Algorithmic tools for optimizing the temperature regime of evaporator at absorption refrigeration units of ammonia production

Abstract

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 задачi мiнiмiзацiї температури охолодження циркуляційного газу у випарниках для пiдвищення енергоефективностi виробництва. За результатами аналізу промислового апаратурно-технологічного оформлення блоків первинної i вторинної конденсації з'ясовані особливостi умов роботи випарника, що зумовлюють параметричну невизначенiсть у функцiонуваннi об’єктiв керування. Основна з таких невизначеностей пов’язана з керуючою дією витрати флегми. Методом математичного моделювання за розробленим алгоритмом визначені закономiрностi керуючої дiї витрати флегми на ефективнiсть процесiв теплообміну у випарниках абсорбцiйно холодильних установок. Встановлено екстремальний характер залежностi тепловогопотоку (холодопродуктивностi) та температури охолодження циркуляцiйного газу вiд витрати флегми. Максимальна холодопродуктивнiсть, а отже i мiнiмальна температура охолодження циркуляцiйного газу за певного температурного напору, обумовленi досягненням критичного режиму бульбашкового кипiння холодоагенту. Подальше збiльшення температурного напору з пiдвищенням витрати флегми сприяє встановленню перехiдного режиму i зниженню ефективностi поверхнi теплообмiну. Визначенi показники енергоефективностi виробництва амiаку, а саме витрати природного газу в умовах змiни керуючої дiї витрати флегми та значень координат вектора збурень. Розроблене алгоритмiчне забезпечення дозволяє здiйснити розв’язання задачi мiнiмiзацiї температури охолодження циркуляцiйного газу безградiєнтним способом крокового типу з використанням методiв одномiрного пошуку екстремуму. Показано, що за рахунок мiнiмiзацiї температури охолодження циркуляцiйного газу рiчна витрата природного газу може бути знижена в середньому на 500 тис. нм3.