طراحي ‌و برآورد اقتصادی ‌صنايع‌ شیمیایی‌‌ با ASPEN ICARUSDesign Estimation Economic Chemical Industries Aspen Icarus

مقدمه ای از کتاب طراحي ‌و برآورد اقتصادی ‌صنايع‌ شیمیایی‌‌ با ASPEN ICARUS

امروزه استفاده از کامپيوتر به عنوان جزئي جدا نشدني از علوم مهندسي مطرح مي‌باشد. طراحي و ارزيابي واحدهاي توليدي و طراحي تجهيزات فرآيندي، بدون استفاده از کامپيوتر، با توجه به پيچيدگي روز افزون فرآيندهاي توليدي، همچنين دامنه محدود تجارب و اطلاعات فردي، امری غير ممکن است. کاربرد نرم‌افزارهاي کامپيوتري در زمينه‌هاي مهندسي فرآيند به ويژه صنايع نفت، گاز، پتروشيمي، صنايع دارويي و معدني، بيش از گذشته اهميت يافته و تسلط بر اين نرم‌افزارها به عنوان يكي از مهارت‌هاي اساسي هر مهندس طراح به شمار مي‌رود. اين كتاب چهارمين اثر از مجموعه كتابهاي آموزش نرم‌افزارهاي مهندسي شيمي مي‌باشد. در آثار قبلي نرم افزارهای HYSYS، ASPEN PLUS و ASPEN BJAC مورد بررسي و بحث قرار گرفته‌اند. در اثر حاضر نرم افزار ASPEN ICARUS که يكي از نرم‌افزارهاي كامل و منحصر بفرد در زمينه طراحي كارخانه، برآورد اقتصادي طرح هاي صنايع شيميايي و تهيه گزارشات حرفه‌اي ارزيابي اقتصادي (Feasibility Study) مورد بررسي كامل قرار مي‌گيرند.

نرم‌افزارهاي موجود در زمينه طراحي مكانيكي و فرآيندي مبدل‌هاي حرارتي مي‌باشد، به جامعه مهندسي کشور معرفي مي‌گردد. اين نرم‌افزار امكان طراحي فرآيندي و مكانيكي مبدل‌هاي حرارتي و تهيه نقشه‌هاي ساخت، ارزيابي و عيب‌يابي مبدل‌هاي موجود، شبيه‌سازي مبدل‌هاي موجود و برآورد فني و اقتصادي ساخت يك مبدل خاص را فراهم مي‌آورد. در سطح رقابت جهاني، شما بايستي به طيف وسيعي از فرصت ها جهت سرمايه گذاري دسترسي داشته باشيد تا بهترين را انتخاب و پيگيري نماييد. شما نيازمند پاسخي صريح و سريع توام با استراتژي برتر مي باشيد تا موارد غير مطلوب در بازار تغيير يابند. شما بايستي قادر به تشخيص سريع بهترين استراتژي باشيد تا بتوانيد پروژه را پيش ببريد. آناليزگر تصميمات آسپن يا ADA(Aspen Decision Analyzer) اين امکان را براي شما فراهم مي سازد.

آناليزور، يک سيستم جامع طراحي اوليه سريع تجهيزات مي‌باشد که اساس تصميم‌گيري‌هاي سرمايه گذاري را در مرحله ابتدايي فراهم مي‌سازد و در طول زمان پروژه، شما را قادر مي سازد تا مدل‌هاي فرآيندهاي شيميايي و پالايشي و ساير موارد را در نرم‌افزارهايي چون Icarus Proccess Evaluator و Aspen Icarus 2000، Aspen Kbase ايجاد و يا اصلاح نماييد. در سطح رقابت جهاني، شما بايستي به طيف وسيعي از فرصت ها جهت سرمايه گذاري دسترسي داشته باشيد تا بهترين را انتخاب و پيگيري نماييد. شما نيازمند پاسخي صريح و سريع توام با استراتژي برتر مي باشيد تا موارد غير مطلوب در بازار تغيير يابند. شما بايستي قادر به تشخيص سريع بهترين استراتژي باشيد تا بتوانيد پروژه را پيش ببريد. ADA اين امکان را براي شما فراهم مي سازد.

آناليزور، يک سيستم جامع بر اساس علوم موجود مي باشد که اساس تصميم گيري هاي سرمايه گذاري را در مرحله ابتدايي فراهم مي سازد و در طول زمان پروژه، شما را قادر مي سازد تا مدل هاي فرآيندهاي شيميايي و پالايشي و ساير موارد را در نرم افزارهايي چون(Icarus Proccess Evaluator) و Aspen Icarus 2000 ، Aspen Kbase ايجاد و يا اصلاح نماييد.

بعد از قراردادن برنامه در نرم افزار هاي فوق مي توان اصلاحات زير را بر روي برنامه ايجاد نمود:

• – تغيير مقياس براي ظرفيت جديد
• – اضافه نمودن برخي قسمت ها از ساير مدلها با ظرفيت هاي متفاوت جهت انجام تنظيمات
• – برآورد نمودن هزينه هاي فرآيندي و هزينه کل تاسيسات و …
• – برآورد نمودن موقعيت واحد
• – برآورد نمودن اقتصاد فرآيند تحت شرايط بازار جهاني
• – امکان ايجاد تغييرات در پروژه و برآورد مجدد آن

در ادامه، قابليت هاي کليدي و منحصر بفرد آناليزور را معرفي مي نماييم:

الف- سه مدول آناليزي:

• Analyzer Scale-up Module (ASM): بازبيني و ايجاد تغييرات در اجزاي سيستم بمنظور رسيدن به ظرفيت مطلوب در واحد
• Analyzer Relocation Module (ARM) : بازبيني محل اصلي اجراي پروژه و طراحي پارامترهاي وابسته به محل اجراي پروژه
• Analyzer Economics Module (AEM): بازبيني پارامترهاي اقتصادي و مطالعه دوره اي تغييرات ايجاد شده در هزينه‌هاي Utility، خوراک و محصول ، برنامه زمانبندي و تاخيرات

ب- مدولهاي ساخت مدل فرآيندي که کاربر را قادر به انجام امور زير مي نمايد:

• – فايلهاي فرآيندهاي شبيه سازي را از Aspen plus، PRO/II، HYSYS، Chemcad،‌ Winsim فراخوان كند.
• – اجزا بدون اندازه را سايز‌بندي2 نمايد.
• – مدلهاي شبيه‌سازي را به اجزاء Aspen Icarus تبديل كند.

پ- بتواند مدلهاي پيشين ساخته شده توسط Icarus با فرمت‌هاي (Analyzer, kbase, Icones 2000, IPE) را فراخوان نمايد و مدلهاي آناليز را به IPE، Icanes 2000 و kbase اکسپورت كند.

ت- توانايي اصلاح يك مدل مثل سطوح، اجزاء، جزئيات تأسيسات، مسائل اقتصادي و يا پروژه‌هاي هدفمند را دارا مي‌باشد.ث- از (IEE) Icarus Evaluaton Engin مي توان براي تخمين زدن هزينه‌هاي عملياتي و سرمايه اي و جداول برنامه‌ريزي EPC، جزئيات كمي طرح، هزينه‌ها، ساعات كاري، … استفاده نمود.

اين قابليتها شما را قادر مي سازد تا بتوانيد ظرفيت واحد، محل و شرايط بازار را برآورد نموده و راهکاري سريع و صريح را برگزينيد. آناليزور مي تواند به تنهايي و يا همراه با Aspen Kbase مورد استفاده قرار گيرد. آناليزور به شما اجازه مي‌دهد تا يك پروژه را برآورد كنيد و به طور متناوب بر روي آن مطالعه كنيد. اساس بر روي داده‌هاي ورودي كاربر و يا نتايج حاصل از شبيه‌سازي مي‌باشد که آناليزور فهرست‌ها و جداول را برمبناي آن تكميل مي‌كند. سپس شما مي‌توانيد خط توليد را افزايش مقياس3 دهيد و يا مكان جديدي را براي طرح انتخاب نماييد. مدولهاي افزايش ظرفيت و تغيير مكان، مدل كاربر را اصلاح مي‌كنند تا بتوان با گزارشهاي مختلف، عمليات برآوردسازي را انجام داد. از جمله گزارش‌هاي قابل دسترس، workbook آناليزور، (Eco-U.xls) مي‌باشد كه شما را قادر مي‌سازد تا مروري سريع بر نتايج تغييرات در فرضيات اقتصادي داشته باشيد.

ويژگي هاي اصلي

امكان اتصال به نرم‌افزارهاي شبيه‌سازي

آناليزور از سيستم پيشرفته اي جهت انتقال اطلاعات از برنامه‌هاي شبيه‌سازي استفاده مي‌كند. لينك‌هاي قابل دسترس عبارتند از Aspen plus،‌ Hysys، PRO/II،‌ Chemcad و Win Sim. آناليزور قدرت برقراري و لينك را با هر فرآيند شبيه‌سازي اختصاصي و اقتصادي را دارا مي‌باشد.

امكان نقشه‌برداري از انواع تجهيزات فرآيندي در مدل‌هاي شبيه‌سازي

نقشه‌برداري، ليستهاي آناليز صدها نوع مختلف از تجهيزات و تركيبات را براي هر مدل شبيه سازي شده فرآيندي گزارش مي‌كند. يك مدل مبدل حرارتي شبيه‌سازي شده بايستي توانايي طراحي و ترسيم به صورت پوسته – لوله را داشته باشد.‌يك مدل برج تقطير بايستي توانايي طراحي به صورت سيني‌دار – نوع جوش‌آور ديگچه‌اي و كندانسور overhead و يا درام افقي را داشته باشد. انتخاب تجهيزات مناسب براي آناليزور، عمليات Mapping را آسان ميسازد و به كاربر اجازه مي‌دهد تا تجهيزات را تك‌تك و به نوبت و يا همه تجهيزات را همزمان بررسي نمايد.

رده‌بندي و تعيين ابعاد تجهيزات

اندازه و ابعاد دستگاه‌ها و تجهيزات پيش‌نياز ارزيابي اقتصادي مي‌باشد. آناليزور به صورت خودكار نتايج محاسبات اندازه‌هاي اعمال شده بر روي تجهيزات را در طي عمليات شبيه سازي فراخواني مي‌كند. بوسيله آناليزور، شما مي‌توانيد اندازه‌ها را اصلاح نموده و مقادير خودتان را جهت سايزبندي تجهيزات سايزينگ نشده وارد نماييد و يا اينكه ابعاد را بوسيله برنامه Expert sizing اصلاح و تكميل نماييد.

برآورد هزينه سرمايه گذاري و فهرست جداول مهندسي – تدارکات و ساخت

آناليزور تمامي خصوصيات لازم براي جزئيات طرح، تخمين‌هاي ابتدايي، جداول و اطلاعات اقتصادي را چك كرده و فراهم مي‌سازد.
اطلاعات آناليزور معلوماتي به روز شده مي‌باشد كه براساس:
– طرح، اطلاعات هزينه‌ها و جداول، متدها و مدلها
– اطلاعات مهندسي، متدهاي ساختاري و ارزيابي و پيشرفت.
– مسيرهاي بحراني برنامه‌ريزي براي تكميل طرح‌و فهرست‌نقشه‌هاي ساخت گرد آوري شده است.
آناليزور در مدت زماني که مورد استفاده قرار گرفته است ، در زمينه‌هاي مختلف تست و آزمايش خود را پس داده است. در مدلسازي و برآورد هزينه طرحهاي صنعتي، از متدهاي برنامه ريزي استاندارد و برآورد پروژه‌هايي در سطح جهاني استفاده ميشود. ريز نتايج و جزئيات آن نيز مبتني برجزئيات طرح و مدلهاي هزينه‌ها در فازهاي متعدد است که بر اساس مهندسي پيمانكاري، تجهيزات فرآيند، اندازه كارخانه، ساختمان سايت و تأسيسات مي‌باشد.

توسعه هزينه‌هاي عملياتي

آناليزور هزينه‌هاي عملياتي را با توجه به طرح فرآيند شما تنظيم مي‌نمايد. شما مي‌توانيد در مقادير ارزي پيش بيني شده توسط آناليزور تجديدنظر نماييد. شما مي‌توانيد ميزان تأثير و سودمند بودن انتخابتان را در برآورد هزينه‌ها مشاهده كنيد.

بررسي متناوب مكانها و ظرفيت‌ها

آناليزور به شما اجازه مي‌دهد تا به طور پي در پي ظرفيت‌ كارخانه و مكان آنرا مورد بررسي قرار دهيد. شما مي‌توانيد براي ظرفيت‌هاي متغير درصد تنظيماتي را به وجود آوريد و آناليزور به صورت اتوماتيك اندازه همه اجزاي پروژه و جريانات را تغيير مي‌دهد. شما مي‌توانيد مكان كارخانه را (انتخاب از ميان 22 کشور مختلف) تغيير دهيد و آناليزور با استفاده از تكنولوژي تغيير مكان به صورت خودكار پارامترهاي هزينه و طرح را اصلاح مي‌كند كه اين پارامترها از قبيل نرخ تبديل، نرخ نيروي كاري، محصول دهي و سيستمهاي ساختاري مي‌باشد.

جزئيات برهم‌كنش‌هاي فرآيندهاي اقتصادي

بخش مدول AEM به شما اجازه اعمال نظر بر سناريوي برهم‌كنش اقتصادي را مي‌دهد. اين مدول شامل مواردي از قبيل نرخ سود بازگشتي، ارزش خالص موجودي، ميزان درآمد و هزينه ها براساس تغيير موقعيت اقتصادي و زمان تسويه حساب مي‌باشد. اين مدول آناليزهاي اقتصادي از قبيل تحليل اقتصادي نقشه استراتژيك مهندسي، تهيه و ساخت تسهيلات از زمان ساخت تا شروع بهره‌برداري را بر روي خط زماني پروژه انجام مي‌دهد. شما مي‌توانيد تغييرات در چرخه شرايط فروش را بهمراه تهديدهاي اقتصادي و فرصت‌هاي به وجود آمده به علت تغيير در هزينه خوراك، محصول‌ و تأسيسات در هر پريود از عمر پروژه را مورد مطالعه و بررسي قرار دهيد.

اتصال به برنامه‌هاي ارزيابي پروژه‌ها

پس از انتخاب بهترين طرح و ارزيابي آن ، مي‌توانيد مدل آناليزي خود را به IPE يا Kbase اکسپورت كنيد. ارزيابهاي پروژه با استفاده از اين سيستمها مي‌توانند به آساني جزئيات سرمايه‌اي و يا تخمين‌هاي مزايده‌اي و ساير فهرست‌ها را تكميل نمايند.

سرفصل های کتاب طراحي ‌و برآورد اقتصادی ‌صنايع‌ شیمیایی‌‌ با ASPEN ICARUS

فصل اول:

• مقدمه
• مروري بر آناليزور
• اطلاعات تكنيكي

فصل دوم:

• آغاز به كار
• نحوه شروع به کار با آناليزور
• باز كردن پروژه‌ها، وارد كردن خصوصيات پروژه‌ها
• كار با رابط كاربر برنامه Icarus

فصل سوم:

• تعريف اصول پروژه
• آموزش جهت تعريف خصوصياتي مانند: واحدهاي اندازه‌گيري، اصول استاندارد، نقشه اجراء، هدف از طراحي، آناليزهاي سرمايه‌اي، مواد اوليه،‌ محصول، هزينه‌هاي عملياتي واحد و تأسيسات

فصل چهارم:

• ورود اطلاعات فرآيند شبيه‌سازي شده، آموزش جهت فراهم كردن انواع مختلف گزارشات شبيه‌سازي براي استفاد در آناليزور
• ورود (import) اطلاعات شبيه‌سازي
• نقشه مدلهاي شبيه‌سازي Icarus project components
• اضافه كردن اجزاء اضافي به مدلهاي شبيه ساز
• مرور و تعريف مدلهاي شبيه‌ساز در Block flow Diogram (BFD) و PFD

فصل پنجم:

• تعريف اجزاء‌ پروژه
• آموزش نحوه تعريف اجزاي پروژه كه قسمتهايي از فرآيند يک كارخانه مي‌باشند.

فصل ششم:

• تعيين ابعاد عناصر پروژه
• مشخص نمودن ابعاد اجزاء پروژه

فصل هفتم:

• توسعه و استفاده از مرجع هزينه ها
• استفاده از اطلاعات كتابخانه‌اي جهت برآورد هزينه‌ها و تكميل آن آموزش نحوه اضافه نمودن مواردي به عنوان اجزاي پروژه

فصل هشتم:

• تغيير ظرفيت و مكان
• آموزش نحوه تاثير پارامترها بر روي ظرفيت و مكان به صورت جزء‌به‌جزء

فصل نهم:

• ارزيابي پروژه
• آموزش اجراي يك پروژه و ارزيابي آن و مرور و بررسي هزينه‌هاي كلي عملياتي و گزارشات آناليز سرمايه‌اي.