И. М. Губкина кафедра автоматизации технологических процессов Р. Л. Барашкин проектирование систем управления ректификационными колоннами учебное пособие

Рис. 4. Ректификационная колонна в составе конденсатора полной конденсации с двумя статическими степенями свободы

параметров качества колонны (количество спецификаций), кото- рые нужно задавать (регулировать) для замыкания системы урав- нений материального и энергетического балансов статической модели колонны.

¹В конденсаторе полной конденсации не остается газообразной фазы входного потока.
Для приведенной колонны параметрами качества её работы являются:

• 
  состав продуктов (product composition) – концентрация по- лезного компонента в продукте;
  
• 
  разделение компонентов (component recovery) – отношение количества полезного компонента в дистилляте к его количеству во входной смеси.
  

Таким образом, показатели качества колонны являются регу- лируемыми параметрами.
С помощью статической модели ректификационной колонны можно определить её рабочий режим, задав показатели качества. Определение режима работы колонны в статике осуществляется изменением регулирующих параметров  тепловой нагрузки кон- денсатора и рибойлера.
Для управления колонной в динамике статических степеней свободы недостаточно, поэтому проводят анализ динамических степеней свободы.
Обычно число степеней свободы определяется как разница количества независимых переменных (технологических парамет- ров) и уравнений модели ректификационной колонны. Если провести анализ степеней свободы ректификационной колонны (рис. 5) в составе конденсатора полной конденсации и двух пото- ков продукта, то получим общее число степеней свободы, равное пяти: 2 статические и 3 динамические (уровень в конденсаторе и рибойлере, давление в колонне).
Таким образом, для моделирования режима работы ректифи- кационной колонны в динамике требуется закрепить пять регу- лируемых параметров: состав продуктов, разделение компонен- тов, уровень в конденсаторе, уровень в рибойлере, давление в ко- лонне.

^E-2Qконд E-3 V-1 R D E-1 V-2 ^V-3^x^d F Nf ^xf V E-4 V-4 Qриб B V-5 xb