификация

связей (потоков) ХТС - потоки материальные, энергетические, информационные. Структура технологических потоков, связей ХТС (последовательная, параллельная, последовательно- обводная, обратная - рецикл). Особенности технологической структуры ХТС (замкнутые, разомкнутые).
Классификация моделей ХТС (операционно-описательная-химическая схема процесса, виды проектно-конструкторской документации, технологические регламенты; иконографическая -функциональная, технологическая, структурная, операторная схемы; математическая- аналитическая модель).

изменение формы и размера материала и его перемещение, объединение и

разделение потоков. Эти операции осуществляются дробилками, грануляторами, смесителями, сепараторами, фильтрами, циклонами, компрессорами, насосами.
Теплообменные элементы изменяют температуру потока, его теплосодержание, переводят вещества в другое фазовое состояние. Эти операции осуществляют в теплообменниках, испарителях, конденсаторах, сублиматорах.
Массообменные элементы осуществляют межфазный перенос компонентов, изменение компонентного состава потоков без появления новых веществ. Эти операции проводят в дистилляторах, абсорберах, адсорберах, ректификационных колоннах, экстракторах, кристаллизаторах, сушилках.
Реакционные элементы осуществляют химические превращения, кардинально меняющие компонентный состав потоков и материалов. Эти процессы происходят в химических реакторах.
Энергетические элементы осуществляют преобразование энергии и получение энергоносителей. К ним относят турбины, генераторы, приводы для выработки механической энергии, котлы-утилизаторы для выработки энергетического пара.

состояния потоков, контролировать состояние аппаратов и машин, а также управлять

процессами, меняя условия их протекания.
К ним относятся датчики (температуры, давления, расхода, состава и т.д.), исполнительные механизмы (вентили, задвижки, выключатели и т.д.), а также приборы для выработки и преобразования сигналов, информационные и вычислительные устройства.
Как правило, это устройства сигнализации, системы автоматического регулирования, автоматическая система управления химико-технологическим процессом.
Но в энергетической подсистеме возможна утилизация теплоты реакции для подогрева воды в общей системе дополнительной выработки энергетического пара.
Тогда в энергетической подсистеме реакционный узел будет теплообменным элементом, источник тепла которого - результат химической реакции (сравните: в огневом подогревателе тоже протекает химическая реакция - горение, или окисление, топлива).

это аппарат, в котором протекает химико-технологический процесс ( ХТП), качественно

или количественно преобразующий физические переменные входных потоков - x в выходные y- материальные и энергетические потоки.
ПРИМЕР
В реакторе окисления оксида серы (IV) протекает качественное ( на выходе реактора в результате химического преобразования появляется новый компонент- триоксид серы)
и количественное (изменяются концентрации веществ, температура вследствие экзотермичности реакции) преобразование физических параметров потока.
Под условными потоками понимают внутренние источники (стоки) вещества и энергии (физические и химические превращения внутри элементов ХТС), а также рассеивание (потери) вещества и энергии в окружающую среду.

Аммиак образуется в результате протекания химической реакции
N2 + ЗН2

= 2NН3.
Превращение осуществляют при температуре 700 - 850 К и давлении 30 МПа.
Из-за обратимости реакции исходная азотоводородная смесь превращается не полностью. Необходима физико-химическая стадия - конденсация - для выделения образовавшегося аммиака. Не прореагировавшие N2 и Н2 возвращают в реактор. Для повышения давления, а также для циркуляции газов необходимо их сжатие, являющееся механическим процессом. Нагрев и охлаждение потоков, осуществляемые при этом, - теплообменные процессы. Совокупность указанных операций в их последовательности, реализующих получение аммиака из водорода и азота, есть ХТП- химико-технологический процесс синтеза аммиака .
Чтобы получить азот и водород, надо сначала получить водород из природного газа и воды, а азот выделить из воздуха. Совокупность процессов и операций, осуществляемых для превращения природного газа, воды и воздуха в аммиак, - ХТП производства аммиака из природных материалов. Как часть он включает в себя и химико- технологический процесс синтеза аммиака. Из функциональных элементов химического производства, показанных на рис., к ХТП можно отнести стадии 1-4, на которых происходит собственно переработка сырья в продукты.

2- разветвлённая; 3- параллельная; 4,5 – обводная простая (4) и

сложная (5); 6-9 – обратная: рецикл полный (6,9) и фракционный (7,8), простой (6) и сложный (9)

функционирования ХТС. На схеме выделены подсистемы, выполняющие определенную технологическую операцию,

показаны технологические связи между ними.
Структурная схема ХТС дает изображение всех элементов ХТС в виде блоков, имеющих несколько входов и выходов, показывает технологические связи между блоками.

в аппаратах, машинах, коммуникациях. Она представляет, следовательно, последовательное изображение или

описание процессов и аппаратов, составляющих химико-технологическую систему.
В технологической схеме аппараты изображаются в виде рисунков, упрощенно представляющих их внешний вид и реже, внутреннее устройство. При этом параллельно работающие аппараты одного назначения и конструкции (например, батарея выпарных аппаратов) изображают в виде одного аппарата.
Технологические и (структурные) принципиальные схемы могут реализоваться в производстве в двух вариантах:
1. Схемы с открытой цепью
2.Циклические схемы.

через которые все реагирующие вещества проходят лишь однократно (проточная схема).

Они используются в производствах, в основе которых лежат необратимые или обратимые, но идущие с высоким выходом продукта, процессы, в которых по условиям равновесия может быть достигнута высокая степень превращения сырья без выделения целевого продукта из реакционной смеси, (например, производство ацетилена, суперфосфатов). Если степень превращения в одном аппарате невелика, то приходится последовательно включать в схему несколько однотипных аппаратов.

цепью по газовой фазе может служить технологическая схема отделения кислотной

абсорбции нитрозных газов в производстве разбавленной азотной кислоты. По открытой схеме строят производства, включающие в себя необратимые и обратимые процессы, идущие с большим выходом продукта. Если же выход продукта в одном аппарате составляет 4-5 % (синтез спиртов) или до 20% (синтез аммиака) и реагирующая смесь содержит лишь незначительные количества (инертных) примесей, то целесообразно строить производство по циклической схеме.

и тот же аппарат всех реагирующих масс или одной из

фаз в гетерогенном процессе вплоть до достижения заданной степени превращения исходных веществ.
Циркуляционные схемы используют в производствах, в основе которых лежат обратимые процессы, т.е. в которых при существующем режиме и значениях параметров (температура, давление, катализатор) по условиям равновесия не может быть достигнута за один проход через аппарат достаточно высокая степень превращения сырья (например, производство аммиака, метанола).

(ХТП) химико-технологические процессы (химические, тепловые, диффузионные, гидродинамические, механические), а также

локальные системы управления ими , системы автоматического регулирования (САР).
Вторая ступень иерархии- это агрегаты и комплексы, представляющие взаимосвязанную совокупность типовых ХТП и аппаратов, осуществляющих определенную операцию, также (АСУТП).
АСУТП- система автоматизированного управления для решения задач оптимальной координации работы аппаратов и оптимального распределения технологических потоков между ними. Технологические потоки обеспечивают взаимосвязь элементов между собой, а также между системой и окружающей средой.
Третья ступень иерархии- совокупность цехов, где получают целевые продукты, а также АСУ технологического и организационного функционирования производств.
Четвертая ступень иерархии – химическое предприятие в целом и автоматизированная система управления предприятием (АСУП).

понятие уровней протекания процесса- иерархических подсистем последовательно возрастающей сложности.
Такими

уровнями, для которых свойственен свой метод изучения явления, в химическом производстве являются:
молекулярный уровень, на котором механизм и кинетика химических превращений описывается как молекулярное взаимодействие (микрокинетика); уровень малого объема, на котором явления описываются как взаимодействие макрочастиц (гранул, капель, зерен катализатора). Для анализа явлений на этом уровне и описания химического процесса введено понятие – макрокинетика .Задачей макрокинетики является изучение влияния на скорость химических превращений процессов переноса масс исходных веществ и продуктов реакции, процессов теплопередачи и влияние состава катализатора.
уровень потока, на котором описание явлений дается как взаимодействие совокупности частиц. С учетом характера движения их в потоке и изменения температуры, концентраций реагентов по потоку;
уровень реактора, на котором описание явления дается с учетом конструкций аппарата, в котором реализован процесс;
уровень системы, на котором при рассмотрении явлений учитываются взаимосвязи между технологическими узлами промышленной установки и производства в целом.

реакторе позволяет:
полностью описать свойства процесса путем детального исследования основных процессов

разного масштаба;
проводить изучение сложного процесса по частям, применяя к каждой из них специфические, прецизионные методы исследования, что повышает точность и надежность результатов;
установить связи между отдельными частями и выяснить их роль в работе реактора в целом;
облегчить изучение процесса на более высоких уровнях, так как исследованием процесса на низшем уровне укрупняется информация при переходе на более высокий уровень;
решать задачи масштабного перехода.
Изучение процесса в химическом реакторе проводят научным методом - математическим моделированием.

(его декомпозиция) должно отвечать также условию инвариантности выделенных составляющих к

масштабу, влияние которого учитывают в параметрах полученных уравнений математической модели и граничных условиях. Требование инвариантности можно удовлетворить, если использовать иерархический подход к построению модели. Для этого декомпозицию процесса проводят не только на составляющие, но и по их масштабу. Существенной особенностью математических моделей процесса в реакторах является их иерархическое строение.
В молекулярном масштабе протекает химическая реакция, состоящая из элементарных стадий. Ее свойства (например, скорость) не зависят от масштаба реактора, т. е. скорость реакции зависит от условий ее протекания независимо от того, как эти условия созданы. Результатом исследования на этом уровне является кинетическая модель - зависимость скорости реакции от условий.
Следующий масштабный уровень, назовем его химический процесс, есть совокупность реакции и явлений переноса, таких, как диффузия, теплопроводность. Кинетическая модель реакции входит как одна из составляющих. Объем, в котором рассматривается химический процесс, выбирается так, чтобы закономерности процесса не зависели от размера реактора. Например, это может быть зерно катализатора. Скорость превращения в нем зависит только от размера и характеристик зерна и от условий (концентрация и температура), в которых оно находится, независимо от того, как эти условия созданы.
Модель химического процесса входит как одна из составляющих на следующем масштабном уровне - реакционная зона. Другие составляющие - явления переноса - такого же масштаба.
В масштабе реактора входят как составляющие -реакционная зона, узлы смешения, теплообмена и др. Таким образом, математическая модель процесса в реакторе представлена системой математических моделей разного масштаба.

и декомпозиционными методами. Суть декомпозиционного метода- каждый аппарат или группу

аппаратов рассчитывают отдельно, а расчет всей ХТС состоит из последовательности расчетов отдельных аппаратов.
Суть интегрального метода- расчет заключается в объединении систем уравнений, описывающих работу отдельных аппаратов, в одну большую систему уравнений и решении этой системы.

ХТС - создание объекта химической промышленности, который позволит получать необходимую

продукцию в заданном объеме, требуемого качества, экономически целесообразным путем.
Для этого необходимо так управлять работой технологического оборудования, чтобы при высокой средней производительности, низких капитальных затратах обеспечить получение продукта с высоким выходом и качеством.
Задачи всех уровней создания ХТС- анализа, синтеза, оптимизации, создания новых высокоэффективных химических производств, интенсификации и оптимизации функционирования существующих производств- должны решаться на основе четко сформулированного критерия эффективности функционирования системы.
В качестве такого показателя могут использоваться как технологические, так и экономические критерии эффективности функционирования химического производства.

отдельных аппаратов в технологической схеме), выбор аппаратов схемы, определение характера

связей между ними и установления оптимального порядка соединения аппаратов в технологическую линию;
определение значения входных переменных состояния материальных и энергетических потоков, а также параметров различных физико - химических воздействий окружающей среды на процесс функционирования ХТС (Т, Р);
установление значений технологических параметров ХТС;
определение конструкционных параметров ХТС;
выбор параметров технологического режима в аппаратах ХТС и параметров технологических потоков, обеспечивающих работу ХТС в заданном режиме;
выбор подсистемы контроля и управления технологическими процессами (САР, АСУТП, АСУП);
подбор конструкционных материалов для компоновки оборудования;
разработка методов аналитического контроля производства;
выбор средств охраны окружающей среды;
разработка мер по соблюдению санитарно-гигиенических условий труда и ТБ - техники безопасности производства.
Решение поставленных задач позволит создать эффективно функционирующую систему, обеспечивающую требуемые значения выходных переменных ХТС, которыми являются физические параметры материальных и энергетических потоков на выходе из системы. Именно набор выходных переменных определяет состояние ХТС.
Оценку качества работы системы осуществляют выбором критериев эффективности функционирования ХТС ( как технологических , так и экономических характеристик химического производства).

искомые, проектные- заданные). Информационные переменные (искомые) - входные и выходные

параметры системы (физические переменные материальных и энергетических потоков).
Регламентированные переменные: параметры состояния потоков ( расход, фазовый и химический составы, давление, температура, активность катализатора, условия гидродинамического перемещения, теплосодержание). Параметры свойств - теплоёмкость, плотность, вязкость и др.
Проектные переменные (заданные)- регламентированные и оптимизирующие параметры
Регламентированные проектные переменные: управляющие параметры - конструктивные и технологические - тип аппаратов, размеры, количество; константы скоростей химических реакций, флегмовое число, номер тарелки питания ректификационной колонн, плотность орошения абсорбера.
Переменные, которые можно менять при заданных значениях регламентированных переменных с целью нахождения оптимального режима называют оптимизирующими.

информационных переменных ХТС. Эти информационные переменные связаны с независимыми неявными

функциями; число таких функций n.
Обычно система уравнений математических моделей ХТС содержит избыток информационных переменных по сравнению с числом уравнений. Этот избыток показывает число независимых переменных и называется степенью свободы ХТС- F; F =m – n.
Для оптимального выбора оптимизирующих свободных переменных , которые можно менять при заданных значениях регламентированных переменных с целью нахождения оптимального режима , создают алгоритмы, которые часто разрабатываются с использованием топологических моделей.

реакций.
Коэффициенты массо- и теплопередачи.
Флегмовое число, номер тарелки питания для ректификационной

колонны.
Плотность орошения в абсорбере.

основное сечение аппарата, высота слоя насадки.
Площадь поверхности теплообмена и расположение

труб в теплообменнике.
Число тарелок в ректификационной колонне.

разработку документации с учетом последних достижений науки и техники с

тем, чтобы будущее предприятие было технически передовым, выпускало продукцию высокого качества при научно обоснованных нормах затрат труда, сырья, материалов и топливно-энергетических ресурсов. Кроме того, проектировщик должен при проектировании объекта обеспечить высокую эффективность капитальных вложений, рациональное использование земель, охрану окружающей природной среды, сейсмостойкость, взрыво- и пожаробезопасность.
Ответственным за разработку задания является заказчик проекта. Непосредственная разработка задания на проектирование производится проектировщиком по поручению заказчика. Слагаемыми внешней информации являются исходные данные, получаемые от заказчика и исследовательских институтов, регламенты предприятий-аналогов и другие сведения по проектируемому объекту, поступающие извне. Конечным результатом переработки внутренней и внешней информации является проект предприятия.
Вся информация, полученная на стадии предпроектной проработки, составляет необходимые исходные материалы для проектирования. Объем их зависит от характера намеченного строительства (новостройка, расширение, реконструкция) и состава проектируемого объекта. Исходные материалы готовит заказчик с привлечением генерального проектировщика и отраслевого НИИ.

инвестиций в строительства объекта;
решение местного органа исполнительной власти о предварительном

согласовании места разме­ щения объекта;
акт выбора земельного участка для строительства объекта;
архитектурно-планировочное задание;
технические условия на присоединение проектируемого объекта к источникам снабжения, ин­ женерным сетям и коммуникациям;
исходные данные по оборудованию, в том числе индивидуального изготовления;
необходимые данные по выполненным научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам, связанным с созданием технологических процессов и оборудования;
материалы местной администрации, органов государственного надзора о социально- экономической обстановке, состоянии окружающей среды в районе строительства;
материалы инженерных изысканий и обследований (по существующим сооружениям, сетям и коммуникациям);
техническая характеристика продукции будущего предприятия;
задание на разработку тендерной документации на строительство (при необходимости);
заключение и материалы, выполненные по результатам обследования действующих производств, конструкций зданий и сооружений;
технологические планировки действующих цехов, участков со спецификацией оборудования и сведениями о его состоянии, данными об условиях труда;

и предприятия;
основание для проектирования;
вид строительства;
стадийность проектирования;
требования по вариантной и конкурсной

разработке;
особые условия строительства;
основные технико-экономические показатели объекта, в том числе мощность, производительность, производственная программа;
требования к качеству, конкурентной способности и экологическим параметрам продукции;
требования к технологии, режиму предприятия;
требования к архитектурно-строительным, объемно-планировочным и конструктивным решениям; выделение очередей и пусковых комплексов, требования по перспективному расширению пред­ приятия;
требования и условия по разработке природоохранных мер и мероприятий;
требования к режиму безопасности и гигиене труда;
требования по ассимиляции производства;
требования по разработке инженерно-технических мероприятий гражданской обороны и меро­ приятий по предупреждению чрезвычайных ситуаций;
требования по выполнению опытно-конструкторских и научно-исследовательских работ;

задание на проектирование.
С учетом новейших достижений науки и техники на

стадии разработки проекта решаются все основные технические, технико-экономические, экологические и другие проблемы проектируемого производства:
обосновывается технология производства;
разрабатывается принципиальная технологическая схема производства;
рассчитывается и выбирается оборудование;
осуществляется размещение оборудования технологической схемы по этажам строительных конструкций (компоновка оборудования); решаются вопросы энергоснабжения, автоматизации и механизации производства;
составляются сметы и заказные спецификации на соответствующее оборудование.

Проект должен содержать разделы:
Общая пояснительная записка.
Генеральный план и транспорт.
Технологические решения.
Управление

производством, предприятием и организация условий и охраны труда рабочих и служащих.
Архитектурно-строительные решения.
Инженерное оборудование, сети и системы.
Организация строительства.
Охрана окружающей среды.
Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны, мероприятия по предупреждению чрезвычайных ситуаций.
Сметная документация.
Эффективность инвестиций.

для проектирования;
краткую характеристику предприятия и входящих в его состав

производств;
данные о проектной мощности и номенклатуре, качестве, конкурентоспособности, технологиче­ском уровне продукции, сырьевой базе, потребности в топливе, воде, тепловой и электрической энергии, комплексном использовании сырья, отходов производства, вторичных энергоресурсов; сведения о социально-экономических и экологических условиях района строительства;
основные показатели по генеральному плану, инженерным сетям и коммуникациям, мероприятия по инженерной защите территории; общие сведения, характеризующие условия и охрану труда работающих; санитарно-эпидемиологические мероприятия; сведения об использованных в проекте изобретениях;
технико-экономические показатели, полученные в результате разработки проекта, их сопоставление с показателями утвержденного (одобренного) обоснования инвестиций в строительство объекта и установленными заданием на проектирование;
сведения о проведенных согласованиях проектных решений; подтверждении соответствия разработанной проектной документации государственным нормам, правилам, стандартам, исходным данным, а так же техническим условиям и требованиям, выданным органами государственного надзора (контроля) и заинтересованными организациями при согласовании места размещения объекта (площадки строительства).

и площадки строительства;
решения и показатели по ситуационному и генеральному

плану (с учетом зонирования территории), внутриплощадочному и внешнему транспорту, выбор вида транспорта, основные планированные решения, мероприятия по благоустройству территории;
решения по расположению инженерных сетей и коммуникаций;
организация охраны предприятия.

по технологии производства;
данные о трудоемкости изготовления продукции, механизация и автоматизация

технологических процессов; состав и обоснование применяемого оборудования (в том числе импортного);
решения по применению малоотходных и безотходных технологических процессов и производств, вторичному использованию ресурсов; предложения по организации контроля качества продукции;
решения по организации ремонтного хозяйства;
данные о количестве и составе вредных выбросов в атмосферу и сбросов в водные источники по отдельным цехам, производствам, сооружениям;
технические решения по предотвращению (сокращению) выбросов и сбросов вредных веществ в окружающую среду; оценка возможности возникновения аварийных ситуаций и решения по их предотвращению; вид, состав и объем отходов производства, подлежащих утилизации и захоронению;
топливно-энергетический и материальный балансы технологических процессов;
потребность в основных видах ресурсов для технологических нужд.

разрезы) по корпусам (цехам);
функциональные и принципиальные схемы автоматизации технологических процессов

и энергоснабжения ; технологического оборудования;
схемы грузопотоков.

труда рабочих и служащих - выполняется в соответствии с нормативными

документами.
В нем рассматриваются организационная структура управления предприятием и отдельными производствами
автоматизированная система управления и ее информационное, функциональное, организационное и техническое обеспечение; автоматизация и механизация труда работников управления,
результаты расчетов численного и профессионально-квалификационного состава работающих;
число и оснащенность рабочих мест;
санитарно-гигиенические условия труда работающих;
мероприятия по охране труда и технике безопасности, в том числе решения по снижению производственных шумов и вибраций, загрязненности помещений, избытка тепла, повышению комфортности условий труда и т.д.

приводятся сведения об инженерно-геологических, гидрогеологических условиях площадки

строительства.
Дается краткое описание и обоснование архитектурно-строительных решений по основным зданиям и сооружениям.
Обоснование принципиальных решений по снижению производственных шумов и вибрации; бытовому, санитарному обслуживанию работающих. Разрабатываются мероприятия по электро-, взрыво- и пожаробезопасности;
защите строительных конструкций, сетей и сооружений от коррозии.
Основные чертежи: планы, разрезы и фасады основных зданий и сооружений со схематическим изображением основных несущих и ограждающих конструкций.

водоснабжению, канализации, теплоснабжению, газоснабжению, электроснабжению, отоплению, вентиляции и кондиционированию воздуха.

Дано инженерное оборудование зданий и сооружений, в том числе: электрооборудование, электроосвещение, связь и сигнализация, радиофикация и телевидение, противопожарные устройства и молниезащита; диспетчеризация и автоматизация управления инженерными сетями
Организация строительства - разрабатывается в соответствии со СНиП "Организация строи­ тельного производства" и с учетом условий и требований, изложенных в договоре на выполнение проектных работ, и имеющихся данных о рынке строительных услуг.
Охрана окружающей среды - выполняется в соответствии с государственными стандартами, строительными нормами и правилами, утвержденными Минстроем России, нормативными документами и другими нормативными актами, регулирующими природоохранную деятельность.
Инженерно-технические мероприятия гражданской обороны, по предупреждению чрезвычайных ситуаций - выполняется в соответствии с нормами и правилами в области гражданской обороны, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера.
Для определения стоимости строительства предприятий, зданий и сооружений (или их очередей) составляется сметная документация в соответствии с положениями и формами, приводимыми в нормативно-методических документах Минстроя России по определению стоимости строительства.
Сметная документация - разрабатываемая на стадии проекта, должна иметь:
сводные сметные расчеты стоимости строительства и, при необходимости, сводку затрат ;
объектные и локальные сметные расчеты; сметные расчеты на отдельные виды затрат (в том числе на проектные и изыскательские работы).

и качественных показателей, полученных при разработке соответствующих частей проекта, выполняются

расчеты эффективности инвестиций. Производится сопоставление обобщенных данных и результатов расчетов с основными технико-экономическими показателями, определенными в составе обоснований инвестиций в строительство данного объекта.

показатели; возможности обеспечения сырьем; организацию доставки сырья и вывоза готовой

продукции; наличие оборудования для промышленной реализации метода; обеспечение заданной мощности и качества продукции; соблюдение санитарно-гигиенических условий труда на производстве; вопросы экологии. Существующие способы разработки технологии получения целевых продуктов включают стадии выбора метода (технологии) производства, разработки и оптимизации технологической схемы.

основе списков известных реакций, либо на основе химических аналогий. На

этой стадии задаются вид сырья и его ресурсы, получают оценки возможных количеств целевых продуктов, степень использования сырья. Знания кинетических характеристик здесь не требуются, нужны лишь оценки значений степеней превращения.
Материальные балансы стадий процесса позволяют выяснить избытки тех или иных компонентов, которые, в конечном счете, либо будут присутствовать в качестве примесей в целевых продуктах, либо после их отделения образуют отходы производства или продукты для переработки в других производ­ствах.
На этой стадии можно произвести предварительный расчет экономической эффективности метода (технологии) производства, основанного на предполагаемой стоимости продуктов и сырья, без учета капитальных и эксплуатационных затрат. В результате такого анализа выясняется целесообразность дальнейшей проработки данного метода производства целевых продуктов, и выбираются оптимальные маршруты его.
Многие продукты могут быть получены по различным схемам и из различного сырья.
При разработке схемы промышленного производства проверяются как ресурсы сырья, так и денежные затраты на него по рекомендованному способу в сравнении с затратами по другим известным методам.

количественную информацию об эффективности той или иной стадии. Эта информация,

как правило, выражается в форме критерия эффективности, который используют для сравнительной оценки альтернативных вариантов аппаратурного оформления технологических стадий; для определения оптимальных конструкционных параметров оборудования и технологических режимов функционирования установки.
Чтобы критерий эффективности достаточно полно характеризовал качество функционирования технологического объекта (или отдельной стадии), он должен учитывать основные особенности и свойства оборудования, технологические режимы его функционирования.
В качестве критериев эффективности используют как экономические критерии в виде различных технико-экономических показателей (средняя прибыль, приведенный доход, приведенные затраты и т.д.), так и технологические критерии (качественные показатели выпускаемой продукции, выход целевого продукта, термодинамический или эксергетический кпд установки, аппарата и т.д.).

показывает, что использование технологических критериев эффективности позволяет исключить на первом

этапе из дальнейшего рассмотрения существенную часть альтернативных вариантов оборудования как весьма далеких от оптимальных. Так, например, при выборе типа аппаратурного оформления ступени контакта для массообменного аппарата при прочих равных условиях всегда отдают предпочтение типу ступени контакта со значительным коэффициентом массопередачи, который в этом случае представляет собой технологический критерий эффективности элемента аппарата.
Значение критериев эффективности зависит не только от типа выбираемого оборудования, его конструктивных параметров и режимов функционирования, но и от характеристических свойств технологической установки (аппарата), к которым можно отнести: чувствительность, надежность, управляемость и сложность. Существуют методы расчета количественных оценок чувствительности, надежности и управляемости технологического оборудования.

оборудования в зависимости от поставленных целей (задание на проектирование) необходимо

умело использовать как экономические, так и технологические критерии эффективности.
Задача расчета экономических критериев эффективности технологической установки зачастую требует реализации достаточно сложного алгоритма и переработки большого количества информации.
Расчет технологических критериев эффективности значительно проще, поэтому правильно выбранные технологические критерии не должны противоречить экономическим критериям эффективности.

в условиях нормальной эксплуатации и выражается в единицах массы готового

технического продукта или в пересчете на 100 %-е вещество.
С учетом затрат времени на капитальный ремонт продолжительность работы оборудования принимают равной 330 суток в течение года.
С учетом остановок на планово-предупредительные ремонты для непрерывных процессов продолжительность работы оборудования уменьшается до 300 суток.
Для периодических процессов вводят запас производительности оборудования, компенсирующий вынужденные простои из-за периодического режима работы оборудования. Таким образом, общий запас мощности оборудования может достигать 25...30%. Этот коэффициент автоматически распространяется на установленную мощность электрооборудования, насосных станций, очистных сооружений, теплоэлектроцентралей.

метод исследования сложных ХТС, оценки качества их функционирования и решения

задач проектирования, эксплуатации и оптимизации существующих и синтеза новых ХТС. Основные этапы моделирования и их подробное описание.
Этапы (постановка задачи, анализ теоретических основ процессов, составление математической модели процесса, алгоритмизация математической модели, параметрическая идентификация модели, проверка адекватности модели, моделирование процесса, анализ полученной информации).

исследуемого объекта, которое составляется на основе системного анализа рассматриваемого объекта.

Математическая модель ХТС в целом - система уравнений технологических связей элементов совместно с математическим описанием отдельных элементов системы с учетом вариантов топологии и параметров внутренних связей, а также показателя эффективности функционирования системы для различных вариантов ХТС. Математическая модель отражает сущность функционирования ХТС как единого целого.

форме сущность технологического процессa, т.е. все существенные пaрaметры технологического объекта

связaны системой мaтемaтических урaвнений.
По полноте отрaжения внутренних свойств объекта моделировaния модели подрaзделяют нa динaмические и стaтические.
Динaмические модели в основном используются при рaзрaботке систем aвтомaтизировaнного упрaвления процессaми, тaк кaк они учитывaют переходные хaрaктеристики объекта. Стaтические - описывaют стaционaрные (устaновившиеся) процессы.
По используемому мaтемaтическому aппaрaту мaтемaтические модели подрaзделяются нa:
детерминировaнные - при изменении любого пaрaметрa знaчение выходных величин определяются однознaчно.
стaтистические - результaт определяется с определенной степенью достоверности (т.е. неоднознaчно определяется зaдaнными пaрaметрaми).
 

всегдa приходится решaть три основные зaдaчи:
- построение мaтемaтического описaния;
-

исследовaние мaтемaтической модели;
- принятие оптимaльных решений.
Под мaтемaтическим описaнием понимaется зaпись зaкономерностей протекaния процессa в объекте в виде урaвнений, крaевых и нaчaльных условий и логических связей.
Зaдaчa состaвления мaтемaтического описaния - сaмaя сложнaя, тонкaя и ответственнaя чaсть мaтемaтического моделировaния. При этом вaжно не столько знaние мaтемaтики, сколько глубокое понимaние сушности протекaющих в объекте физико-химических процессов.
Построение модели в общем случaе включaет:
- состaвление мaтемaтического описaния;
- решение урaвнений мaтемaтического описaния (aнaлитическое либо путем создaния моделирующего aлгоритмa);
- проверку aдеквaтности модели;
- окончaтельный выбор модели (при нaличии нескольких моделей).
Существуют три методa состaвления мaтемaтического описaния:
1) Эмпирический (экспериментaльно-стaтистический, метод "черного ящикa").
2) Экспериментaльно-aнaлитический (феноменологический).
3) Теоретический (структурный).

зaвисит от вaжности и степени сложности процессa. Для крупных многотоннaжных

производств необходимы хорошие модели, здесь применяют теоретический метод. Этим же методом пользуются при создaнии принципиaльно новых технологических процессов.
Для мелких производств со сложным хaрaктером процессa используют экспериментaльный метод. Нa прaктике, кaк прaвило, используется рaзумное сочетaние всех методов.

описывaющaя поведение объекта, может окaзaться весьмa сложной. Сложность модели определяетсся,

кaк прaвило, сложностью исследуемого объекта и степенью точности, предъявляемой прaктикой к результaтaм рaсчетa. Необходимо, чтобы этa сложность не превосходила некоторого пределa, определяемого возможностями существующего мaтемaтического aппaрaтa. Следовaтельно, модель должнa быть достaточно простой в мaтемaтическом отношении, чтобы ее можно было решить имеющимися методaми и средствaми.
Решение урaвнений мaтемaтического описaния.
При решении урaвнений мaтемaтического описaния с использовaнием ЭВМ необходимо создaние моделирующего aлгоритмa ("мaшинной" модели). Моделирующий aлгоритм является преобрaзовaнным мaтемaтическим описaнием и предстaвляет собой последовaтельность aрифметических и логических оперaций решения, зaписaнную в виде прогрaммы.
При рaзрaботке тaкого aлгоритмa прежде всего необходимо выбрaть метод решения урaвнений мaтемaтического описaния - aнaлитический или численный. Следует помнить о необходимости проверки точности выбрaнного методa рaсчетa. Иногдa из-зa огрaниченности имеющихся средств приходится упрощaть мaтемaтическое описaние. В этом случaе необходимa оценкa вносимой при этом погрешности.
Проверкa aдеквaтности и идентификaция модели.
Проверкa aдеквaтности - это оценкa достоверности построенной мaтемaтической модели, исследовaние ее соответствия изучaемому объекту.
Проверкa aдеквaтности осуществляется нa тестовых экспериментaх путем срaвнения результaтов рaсчетa по модели с результaтaми экспериментa нa изучaемом объекте при одинaковых условиях. Это позволяет устaновить грaницы применимости построенной модели.

изучен или ничего неизвестно о его природе. Этот метод тaкже

позволяет получить мaтемaтическое описaние действующего объекта без исследовaния его внутренней структуры.
Внешние связи любой системы можно предстaвить в виде схемы.
Входные пaрaметры подрaзделяются нa три группы:
Х - контролируемые, но не регулируемые пaрaметры
U - контролируемые и регулируемые пaрaметры (упрaвляющие пaрaметры)
Z - неконтролируемые и нерегулируемые пaрaметры ( возмущения).

Fi (Ui , Xi)
Это урaвнение, устaнaвливaющее связь между выходными

и входными пaрaметрaми, нaзывaют урaвнением регрессии.
Нaиболее чaсто эту функцию предстaвляют aлгебрaическим многочленом. Обычно внaчaле рaссчитывaют более простые многочлены, отклонение опытных точек от рaсчетных знaчений срaвнивaют со случaйной ошибкой экспериментa.
Если обе величины одного порядкa, то описaние считaют удовлетворительным. Если отклонение нельзя объяснить случaйной ошибкой, то рaссчитывaют более сложный многочлен. По мере увеличения порядкa многочленa точность описaния возрaстaет, но одновременно, во-первых, увеличивaется требуемое число опытов для нaхождения коэффициентов многочленa, a, во-вторых, усложняется трaктовкa модели.
Урaвнения регрессии можно получить одним из трех способов:
1. Пaссивный эксперимент.
2. Aктивный эксперимент.
3. Определение реaкции объекта нa стaндaртное возмущение.

следующим обрaзом:
1. Проводятся эксперименты методом "черного ящикa", т.е. изучaется

реaкция объекта нa рaзличные возмущения.
2. Осуществляется стaтистическaя обрaботкa результaтов и поиск нaилучшей формы aппроксимaции полученных дaнных.
3. Строится мaтемaтическое описaние.
Единственным критерием применимости полученного мaтемaтического описaния является нaибольшaя простотa урaвнений при хорошей aппроксимaции экспериментaльных дaнных.
Достоинствa: простотa описaния; доступность получения моделей; возможность построения модели при отсутствии теории процессa.
Недостaтки: невозможность применения модели для режимов, для которых не проводились измерения; невозможность применения модели при переходе к другим устaновкaм, невозможность экстрaполяции результaтов.
Эмпирические методы полезны и применимы для изучения сложных систем, если их структурa не изменяется во времени, теория процессa неизвестнa и(или) когдa необходимо быстро получить модель без исследовaния процессa.

определить физическую сущность явлений, протекaющих в объекте. Используется декомпозиция сложного

явления, т.е. нa основе aнaлизa определяются более простые, элементaрные процессы, которые можно исследовaть более доступными способaми.
После aнaлизa влияния элементaрных процессов нa процесс в целом, несущественные фaкторы отбрaсывaются, и выбирaется тот элементaрный процесс, который окaзывaет нaиболее существенное влияние.
Зaтем состaвляется мaтемaтическое описaние, причем не в форме полиномa, a в виде зaвисимости, которaя хaрaктернa для дaнного элементaрного процессa.
Влияние остaльных элементaрных процессов учитывaется изменением коэффициентов, входящих в эту зaвисимость.

позволяет более нaдежно выбирaть вид урaвнения.
Недостaтки: эффективные коэффициенты изменяются

в зaвисимости от условия проведения опытов, поэтому экспериментaльно - aнaлитическaя модель спрaведливa лишь в том интервaле, в котором производился эксперимент.
Сопостaвим эмпирический и экспериментaльно - aнaлитический методы построения мaтемaтических моделей.
Экспериментaльно - aнaлитический метод имеет преимущество перед чисто экспериментaльным в том, что он отрaжaет теорию процессa. Для учетa влияния явлений, не учтенных при состaвлении модели, вводятся эффективные коэффициенты.
В первом методе эксперимент необходим для получения модели, во втором - для определения коэффициентов модели.

изучения и глубокого понимaния физических и химических зaкономерностей процессов, протекaющих

в объекте. Состaвленное нa основе этого методa мaтемaтическое описaние дaет возможность с большой точностью предскaзывaть результaты протекaния процессa в зaдaнных нaми условиях.
Теоретический метод - нaиболее нaдежной способ состaвления мaтемaтического описaния.
В мaтемaтическое описaние объекта входят следующие состaвляющие

энергии и мaссы:
"приход" - "рaсход" = "нaкопление"
Огрaничения могут быть обусловлены

технологическими, техническими или экономическими причинaми.
Нaпример:
Экспериментaльно-aнaлитические зaвисимости - модели элементaрных процессов, входящих в сложный процесс, всевозможные коэффициенты и их зaвисимости от пaрaметров.
Достоинствa :
возможность широкой экстрaполяции, рaзделение сложного процессa нa отдельные состaвляющие и исследовaние процессa по чaстям облегчaет состaвление модели процессa в целом, возможность изучения процессa нa рaзных уровнях.
Недостaтки :
трудность создaния нaдежной теории сложных процессов, невозможность использовaния при неизвестном мехaнизме процессa, большие зaтрaты времени.

состоянии технологических пaрaметров объекта без специaльного изменения входных пaрaметров процессa.

Достоинствa дaнного методa - прaктически полностью отсутствуют зaтрaты нa эксперимент.
Недостaтки:
1. В нормaльных условиях эксплуaтaции колебaния технологического режимa невелики и поэтому экспериментaльные точки близки друг к другу. В этих условиях нa точность описaния могут сильно повлиять случaйные ошибки.
2. Необходимо иметь достaточно большое количество экспериментaльных дaнных.

технологического процессa. В основе этого методa лежит плaнировaние экспериментa.
Прaктически

все процессы химической технологии являются сложными и нa покaзaтели процессa окaзывaют влияние большое число фaкторов. Возможны двa подходa к исследовaнию тaких многофaкторных систем.
Первый основaн нa том, что исследовaние объекта рaзбивaется нa серии, в кaждой из которых исследуется изменение только одного пaрaметрa при фиксировaнных остaльных.
Второй подход основaн нa построении плaнa экспериментa, который предусмaтривaет изменение всех влияющих фaкторов. Тaкой плaн должен обеспечить мaксимум точности и минимум корреляции. Тaкой эксперимент нaзывaют многофaкторным.
Достоинством первого подходa является его нaглядность и простотa интерпретaции получaемых результaтов.
Второй подход знaчительно эффективнее - при том же объеме экспериментaльных исследовaний и той же точности опытов получaется существенно большaя точность результaтов.

реактора и системы разделения (рис.). В ней пунктирными линиями окружены

как оболочкой один элемент - реактор (I), подсистема - реактор с теплообменником (II) и вся ХТС (III). В каждую из этих "оболочек" какие-то потоки входят и какие-то выходят. Внутри каждой оболочки происходят изменения входящих потоков в выходящие. Фактически каждая из "оболочек" есть подсистема ХТС.

изменять, называются управляющими . Соответствующие данные входят в описание элемента.
Состояние

элемента (аппарата, машины, агрегата) включает данные, от которых зависит изменение в элементе показателей потока. Это могут быть:
регулирующие воздействия, например температура хладагента, отводящего тепло из реактора, или подача пара в паровую турбину;
изменяющиеся в процессе эксплуатации характеристики аппарата и условия процесса в нем, например изменение условий процесса в реакторе вследствие дезактивации катализатора или в теплообменнике из-за загрязнения его поверхности.
Влияние управляющих параметров на процесс в аппарате (элементе) определяется при изучении процесса и проявляется при анализе ХТС как эффект преобразования в элементе входящего в него потока в выходящий.





Рис. К определению баланса массы и тепла в ХТС:
Т - теплообменник; Р - реактор; Д - система разделения.

в ХТС заданной структуры и с заданным состоянием ее элементов

. Задача расчета параметров состояния потоков ХТС: при заданном наборе переменных входных потоков системы и управляющих параметров каждого элемента ХТС необходимо определить значения промежуточных и выходных потоков.
Зная изменения состава и количества потоков, энергетические расходы, можно рассчитать эффективность использования сырья и энергии как технологических показателей, а также экономических показателей и некоторых социальных показателей, определяемых свойствами компонентов ХТП, в том числе, отходов производства.
Эксплуатационные показатели определяются из реакции системы на те или иные возмущения в процессе (изменение состава и количества сырья , энергетического обеспечения, состояния аппаратов, а также воздействия на режимы отдельных аппаратов и узлов. Формы представления состояния ХТС (составление материального и теплового балансов).

понимание происходящих процессов, методы математического моделирования и системного анализа сокращают

процесс создания, синтеза ХТС.
В литературе такой подход последовательного, системного улучшения принимаемых решений назван инженерным методом, т.е. является творческим инженерным процессом.
Эволюционный подход с использованием метода последовательных приближений покажем на примере разработки производства азотной кислоты.
Сырье - аммиак и воздух (кислород воздуха). Химическая схема и характеристики реакций следующие:
4NНз + 5О2 = 4NО + 6Н2О - реакция окисления аммиака экзотермическая, протекает во внешне ффузионной области на платиновом катализаторе в виде сеток; температура 850-900 °С; концентрация NН3 - 10%;
N0 + 1/2 О2 = N02 - реакция газофазная, обратимая, экзотермическая;
2NО2 + Н2О + 1/2 О2 = 2НNО3 - гетерогенный ("газ-жидкость") химический процесс с дополнительным окислением.

кислоты
1- воздушный фильтр; 2 - компрессор; 3 - смеситель; 4

- испаритель; 5 - теплообменник; 6 - реактор; 7 - котел-утилизатор; 8 - холодильник; 9 - окислитель; 10 - холодильник-конденсатор; 11- абсорбционная колонна; 12 - отбелочная колонна.

происходят описанные превращения (рис. а). Аммиак окисляется в адиабатическом реакторе

6. Газы после реактора охлаждаются в холодильнике 8, чтобы как можно полнее прошло окисление оксида азота в диоксид в окислителе 9. В схеме далее имеется абсорбционная колонна 11 для последующих превращений.
Теперь можно взглянуть критически на первые "штрихи" или "эскиз" разработки. Проводим экспертизу полученной ХТС, в результате которой возникают следующие замечания.
Воздух сам (без нагнетания) в систему не пойдет.
Аммиак поступает в жидком виде, а дозировка низкоки­пящей жидкости очень затруднена.
Адиабатический разогрев аммиачно-воздушной смеси до 7200С, и чтобы обеспечить температуру процесса 850-900 °С, температура на входе в реактор должна быть не менее 130-180 °С.
Окисление N0 - реакция экзотермическая, и после окислителя газ нагреется, что ухудшит абсорбцию оксидов азота.
Высокотемпературные газы после реактора окисления аммиака целесообразно использовать для утилизации тепла с получением пара В реакторе окисления аммиака установлено оптимальное соотношение NН3: =1:1,8, а суммарный расход кислорода составляет два объема на один объем аммиака [см. уравнение(3.19)], и при первоначальном 10%-м содержании аммиака в воздухе кислорода будет недостаточно для третьей реакции.

б). Сделаны соответствующие добавления к первому варианту: в скобках стоят

цифры, отмечающие, какое из замечаний учтено этим добавлением. Из названий аппаратов и назначений связей должно быть понятно, как учтены сделанные замечания.
Следующий критический взгляд на схему, следующая экспертиза - и появляются новые замечания:
Катализатор очень чувствителен к загрязнениям, а воздух не очищен.
Нерациональна установка отдельно подогревателя исходной смеси 5 и холодильника нитрозных газов 8 со своими теплоносителями и системой циркуляции в каждом.
В реакции окисления аммиака образуется довольно много воды, и при охлаждении газов перед абсорбцией вода будет конденсироваться в и теплообменнике частично поглощать ок­сиды азота, образуя кислый конденсат.
В образующейся азотной кислоте будет растворено некоторое количество оксидов азота, продукт будет невысокого качества, желтоватого цвета и выделять оксиды азота.

улучшает ХТС производства НNОз. И такая эволюционная разработка продолжается. Конечно,

здесь все показано схематично, разработка прослежена не до конца - реальность много сложнее демонстрационного материала, но логика и искусство разработки на этом примере прослежены. И хотя выше говорилось об"искусстве разработки", тем не менее можно представить схему основных этапов разработки промышленного процесса (рис. 3.25). По общей направленности она согласуется с "инженерным процессом".

этапы в том или ином виде входят в план работ

по созданию процесса и нередко являются основой планово-распорядительных документов. В схеме выделены разделы научно-исследовательские работы (НИР) и опытно-конструкторские работы с проектированием (ОКР). В отраслевых научно - исследовательских и проектных институтах, в соответствующих подразделениях крупных фирм и предприятий такое планирование работ есть основа их организации и деятельности.
Современная вычислительная техника и вычислительные методы, казалось бы, могут помочь из многообразия типов аппаратов (элементов) и связей выбрать такие, которые образуют ХТС с необходимыми показателями. Но это нереально (по крайней мере в ближайшем будущем), так как система очень разнородна по составу оборудования (реакторы, абсорберы, насосы и т.д.), вариантов простого перебора невероятно много, велико количество требований к системе, многие показатели противоречивы.
Здесь используются некоторые наборы решений, обоснованных теорией химико-технологических процессов, созданных на основе инженерных проработок и проверенных практикой. Этими решениями удается достичь лучших значений определенных показателей ХТС, выполнить заданные требования к ней. Среди них - максимальное использование сырьевых и энергетических ресурсов, минимизация отходов, эффективное использование оборудования. Поскольку эти требования должны всегда выполняться, назовем их принципами создания ХТС. Совокупность приемов и алгоритмов, обоснованных и проверенных решений, с помощью которых эти требования к ХТС могут быть осуществлены и которые успешно применяются при синтезе ХТС, назовем эвристиками. Они позволяют повысить эффективность поиска решений, использовать имеющийся опыт, накапливать опыт на будущее. Они же используются в автоматизированных системах синтеза ХТС.

оборотные средства и трудовые ресурсы производств. Критерии эффективности их использования.

Структура затрат на производство и реализацию продукции. Себестоимость продукции, прибыль и ценообразование химической промышленности. Оценка эффективности инвестиционных проектов по абсолютным показателям эффекта (балансовая прибыль или чистая дисконтированная прибыль), по относительным показателям эффекта (рентабельность, сроки окупаемости в годовом или кумулятивном исчислении с учётом или без учёта фактора времени).

степени сложности.
По характеру связи между входными и выходными параметрами химические

процессы могут быть вероятностными и детерминированными. Детерминированным называют такой процесс, в котором определяющие величины изменяются непрерывно по вполне определенным закономерностям. При этом значение выходной величины, характеризующей процесс, однозначно определяется значением входной величины. Для описания этих процессов применяют методы классического анализа и численные методы. В детерминированных моделях имеют дело со средними значениями, а не с целыми распределениями. В качестве примера назовём процесс, протекающий в проточном реакторе с мешалкой, в котором достигается равномерное перемешивание. При анализе детерминированных процессов, описываемых классической механикой и протекающих в однофазных системах с фиксированными границами (твердые стенки), применяют принцип подобия. Детерминированная составляющая химических процессов определяется фундаментальными законами физической химии (переноса массы и энергии), позволяет теоретически определить скорость процесса и время, необходимое для завершения процесса при данной скорости.

происходит беспорядочно и часто дискретно. При этом значение выходной величины

не соответствует входной. Например, при синтезе лекарств не стоит изучать и расшифровывать кинетику процесса из-за ее сложности (лекарство морально устареет), поэтому таким процессом управляют как «черным ящиком». Для изучения процесса при эмпирическом подходе необходимо провести эксперимент и получить зависимость каждого выхода от входов — эмпирическое уравнение регрессии (функция отклика). Достоинство эмпирического подхода — простота, его применяют при изучении сложных систем. А недостаток — малая надежность экстраполяции (закон изменения функции отклика за пределами изученного интервала неизвестен).
Вероятностная составляющая химических процессов отражает не стационарность процессов (различное время пребывания потоков массы и энергии в объеме аппарата), что сказывается на выходе продукта и процессах массо - и теплообмена. Учет вероятностных составляющих процессов базируется на моделях структуры потоков (идеальное смешение, идеальное вытеснение, диффузионная и ячеечная модель). Вероятностную модель применяют при анализе двухфазных систем со свободными поверхностями, а также процессов, осложненных химическими реакциями.

детерминированные (аналитические), построенные на основе (принципа соответствия) физико-химического механизма изучаемых

процессов), и статистические (эмпирические), получаемые в виде уравнений регрессии на основе обработки экспериментальных данных.
Математическая модель может содержать как дифференциальные, так и конечные уравнения, не содержащие операторов дифференцирования, включая дополнительные условия, устанавливающие границы ее применимости и известные данные, необходимые для ее решения (начальные и граничные условия), значения различных коэффициентов, констант. Очевидно, что детерминированные модели более универсальны и обычно имеют более широкий интервал адекватности.

масс и энергий, записанных с учетом гидродинамической обстановки в системе;

эта группа уравнений позволяет определить потоки массы и теплоты; изменение физико-химических свойств системы (µ , Сρ) в связи с изменением температуры и состава;
Уравнения состояния (фазовые равновесия);
Кинетические уравнения элементарных процессов для локальных элементов потока; к этой группе относятся описание кинетики теплопереноса и массопереноса, химической кинетики. Достоинства этого метода: возможность широкой экстраполяции, разделение сложного процесса на отдельные составляющие и исследование процесса по частям , что облегчает составление модели процесса в целом, возможность изучения процесса на разных уровнях.
Теоретические, полуэмпирические или эмпирические соотношения между параметрами процесса.
Ограничения на параметры процесса , обусловленные технологическими, техническими или экономическими причинами.

химической технологии при исследовании тепловых и диффузных процессов. Были сделаны

попытки использовать теорию подобие для химических процессов и реакторов. Однако ее применение здесь оказалось весьма ограниченным из-за несовместимости условий подобия для химических и физических составляющих процесса в реакторах разного масштаба. Например, степень превращения реагентов зависит от времени пребывания их в реакторе, равного отношению размера к скорости потока. Условия тепло- и массопереноса, как следует из теории подобия, зависит от критерия Рейнольдса, пропорционального произведению размера на скорость. Одинаковыми в аппаратах разного масштаба и отношение, и произведение двух величин невозможно. Вклад химических и физических составляющих реакционного процесса и их взаимовлияние и, следовательно, влияние их на результат процесса в целом зависит от масштаба. В аппарате небольшого размера выделяющаяся теплота легко теряется и слабо влияет на скорость превращения. В аппарате большого размера выделяющаяся теплота легче «запирается» в реакторе, существенно влияет на поле температур и, следовательно, на скорость и результаты протекания реакции. Вклад физических составляющих в реакционный процесс в аппарате большого масштаба становится существенным. Трудности масштабного перехода для реакционных процессов удается преодолеть, используя математическое моделирование, в котором модель и объект имеют разную физическую природу, но одинаковые свойства.

законами классической механики и протекающих в однофазных системах с фиксированными

границами (обычно твердые стенки). Для анализа недетерминированных процессов с многозначной стохастической картиной связи между явлениями и, в частности, для анализа двухфазных систем и процессов, осложненных химическими реакциями, использование физического подобия затруднительно. Кроме того, физическое моделирование требует значительных материальных затрат и времени.
Поэтому в настоящее время широко распространенным методом расчета технологических процессов и аппаратов стал метод математического моделирования. Математическое моделирование включает три взаимосвязанных этапа:
составление математического описания изучаемого объекта;
выбор метода решения системы уравнений - математического описания и его реализация в форме моделирующей программы;
определение численных значений коэффициентов математической модели, установление соответствия (адекватности) математической модели технологическому объекту.

синтеза на ЭВМ сложных технологических объектов.
Метод математического моделирования в сочетании

с современными вычислительными средствами позволяет с высокой точностью и достаточно быстро исследовать различные варианты аппаратурного оформления процесса, изучить его основные особенности и вскрыть резервы усовершенствования. При этом в рамках используемой модели всегда гарантируется отыскание оптимальных решений.
Следует иметь в виду, что математическое моделирование ни в коей мере не противопоставляется физическому моделированию, а скорее призвано дополнить его имеющимся арсеналом средств математического описания. Методы физического моделирования в настоящее время приобретают новое качество: их можно использовать для нахождения границ деформации коэффициентов, входящих в уравнение ма­тематической модели, т.е. для масштабирования математически описанного процесса и установления адекватности модели изучаемому объекту

включает ряд последовательных этапов:
Постановка задачи, она определяет не только цель,

но и пути решения данной задачи. Чем глубже будет ясна физическая сущность явления, тем правильнее будет составлена физическая модель изучаемого процесса.
Анализ теоретических основ процесса ( составление физической модели процесса). На этой стадии необходимо выявить, какие фундаментальные законы лежат в основе данного процесса. Если нет хорошей теории, то можно прибегнуть к разработке гипотез (постулатов). Справедливость их должна быть проверена путем сравнения результатов решения математической модели, построенной на основе постулатов, с экспериментальными данными. В ряде случаев для составления физической модели процесса можно использовать метод аналогии процессов с последующей экспериментальной проверкой.
Составление математической модели процесса. На основе выбранной физической модели применительно к решаемой задаче составляют систему из соответствующих математических уравнений – математическую модель процесса. Построение математической модели – запись закономерностей протекания процесса в объекте в виде некоторой системы уравнений и функциональных соотношений между отдельными параметрами модели.

(аналитическое либо путем создания моделирующего алгоритма). Алгоритм нужно изложить на

одном из языков программирования (фортран, бейсик, паскаль), т.е. составить программу для ЭВМ.
Параметрическая идентификация модели. Под параметрами математической модели понимают коэффициенты, которые учитывают те или иные особенности объекта (натуры) и характеризуют свойства данной натуры, отличающие ее от других натур (объектов) подобного класса.
Проверка адекватности математической модели – это оценка достоверности построенной математической модели, исследование ее соответствия изучаемому объекту. Для проверки адекватности сравнивают наблюдаемые в ходе эксперимента величины с прогнозами на модели при определенных параметрах процесса. Обычно это сравнение проводят путем проверки некоторой статистической гипотезы.
Моделирование процесса. Этот этап заключается в решении на ЭВМ математической модели процесса при варьировании параметров процесса в интересующем для данного исследования диапазоне.
Анализ получаемой информации. Необходимо проводить анализ функционирования смоделированного процесса при изменении различных параметров. Такой анализ преследует три основных цели:
Исследовать поведение модели при варьировании изменяющихся параметров;
Определить является ли данная модель работоспособной в данных условиях, определить пределы работоспособности модели;
Скорректировать модель с целью расширения диапазона ее работоспособности и улучшения ее эксплуатационных характеристик. На основании анализа принимают решение – выдать рекомендации для практического реализации или продолжить исследование.

это прежде всего трудность обработки таких моделей и высокая чувствительность

к экспериментальным ошибкам.
Из-за недостаточной точности эксперимента физический смысл модели может быть потерян, хотя модель в целом будет давать достаточно точное совпадение с экспериментальными данными, т.к. ошибки в величинах разных параметров взаимн компенсируются.
Часто некоторые параметры модели неизвестны и оценить их значение можно только с помощью дополнительных экспериментов, т.е. нужно провести параметрическую идентификации модели. Процедура параметрической идентификации модели в достаточной степени формализована и описываются в специальной литературе.

анализа. Математическое моделирование – это изучение поведения объекта в тех

или иных условиях путем решения уравнений его математической модели. В ОХТ математическое моделирование применяют практически на всех условиях исследования, разработки и внедрение. Данный метод базируется на математическом подобии. У математически подобных объектов процессы обладают различной физической природой, но описываются аналогичными уравнениями.

Анализ экономической эффективности капитальных вложений (инвестиционных проектов). Понятие об альтернативной

стоимости. Коэффициент дисконтирования, норма дисконта. Показатели эффективности инвестиционных проектов.

ХТС. Примеры проявления свойств ХТС как системы. Эффективность использования материальных

ресурсов. Энергетическая и эксергетическая эффективность ХТС. Эффективность организации процесса в ХТС.
Задачи синтеза ХТС. Синтез ХТС и сырьевые ресурсы. Экологические аспекты химического производства. Концепция полного использования сырья. Комбинирование химико-технологических процессов и комплексное использование сырья.
Синтез ХТС и энергетические ресурсы. Концепция полного использования энергетических ресурсов. Вторичные энергетические ресурсы. Энерготехнологическая система.
Синтез ХТС и оборудование. Концепция эффективного использования оборудования. Совмещение процессов.
Цель оптимизации ХТС. Постановка задачи оптимизации: установление критерия оптимизации, выбор переменных, обеспечивающих экстремальное значение критерия оптимизации. Ограничения типа равенств оптимизации ХТС - математические модели элементов и уравнения связей между переменными. Ограничения типа неравенств - дополнительные условия, вытекающие из регламента производства.

– нахождение вида зависимости выходных параметров состояния потоков- вектор Y

от параметров, оказывающих
влияние на работу системы: Y= φ (Х, V, D, K).
Входные переменные - вектор параметров состояния потоков Х; внешнее воздействие -вектор параметров окружающей средыV; вектор технологических параметров элементов системы D; вектор конструкционных параметров K.
Математическая модель для всех элементов системы:

Математическая модель ХТС с учетом вариантов технологической топологии и внутренних потоков на стадии синтеза:

на стадии синтеза с учетом эффективности функционирования системы- величины Е

для различных ее вариантов:

Задача синтеза ХТС сводится к нахождению значений следующих параметров, которые обеспечивают оптимальное значение показателя эффективности функционирования системы E:


где Е* - оптимальное значение критерия эффективности Е; - предельное значение этого же показателя.
Математическая модель ХТС на стадии оптимизации с учетом оптимального значения показателя эффективности функционирования системы - величины Е*:

Пусть дана символическая модель: Y=f (X, V,

D, K)

X – входные переменные параметры (количество сырья, его состав);
V - внешнее воздействие окружающей среды;
D - технологические параметры;
K - конструкционные параметры;
Y – выходные параметры (количество готового продукта и его состав).

Если связь между параметрами входных и выходных потоков описывается линейными функциями, то модель каждого i – элемента можно представить в следующей матричной форме: [Yim1] = [Rimn] x [Xi n1]
 
m – число выходных переменных;
n- число входных переменных;
[Xi n1] - вектор входных переменных;
[Yim1]вектор выходных переменных;
[Rimn]матрица преобразования (трансформирования) или операционная матрица.

критериями качества, переменными и параметрами ХТС:

F = F (X, Y, U, P, t)
X, Y-векторы параметров состояния входных и выходных потоков; U-вектор управлений (K, D);
Вектор параметров модели -P ( критерии оценки степени использования сырья , энергии и качества выпускаемой продукции; критерии оценки качества функционирования ХТС –устойчивость, чувствительность, надежность и др., экологическая безопасность, физико - химические, социально-психологические, экономические и т.д. критерии); t-время (для критериев динамики и надежности и т. д.).
Вид целевой функция – аналитическая зависимость, в виде алгоритма (программы), корреляционной зависимости.

реакции, качество выпускаемой продукции, КПД;

критерии оценки качества функционирования ХТС -

надежность, безопасность функционирования, чувствительность к нарушению режима, управляемость и регулируемость технологического объекта ;

критерий экологической безопасности;

социально- психологические критерии - комфортность работы, безвредность обслуживания, степень автоматизации;

экономические критерии, оценивающие капиталовложения, себестоимость, приведенные затраты и доход.

техническим заданием целей:
заданного состава продуктов,
заданной производительности,
требуемого качества продуктов

и т.д. при ограниченных ресурсах управления в реальных условиях эксплуатации.
При проектировании технологического объекта возникает задача совместного выбора технологического оборудования и соответствующей системы управления режимами работа объекта.

своего функционирования при определенных условиях эксплуатации.
Понятие надежности тесно связано
со

способностью технологического объекта (аппарата) в течение определенного интервала сохранять работоспособность (безотказность);
приспосабливаться к обнаружению и устранению причин, вызывающих отказы (ремонтопригодность) ;
со способностью объекта (аппарата) к длительной эксплуатации (долговечность).
Расчет показателей надежности (наработка на отказ, интенсивность отказов, вероятность безотказной работы за определенное время и др.) технологического оборудования дает возможность осуществить выбор и разработать мероприятия по обеспечению требуемой надежности технологического оборудования.

своего функционирования под влиянием малых изменений режимных и собственных конструктивных

параметров, а также внешних возмущающих воздействий.
При проектировании необходимо выбирать технологическое оборудование, малочувствительное к изменению собственных параметров и внешних возмущающих воздействий.

вариант ХТС.
Далее проводится полный расчет этого варианта ХТС по

его модели (проводится анализ ХТС).
При этом наряду с расчетом выходных параметров ХТС определяется и значение критерия эффективности функционирования системы.
Синтез и анализ первоначального варианта составляют первый этап разработки ХТС. Результаты анализа являются основой для принятия решений на втором этапе- при повторном синтезе ХТС, но уже на более высоком уровне.
Созданный усовершенствованный вариант ХТС вновь анализируется, принимаются решения о действиях на третьем этапе при создании еще более совершенной схемы и т.д.
Для всех вариантов ХТС сопоставляются значения критерия эффективности функционирования системы
Многократное поочередное повторение синтеза и анализа ХТС производится до тех пор, пока не будет найдено оптимальное значение критерия эффективности функционирования ХТС (одновременно с синтезом и анализом проводится оптимизация ХТС).

модели ХТС на основе математических моделей отдельных элементов и технологической

топологии с целью определения параметров выходных технологических потоков при заданных технологических условиях и параметрах входных потоков. Цель анализа структуры ХТС - выявление ее структурных особенностей и нахождение последовательности расчёта элементов. Цель анализа качества функционирования ХТС - получение количественных оценок её основных свойств: чувствительности, надёжности, устойчивости.
Синтез, или построение, ХТС заключается в определении основных технологических операций и их последовательности, выборе аппаратов и установлении связей между ними, определении параметров технологических режимов отдельных аппаратов и системы в целом, обеспечивающих наилучшие условия функционирования ХТС. Задача синтеза многовариантна, ибо одни и те же значения выходных параметров ХТС могут быть обеспечены при различной структуре системы и разных режимах функционирования ее элементов.
Оптимизация- нахождение экстремального значения функции ( только одного критерия оптимизации) в допустимой области изменения переменных этой функции, определяемой уравнениями и неравенствами. Одновременно обеспечить максимальное превращение и минимальный объем реактора (два критерия)-невозможно. Сложность задачи оптимизации ХТС обусловлена большим количеством входящих в нее элементов и наличием обратных связей между ними. В настоящее время различают при расчете два подхода: оптимизация ХТС как единое целое или поблочная оптимизация (декомпозиционный метод). При оптимизации ХТС как единого целого векторы управлений отдельных элементов варьируются одновременно в соответствии с выбранной оптимизирующей процедурой (например, с помощью симплекс или градиентного метода). При поблочной оптимизации задача сводится к ряду взаимосвязанных задач оптимизации отдельных аппаратов или групп аппаратов (блоков).

математических моделей; установление зависимости выходных потоков от входных для каждого

элемента; выделение связей между элементами, т. е. выделение структуры ХТС. Исследование ХТС – расчет показателей, определение свойств, изучение эволюции ХТС для улучшения ее показателей и свойств.
Анализ ХТС состоит в изучении на основе математической модели сведений о состоянии ХТС , показателей ее эффективности и функционирования системы, а также о влиянии на эти данные химической схемы, структуры технологических связей, свойств и состояния элементов и подсистем, условий эксплуатации.

заданных видов сырья;
энергии;
технологического оборудования ;
с использованием

различных путей химического превращения исходных веществ в целевые продукты;
с учётом экологических аспектов химического производства- наличия отходов производства.
Для этого нужно выбрать оптимальную топологию (число и тип элементов;
установить характер связей между ними, обеспечивающими последовательность стадий химико-технологического процесса и функционирования всей системы;
режимы отдельных элементов и системы в целом, обеспечивающие необходимые показатели производства и его эффективное функционирование.

на основе математических моделей отдельных элементов и технологической топологии с

целью определения параметров выходных технологических потоков при заданных технологических условиях и параметрах входных потоков.
Цель анализа структуры ХТС - выявление ее структурных особенностей и нахождение последовательности расчёта элементов.
Цель анализа качества функционирования ХТС - получение количественных оценок её основных свойств: чувствительности, надёжности, устойчивости.

технологических операций и их последовательности;
выборе аппаратов и установлении связей

между ними;
определении параметров технологических режимов отдельных аппаратов и системы в целом, обеспечивающие наилучшие условия функционирования ХТС.
Задача синтеза многовариантна, ибо одни и те же значения выходных параметров ХТС могут быть обеспечены при различной структуре системы и разных режимах функционирования ее элементов.

в допустимой области изменения переменных этой функции, определяемой уравнениями и

неравенствами. Одновременно обеспечить максимальное превращение и минимальный объем реактора (два критерия)-невозможно. Сложность задачи оптимизации ХТС обусловлена большим количеством входящих в нее элементов и наличием обратных связей между ними. В настоящее время различают при расчете два подхода: оптимизация ХТС как единое целое или поблочная оптимизация (декомпозиционный метод). При оптимизации ХТС как единого целого векторы управлений отдельных элементов варьируются одновременно в соответствии с выбранной оптимизирующей процедурой (например, с помощью симплекс или градиентного метода). При поблочной оптимизации задача сводится к ряду взаимосвязанных задач оптимизации отдельных аппаратов или групп аппаратов (блоков).

знаний) и инженерный (разработка и создание нового производства) (рис.). По

структуре своей они очень похожи, только мотивировки несколько различаются: в первом случае - любознательность, во втором - практическая необходимость. В обоих процессах движущим началом является стремление к прогрессу, развитию. Оба процесса состоят из аналогичных стадий, характерных для творчества: поиск решений на каждом этапе, возврат к предыдущим для нахождения новых, лучших и правильных решений. Конечно, методическая и техническая базы различны в разных объектах исследований, да и время на инженерную разработку ограничено, жестко лимитировано. Но в обоих процессах требуется сочетание науки и искусства - как в открытии, так и в создании нового.
Основная цель инженерного процесса - создание производства жизненно важных материалов (новых или уже существующих). Генерирование идей и последующая их реализация в производствах безусловно предусматривают не только полезность продукции и эффективность производства, но и обеспечение его экологической безопасности и комфортности в эксплуатации. Поэтому фактически, по данным некоторых исследователей, шанс на реализацию нового процесса на стадии его исследования составляет 1-3%, на стадии разработки - 10-25%, на стадии опытно-промышленных установок - 40-60%.

ХТС. Комплексная задача оптимизации ХТС - оптимизация структуры и режимов

функционирования элементов. Экстремальность задачи- установить критерий оптимизации, экстремальное значение которого надо найти- получение технологической или экономической выгоды.
Постановка задачи оптимизации: установление критерия оптимизации, выбор переменных, обеспечивающих экстремаль-ное значение критерия оптимизации, установление математичес-кой связи критерия оптимизации с управляющими параметрами, определение ограничений - типа равенств или неравенств.
Ограничения типа равенств оптимизации ХТС - математические модели элементов и уравнения связей между переменными.
Ограничения типа неравенств - дополнительные условия, вытекающие из регламента производства.