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在三维模型的帮助下进行流程工艺设备的设计
newmaker    来源:流程工业
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炼油设备, 生物柴油生产设备, 煤化工设备, ...
一台流程生产设备的功能大于其各个零部件之和,因此只有把整个流程生产设备当作一个整体看待,才能从流程设备设计之初就设计出效率最高的设备。Westfalia公司的设计人员在分选设备和离心式分离设备的设计中有着丰富的经验,能够设计出功率强大、技术先进的流程设备生产线,通过智能化的技术和整体化方案为用户提供更高价值的流程生产设备,而协助他们完成设计任务的是Cadison工程设计软件。

Westfalia分选设备公司是世界著名的分选设备、离心式分选设备和陶瓷渗透膜过滤器生产商。其产品能使混浊的液体变得清澈透明、能够把混在液体中的固体成分分离出来,包括提取出混杂在液体中的有效成分和对固体有效成分进行浓缩和脱水。公司的宗旨是“做最好的产品”。

但是,这样的宗旨已不能完全满足现在用户的需求,因为他们不能为用户提供最佳的分选技术。流程工业领域中的企业希望得到成套的解决方案和成套的设备,这就要求Westfalia公司的工程师们转变观念,在不增加工程设计人员的情况下能够完成更多的复杂项目的设计,这就要求整个设计流程更加自动化。复杂的工艺流程是指除了分选设备和离心式分选机械以外,还要完成容器、管道、控制阀和检测、调节等方面的设计,而要做到这一切,只有在流程设备设计软件的帮助下才有可能完成。早在六年前,Westfalia公司的工程技术人员就开始利用Cadison设计软件进行三维模型方式的流程设备设计。公司CAD/CAE技术负责人Achim Schotz先生说道:“原来,我们使用的是单纯的CAD系统,就像Medusa和AutoCAD那样的CAD软件。这些软件只有在计算机上绘图的功能,而没有更多智能的功能。Cadison公司的设计软件则使智能化设计成为可能,也就是说,我们可以利用其建立包含有数据和信息的模型。”目前,在Westfalia公司中有180台计算机安装使用的是Cadison系统。

Scholz先生简单明了地说明了他负责的工作:“我们必须为设计部门和相关部门的同事提供IT平台和设计工具,使他们能够利用这些功能强大的工具卓有成效地工作。”利用Casison设计软件使得设计部门的工作非常有成效,正像Westfalia公司设计部门中使用Cadison软件的Alfred Lassau先生所说的那样:“在经过短期的学习和适应之后,我们就能为石油化工企业、制药企业和食品生产企业提供成套的设备。而这些不同领域中的用户对分选设备的要求完全不同。”今天,Westfalia公司的设计人员对手中使用的Cadison软件非常满意。

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经特殊分离处理后去除掉生物柴油和副产品甘油中不应有的杂质

Scholz先生说:“我们的目标是50%左右的设计项目使用Cadison软件,使多位设计人员能够同时参与项目的规划设计。现在我们的目标实现了,我们在人数没有增加的情况下却完成了更多的设计项目。”

使生物柴油生产装置的设计更快捷

以下将结合一个具体实例说明,Cadison软件是如何提高设计人员工作的效率。Westfalia公司的工程技术人员利用Cadison软件完成的一个大型设计项目是西班牙Extremadura市年产110 000t生物柴油的生产装置,设计任务来自西班牙一家著名的工程设计公司。用户计划在西班牙制造多套这样的生物柴油生产装置,以满足替代能源市场火爆的需求。除了生物甲醇能够生产出汽油混合物以外,设计的这套流程装置还可以生产出生物柴油。促使这一项目成功的原因是多方面的,一方面是由于原油在世界市场价格的不断上涨,传统燃料的赋税越来越高,另外国际性的环境保护政策对出台等原因都推动着燃料向着可再生能源的方向发展。

一个促使项目成功的重要先决条件是生物柴油的燃烧特性。生物柴油的燃烧特性可以与传统的柴油相抗衡。当然,这需要国际上的质量标准保持不变。为了实现这样的燃烧特性,必须对原油在转换成为生物柴油之前进行特殊的处理。经过这样的专门处理之后,去除掉生物柴油和副产品甘油中不应有的杂质。

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生物柴油设备的PID示意图

此时,Westfalia公司的核心技术受到了关注,在实践中所有的离心机和分选机都可使用,功能如下:

转酯作用,分离出残余的甘油;

洗涤作用,分离出残余的甘油;

甘油化准备,分离出固体的脂肪酸甘油。

Lassau先生说:“理想的解决方案是完全连续生产的集成生产线。它能可靠地保证产品质量,有着最高的产量,操作简单和流程设备运行费用最低。”

在生物柴油项目中,Westfalia公司作为技术领先的设备供应商提供的是带控制系统的成套设备。工程设计的内容包括带有主要设施的厂房建筑,以PID为基础的共用数据库,各种轴侧视图的管道系统三维模型(在西班牙的这个项目中,共有约150个容器、流程泵、热交换器、离心机和混合器,约1000个控制仪表板和约500个检测点、600根管道)。整个设计任务的工作量需要两人持续不断地工作一年也能完成,但在使用了Cadison软件之后,可以有4个人同时介入这一项目,把整个项目明确地分工到4个人身上,每周一次汇总协调即可。

网络化的工作方式

利用Cadison软件还可以网络化地进行设计工作。作为非常有效的整体设计技术,Check-in/Check-out技术充分显示了在流程设备设计过程中的优越性。每一个参与项目设计的用户都可以下载特定的流程设备部件(例如:逻辑式的流程设备部件),在本地的网络工作站或者下线后在笔记本电脑中进行处理。

这一工作方式表现了这种软件工具的主要特性:开发Cadison软件的人员并不是将其当成是一个单纯的CAD工具来开发设计的,而是将其当作是一个项目数据库支持的设计解决方案来研发的。通过集成在软件系统中的数据库,使整个设计项目的数据都能自动地进入不同的应用领域,例如P&ID、三维管道设计、生成正等测轴测图、自动的编制报告,并且可以快速地、完整地实现共享。

通过面向对象的不同应用领域(设备制造、EMSR技术)中的数据模型使得所有的规划设计阶段都集成在一起成为可能,从而节约了时间和费用。利用Cadison软件可以在进行项目接洽时就开始采集信息,供后续的项目设计者使用。至于首先得到的是图像数据还是技术设计数据已经不再重要。因为每一次修改,都会自动地显示在各个可以显示的图形中,或者以观察的方式显示出来,在整个项目中自动更新,没有滞后,不会出现数据滞后而引起的费用增加,从根源上避免了出现错误和成本增加。

功能强大的数据库

CAE技术的专家Sebastian Lux先生解释说:“每一个流程设备的零部件数据都保存在数据库中,供设计师们在各个设计阶段中使用。这些数据从有效设备报价开始,到编制出设备说明书为止。数据库的内容随着工程项目的进展越来越准确、专业,并包含了媒体信息。所有的一切都发生在数据库中,保存和分类归档的数据对于每一个计算机用户而言都是相同的。”

文件管理和目标管理的补充模块、虚拟再现以及与计算方法有关的接口、EMSR、目录生成、等轴侧视图模型和金属构件的制造等等,都包含在Cadison软件的功能之中。

主要优点

Cadison三维解决方案的主要优点是:

使得流程设备从规划设计到装配调试的整个过程都更加快速和清晰可读。

快速地实现项目设计的修改。

可靠地管理大量的数据。

明显地降低了新设备的设计费用。

在谈到最后一个优点时,Alfred Lassau先生说道:“在Extremadura项目的后续工程设计中,我们节约了大约50%的时间。”

小结:“做最好的产品,分选出好与坏” 的企业宗旨也可以用来选择流程设备设计软件。Lux先生说:“在Westfalia公司,已经能够用Cadiason软件完成复杂的工程设计任务了。几乎是无法超越的。所有的工具和接口都完美的匹配在一起,并形成了网络化,因此,Cadison不是一个孤岛式的解决方案,而是与IT技术整体集成在一起。”(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (7/14/2008)
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