馬后炮化工技術論壇版

1、1Aspen Plus培訓講義馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇 第2頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/主要內容主要內容 ASPEN PLUS簡介簡介 ASPEN PLUS 安裝方法及界面介紹安裝方法及界面介紹通過實例介紹如何建立模擬模型通過實例介紹如何建立模擬模型模型分析工具使用的基礎模型分析工具使用的基礎 第3頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ASPEN PLUS 簡介簡介 第4頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/Aspentech系列軟件經濟評價經濟評價/ /投資估算投資估算/ /進進度管理度管理熱交換器設計熱交換器設計穩(wěn)態(tài)、動態(tài)模擬和優(yōu)化

2、穩(wěn)態(tài)、動態(tài)模擬和優(yōu)化物性數據和模型物性數據和模型在線應用在線應用工藝知識和數據管理工藝知識和數據管理COMThermo/Aspen Properties/Aspen OLI/DETHERMHysys/Aspen Plus/Optimizer/Dynamics/Custom Modeler/Aspen WebModelsHetran/AerotranHTFS/Aspen Hetran/Aerotran/TeamsRTO Option/Aspen OnLineConcept ( DISTIL/HX-Net)/Aspen Split/Pinch/Water/UtilitiesPinch/Water/

3、UtilitiesAspen ICARUSAxsys/Aspen ZyqadAspen FCC/CatRef/Hydrocracker/Hydrotreater/Traflow/FlareNetPolymers Plus/Aspen Plus/Dynamics/Custom ModelerBaSYS (BDK/Process Manuals/Process Tools)/Aspen Plus/Batch Plus/Chromatography/Aspen ADSIM醫(yī)藥醫(yī)藥/ /精細化工精細化工石油精制石油精制/ /管道管道聚合物聚合物工藝合成和分析工藝合成和分析按功能分類按功能分類 生命周期

4、生命周期 第5頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ASPEN PLUS 能做什么能做什么 功功功 能能能進行工藝過程嚴格的能量和質量平衡計算進行工藝過程嚴格的能量和質量平衡計算預測物流的流率、組成和性質預測物流的流率、組成和性質預測操作條件和設備尺寸預測操作條件和設備尺寸減少裝置的設計時間、進行設計方案比較減少裝置的設計時間、進行設計方案比較幫助改進當前工藝幫助改進當前工藝 回答回答“如果如果那會怎么樣那會怎么樣”的問題的問題在給定的限制內優(yōu)化工藝條件在給定的限制內優(yōu)化工藝條件輔助確定一個工藝約束部位輔助確定一個工藝約束部位 第6頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/

5、流程圖（流程圖（Flowsheet）ASPEN PLUS 基本概念基本概念模型庫（模型庫（Model Library）數據瀏覽器（數據瀏覽器（Data Browser）流股（流股（Stream）單元操作模型（單元操作模型（Block）物性方法（物性方法（Property Method）直觀形象地表示所模擬系統(tǒng)的流程直觀形象地表示所模擬系統(tǒng)的流程存放可用單元操作模型的庫存放可用單元操作模型的庫頁面和表頁查看圖。具有已經定義的可用頁面和表頁查看圖。具有已經定義的可用 的模擬輸入、結果和對象的樹狀層次視圖的模擬輸入、結果和對象的樹狀層次視圖表示模擬中所用的物質流、熱量流或功流表示模擬中所用的物質流、

6、熱量流或功流表示實際裝置所用的各個設備表示實際裝置所用的各個設備一批方法和模型。用來計算熱力學性質一批方法和模型。用來計算熱力學性質和遷移性質，決定模擬精確性的關鍵和遷移性質，決定模擬精確性的關鍵 第7頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/單元操作模型及其主要功能單元操作模型及其主要功能分離器分離器熱交換器熱交換器混合器和分流器混合器和分流器HEATER 通用加熱通用加熱器器HEATX 熱交換器熱交換器MHEATX多股物流多股物流的熱交換器的熱交換器HETRAN管殼式換管殼式換熱器熱器AEROTRAN空冷式空冷式換熱器換熱器HxFlux熱傳遞計算熱傳遞計算HTRIXIST 與與HT

7、RI的接口的接口MIXER 通用混合通用混合SPLIT 分流分流FSPLIT 子物流分流子物流分流SEP 組分分割組分分割SEP2 兩產品分離兩產品分離FLASH2 兩相閃蒸兩相閃蒸FLASH3三相閃蒸三相閃蒸DECANTER 液液液傾析器液傾析器 第8頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/單元操作模型及其主要功能單元操作模型及其主要功能反應器反應器壓力改變壓力改變固體處理固體處理PYIELD 收率反應器收率反應器 RSTOIC 化學計量反應化學計量反應器器RCSTR 連續(xù)攪拌釜式連續(xù)攪拌釜式反應器反應器RPLUG 活塞流反應器活塞流反應器REQUIL兩相化學平衡兩相化學平衡反應器

8、反應器RGIBBS 通用相平衡和通用相平衡和化學平衡反應器化學平衡反應器RBATCH 間歇式反應器間歇式反應器PUMP 泵泵/料漿泵料漿泵COMPR 單級壓縮單級壓縮/膨脹膨脹機機MCOMPR多級壓縮多級壓縮/膨膨脹機脹機PIPELINE多段管線壓多段管線壓降降PIPE 單段管線壓降單段管線壓降VALVE 閥壓降閥壓降RADFRAC 嚴格法精餾嚴格法精餾MULTILFRAC 嚴格法多嚴格法多塔精餾塔精餾EXTRAC 嚴格法萃取嚴格法萃取DSTWU 簡算法精餾，設簡算法精餾，設計型計型DISTL 簡算法精餾，核算簡算法精餾，核算型型SCFRAC 簡算法多塔精餾簡算法多塔精餾PETROFRAC 石

9、油煉制石油煉制分餾塔分餾塔 第9頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/單元操作模型及其主要功能單元操作模型及其主要功能用戶模型用戶模型固體處理器固體處理器流控制器流控制器USER 有限進出流股有限進出流股USER2 無限進出流股無限進出流股HIERARCHY 分層結構分層結構CYCLONE 旋風分離器旋風分離器RSP靜電除塵器靜電除塵器FABFL纖維過濾器纖維過濾器VSCRUB文丘里滌氣器文丘里滌氣器CRUSH破碎機破碎機SCREEN篩選機篩選機HYCYC水力旋風分離器水力旋風分離器FILTER轉鼓過濾器轉鼓過濾器CFUGE離心過濾器離心過濾器SWASH 固體洗滌器固體洗滌器CCD

10、 逆流傾析器逆流傾析器CRYSTALLIZER 結晶器結晶器 DRYER 干燥器干燥器MULT 乘法器乘法器DUPL復制器復制器CLCHNG 流股復類器流股復類器SELECT 物流選擇器物流選擇器ANALYZER 物流分析器物流分析器QTVEC 熱負荷控制器熱負荷控制器MEASUREMENT測量器測量器 第10頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/物性方法和模型描述物性方法和模型描述熱力學性質熱力學性質傳遞性質傳遞性質方法分類方法分類理想物性方法理想物性方法狀態(tài)方程物性方法狀態(tài)方程物性方法逸度系數物性方法逸度系數物性方法專用系統(tǒng)物性方法專用系統(tǒng)物性方法常用推薦方法常用推薦方法與煤相

11、關應用與煤相關應用推薦的物性方法推薦的物性方法煤的粉碎，研磨煤的粉碎，研磨SOLIDS分離和清洗過濾分離和清洗過濾, ,旋風分離旋風分離, ,沉降，洗滌沉降，洗滌SOLIDS煤燃燒煤燃燒PR-BM,RKS-BM煤氣化煤氣化PR-BM,RKS-BM煤液化煤液化PR-BM,RKS-BM，BWR-LS酸性氣體吸收，使用酸性氣體吸收，使用PRWS,RKSWS,PRMHV2,RKSMHV2,PSRK,SR-POLAR焓、熵、吉布斯自由能、逸度系數、體積等焓、熵、吉布斯自由能、逸度系數、體積等粘度、熱導率、表面張力、擴散系數等粘度、熱導率、表面張力、擴散系數等用戶可以修改現(xiàn)有的物性方法或建立新的物性方法用

12、戶可以修改現(xiàn)有的物性方法或建立新的物性方法 第11頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/物性方法選擇指南物性方法選擇指南 第12頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/建立模型建立模型已知條件已知條件求解方程組求解方程組建立流程圖建立流程圖熱力熱力學方學方程程單元單元操作操作方程方程數學數學方程方程組分數據組分數據物性方法物性方法物流數據物流數據單元操作模型數據單元操作模型數據其它數據其它數據ASPEN PLUS模擬的流程模擬的流程 第13頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ASPEN PLUS的優(yōu)勢的優(yōu)勢具有最完備的物性系統(tǒng)具有最完備的物性系統(tǒng)u一套完整的

13、基于狀態(tài)方程和活度系數方法的物性模型 (共105種)u包括5000多種純組分的物性數據uAspen Plus是唯一獲準與DECHEMA數據庫接口的軟件。該數據庫收集了世界上最完備的氣液平衡和液液平衡數據，共計二十五萬多套數據。用戶也可以把自己的物性數據與Aspen Plus系統(tǒng)連接。u高度靈活的數據回歸系統(tǒng)（DRS）此系統(tǒng)可使用實驗數據求取物性參數，可以回歸實際應用中任何類型的數據，計算任何模型參數，包括用戶自編的模型?？梢允褂妹娣e式或點測試方法自動檢查汽液平衡數據的熱力學一致性。 u性質常數估算系統(tǒng)（PCES）能夠通過輸入分子結構和易測性質（例如沸點）來估算短缺的物性參數 u Redlich

14、-Kwong-UNIFAC狀態(tài)方程可用于非極性、極性和締合組分體系 第14頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ASPEN PLUS的優(yōu)勢的優(yōu)勢可以模擬固體系統(tǒng)可以模擬固體系統(tǒng)u Aspen Plus在煤的氣化和液化、流化床燃燒煤的氣化和液化、流化床燃燒、高溫冶金 和濕法冶金，以及固體廢物、聚合物、生物和食品加工業(yè)中都得到了應用。u Aspen Plus中固體性質數據有兩個來源：一是Solid數據庫，它廣泛收集了約3314種純無機和有機物質的熱化學數據；二是和CSIRO數據庫的接口。還具有一套通用的處理固體的單元操作模型，包括破碎機、旋風分離器、篩分、文杜里洗滌器、靜電沉淀器、過濾

15、洗滌機和傾析器。此外，Aspen Plus中所有的單元操作都適合于處理固體，例如閃蒸和加熱器模型能計算固體的能量平衡，而反應器模型 RGIBBS可用最小GIBBS自由能來判斷在平衡狀態(tài)下是否有固相存在。 第15頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ASPEN PLUS的優(yōu)勢的優(yōu)勢可以模擬電解質系統(tǒng)可以模擬電解質系統(tǒng)u許多公司已經用Aspen Plus模擬電解質過程，如酸水汽提、苛性鹽水結晶與蒸發(fā)、硝酸生產、濕法冶金、胺凈化氣體和鹽酸回收等。uAspen Plus提供Pitzer活度系數模型和陳氏模型計算物質的活度系數，包括強弱電解質、鹽類和含有機化合物的電解質系統(tǒng)。這些模型已廣泛地

16、在工業(yè)中應用，計算結果準確可靠。u電解質系統(tǒng)有三個電解質物性參數數據庫：水數據庫包括純物質的各種離子和分子溶質的性質；固體和Barin數據庫包括鹽類組分性質；u模擬電解質過程的功能在整套Aspen Plus都可以應用。用戶可以用數據回歸系統(tǒng)（DRS）確定電解質物性模型參數。所有Aspen Plus的單元操作模型均可處理電解質系統(tǒng) 。例如，Aspen Plus閃蒸和分餾模型可以處理有化學反應過程的電解質系統(tǒng)。 第16頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ASPEN PLUS的優(yōu)勢的優(yōu)勢具有完整的單元操作模型庫具有完整的單元操作模型庫uAspen Plus有一套完整的單元操作模型，可以

17、模擬各種操作過程,由單個原油蒸餾塔的計算到整個合成氨廠的模擬。u由于Aspen Plus系統(tǒng)采用了先進的PLEX數據結構，對于組分數、進出口物流數、塔的理論板數以及反應數目均無限制，這是Aspen Plus的一項獨特優(yōu)點，非其它過程模擬軟件所能比擬。u此外，所有模型都可以處理固體和電解質。單元操作模型庫約由50種單元操作模型構成。u用戶可將自身的專用單元操作模型以用戶模型（USER MODEL）加入到Aspen Plus系統(tǒng)之中，這為用戶提供了極大的方便性和靈活性。 第17頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ASPEN PLUS的優(yōu)勢的優(yōu)勢具有快速可靠的流程模擬功能具有快速可靠的

18、流程模擬功能u Aspen Plus提供流程模擬所需的多種功能，可幫助用戶方便地編寫輸入文件，快速而可靠地收斂流程，以及進行流程優(yōu)化計算。這些功能包括：u 可按流程模擬需要使用在線FORTRAN語句和子程序。u 可以使用Aspen Plus的插入模塊（Insert）功能，重復使用流程模型的某一部分，例如一個酸性氣體凈化模型，一組物性輸入數據。也可以建立用戶自已的Inserts， 并存入用戶插入模塊庫（Library）來應用。u 可以利用設計規(guī)定（Design Specification）來達到對任何模塊計算的參數所規(guī)定的目標值。 第18頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ASPE

19、N PLUS的優(yōu)勢的優(yōu)勢具有最先進的計算方法具有最先進的計算方法uAspen PlusAspen Plus具有最先進的流程收斂方法具有最先進的流程收斂方法 Aspen Plus具有最先進的數值計算方法，能使循環(huán)物流和設計規(guī)定迅速而準確地收斂。這些方法包括直接迭代法(Wegstein)、正割法(Secant)、擬牛頓法、Broyden法等。這些方法均經AspenTech進行了修正。例如，修正后Secant法可以處理非單調的設計規(guī)定。Aspen Plus可以同時收斂多股撕裂（Tear）物流、多個設計規(guī)定，甚至收斂有設計規(guī)定的撕裂物流。這些特點對解決高度交互影響的問題時特別重要。uAspen Plu

20、s可以進行過程優(yōu)化計算可以進行過程優(yōu)化計算 應用Aspen Plus的優(yōu)化功能，可尋求工廠操作條件的最優(yōu)值，以達到任何目標函數的最大值。對約束條件和可變參數的數目沒有限制，可以將任意工程或技術經濟變量作為目標函數，如利潤和生產率。用戶在選取操作參數限制范圍時，具有很大的靈活性。 Aspen Plus的一大特點是能將流程模擬和優(yōu)化同時收斂，這樣使得收斂更加迅速而可靠。 第19頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/主要內容主要內容 ASPEN PLUS簡介簡介 ASPEN PLUS 安裝方法及界面介紹安裝方法及界面介紹通過實例介紹如何建立模擬模型通過實例介紹如何建立模擬模型模型分析工具

21、的使用模型分析工具的使用 第20頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ASPEN PLUS 2006 安裝方法安裝方法一運行虛擬光驅DAEMON TOOLS，載入ASPEN 2006的ISO文件（2.61G那個）二運行虛擬盤上的Setup，到添加license這一步三將文件夾“化工流程模擬系統(tǒng)TLF-SOFT-ASPENTECH ASPEN PIMS FAMILY V2006-MAGNiTUDE”下的文件夾中的license generator和那個數據庫dat文件，一起拷到軟件將要安裝的目的文件夾下四運行l(wèi)icense generator，出現(xiàn)一DOS窗口，耐心再耐心，直到窗口提

22、示Press any key，產生lic文件；五回到安裝程序，選local license，選中產生的lic文件六安裝選擇install by Product，選Aspen Engineer，選擇所需組件進行安裝（一般選組件Aspen Plus和Properties ）七重啟電腦，運行user interface即可。 第21頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/標題欄標題欄菜單欄菜單欄NEXT按鈕按鈕工具欄工具欄工藝流工藝流程窗口程窗口模型選擇按模型選擇按鈕鈕模型庫模型庫狀態(tài)欄狀態(tài)欄ASPEN PLUS 的用戶界面介紹的用戶界面介紹初始化按鈕初始化按鈕數據瀏覽器數據瀏覽器按鈕按鈕

23、 第22頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ASPEN PLUS 的用戶界面介紹的用戶界面介紹提示域提示域菜單樹菜單樹文件夾列表文件夾列表顯示或隱藏菜顯示或隱藏菜單樹單樹向后按向后按鈕鈕向前按向前按鈕鈕前一個表前一個表頁按鈕頁按鈕后一個表后一個表頁按鈕頁按鈕注釋按注釋按鈕鈕 第23頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/狀態(tài)指示器狀態(tài)指示器 第24頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/建立模擬模型的基本步驟建立模擬模型的基本步驟2. 選用選用Template3. 選用單元操作模塊：選用單元操作模塊：Model Blocks4. 連結流股：連結流股：Strea

24、ms 5. 設定全局特性設定全局特性 第25頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/建立模擬模型的基本步驟建立模擬模型的基本步驟 第26頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/COAL DEC-PRODCOM-PRODFLUE ASH RYIELDDECOMPRGIBBSCOMBSSPLITSEP1AIR 工業(yè)分析工業(yè)分析(%)元素分析元素分析(%)全硫分析全硫分析()發(fā)熱量發(fā)熱量(MJ/kg)Mad VdAdFCdCdHdNdSdOdSpSsSoQdaf.gr151.30.627.21T=25P=1atmFee

25、d=1kg/hrT=25P=1atmFeed=0.02cum/hrT=1000P=1atmT=1000P=1atm實例實例粉煤爐的煤粉燃燒粉煤爐的煤粉燃燒假定煤粉燃燒分為三個步驟：熱解、燃燒和煙氣除塵假定煤粉燃燒分為三個步驟：熱解、燃燒和煙氣除塵 第27頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/2.選用選用Template和運行型類型和運行型類型Run Type建立模擬模型的基本步驟建立模擬模型的基本步驟我們采用公我們采用公制單位制單位 第28頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/設置運行類型設置運行類型 第29頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/單元操作模型

26、選擇依據-反應器 第30頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/單元操作模型選擇依據-分離和分流 第31頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/采用采用RYIELD模型模型代表煤中揮發(fā)分的代表煤中揮發(fā)分的分解過程分解過程采用采用RGIBBS模型代模型代表煤的燃燒過程表煤的燃燒過程采用采用SSPLIT模型代模型代表除塵過程表除塵過程常用快捷鍵：常用快捷鍵：“CTRL+K”改變模塊圖標的改變模塊圖標的形式形式“CTRL+M”修改模塊或流股修改模塊或流股的名稱的名稱“CTRL+/”改變模塊改變模塊/流程圖流程圖標的大小標的大小方向鍵移動模塊方向鍵移動模塊圖標的位置圖標的位置在該模

27、型庫中在該模型庫中選擇所需模塊選擇所需模塊SSPLITSEP1 第32頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/4.常用快捷鍵：常用快捷鍵：“CTRL+B”兩相鄰模塊對齊兩相鄰模塊對齊“CTRL+HOME”中心顯示中心顯示“CTRL+H”隱藏隱藏/顯示物流或顯示物流或模塊模塊“DEL”刪除物流或模塊刪除物流或模塊物流物流COAL表示煤表示煤物流物流ASH表示飛灰表示飛灰物流物流FLUE表示煙氣表示煙氣物流物流AIR表示空氣表示空氣SSPLITSEP1 第33頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/5.設定全局特性設定全局特性因為含有常規(guī)固體因為含有常規(guī)固體和非常規(guī)固體，選和非

28、常規(guī)固體，選用用MIXCINC單擊單擊NEXT按按鈕鈕,出現(xiàn)提示出現(xiàn)提示框，選擇確框，選擇確定，便出現(xiàn)定，便出現(xiàn)右邊所示頁右邊所示頁面面也可以單擊也可以單擊數據瀏覽器數據瀏覽器按鈕按鈕 第34頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/在在Description頁中，可以輸入一些說頁中，可以輸入一些說明性文字，這些文字將出現(xiàn)在結果報明性文字，這些文字將出現(xiàn)在結果報告的開頭告的開頭 第35頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/這兩項必須輸入，這兩項必須輸入，可隨便輸入值可隨便輸入值通常情況下，通常情況下，Setup表頁表頁下的其它地下的其它地方采用默認方采用默認值，也可根值，也

29、可根據需要修改據需要修改輸入完畢后輸入完畢后Setup標簽標簽變成變成對號對號，說明此頁已說明此頁已經完成輸入經完成輸入單擊單擊NEXT按鈕按鈕 第36頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/輸入組分數據。在輸入組分數據。在Component ID下下輸入組分代號并按輸入組分代號并按回車鍵，對于常規(guī)回車鍵，對于常規(guī)組分，則該組分的組分，則該組分的其它信息會自動顯其它信息會自動顯示在后面。示在后面。對于像對于像COAL和和ASH等非常規(guī)組分，等非常規(guī)組分，在在Type下選擇下選擇Nonconventional輸入完畢后單擊輸入完畢后單擊NEXT按鈕按鈕利用該按鈕可根據組分名、分子式、利

30、用該按鈕可根據組分名、分子式、組分類別、分子量、沸點、或組分類別、分子量、沸點、或CAS號號查找組分查找組分。 第37頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/物性方法的選物性方法的選擇對于模擬的擇對于模擬的準確性來說至準確性來說至關重要，是模關重要，是模擬的一個關鍵擬的一個關鍵步驟步驟本例選擇狀態(tài)本例選擇狀態(tài)方程方法方程方法PR-BM輸入完畢后單輸入完畢后單擊擊NEXT按鈕按鈕 第38頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/此頁是對非常規(guī)此頁是對非常規(guī)組分（組分（COAL和和ASH）選擇物性）選擇物性方法方法兩者的焓模型都兩者的焓模型都選擇選擇HCOALGEN,密度模型選擇

31、密度模型選擇DCOALIGT焓模型后面的選焓模型后面的選項代碼值依次表項代碼值依次表示燃燒熱、生成示燃燒熱、生成熱、熱容和焓基熱、熱容和焓基準，選項代碼值準，選項代碼值代表了不同的計代表了不同的計算方法算方法組分COAL焓模型的選項代碼值選擇“6111”，ASH選擇“1111” 第39頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/此頁是對非常規(guī)組此頁是對非常規(guī)組分（分（COAL）選擇物）選擇物性參數，本例是輸性參數，本例是輸入入COAL的發(fā)熱量的發(fā)熱量單擊單擊NEW按鈕，在按鈕，在彈出的頁面中，類彈出的頁面中，類型選擇型選擇Nonconventional，名稱命名為名稱命名為HEAT 第4

32、0頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/Parameter選擇選擇HCOMB，單位選，單位選擇擇MJ/kg,根據前根據前面的煤常規(guī)分析面的煤常規(guī)分析輸入發(fā)熱量的值輸入發(fā)熱量的值為為27.21注意注意：HCOMB是是以無礦物質基為以無礦物質基為基準的基準的輸入完畢后單擊輸入完畢后單擊NEXT按鈕按鈕 第41頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/通常只對進料物通常只對進料物流輸入流股信息流輸入流股信息輸入物流輸入物流AIR的流的流股信息股信息對于所有外部物對于所有外部物流，物流數據只流，物流數據只需輸入溫度、壓需輸入溫度、壓力及氣體分率中力及氣體分率中的任意兩項就可的任意兩

33、項就可以了以了輸入完畢后單擊輸入完畢后單擊NEXT按鈕按鈕 第42頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/輸入物流輸入物流COAL的的流股信息流股信息Substream name下拉框選擇下拉框選擇NCComposition下拉下拉框下選擇框下選擇Mass-frac，并在組分，并在組分COAL后輸入值后輸入值1，此時激活此時激活Component Attr.欄欄 第43頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/根據前面提供的煤根據前面提供的煤的常規(guī)分析數據，的常規(guī)分析數據，輸入物流輸入物流COAL的的相應的工業(yè)分析、相應的工業(yè)分析、元素分析和硫分析元素分析和硫分析數據數據輸入

34、完畢后單擊輸入完畢后單擊NEXT按鈕按鈕 第44頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/對于對于COMB模塊，模塊，在在Specification頁頁輸入壓力和溫度值輸入壓力和溫度值計算選項選擇同時計算選項選擇同時計算相平衡和化學計算相平衡和化學平衡平衡輸入完畢后單擊輸入完畢后單擊NEXT按鈕按鈕 第45頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/在在Products頁選擇頁選擇Identify possible products,并在下并在下面輸入可能的產物面輸入可能的產物本例題定義的可能本例題定義的可能產物為產物為O2、N2、SO2、SO3、H2O、NO2 、NO、N2O、

35、H2S、CO、CO2輸入完畢后單擊輸入完畢后單擊NEXT按鈕按鈕 第46頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/對于對于DECOMP模模塊，在塊，在Specification頁頁輸入壓力和溫度輸入壓力和溫度值值輸入完畢后單擊輸入完畢后單擊NEXT按鈕按鈕 第47頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/Yield頁中的頁中的Yield opition選選擇擇Component yields假定煤熱解后的假定煤熱解后的產物為產物為C、H2、O2、N2、S、H2O和和ASH，其，其中中C、H2、O2、N2、S的含量由的含量由煤的元素分析得煤的元素分析得到，到，H2O和和ASH由工

36、業(yè)分析得到由工業(yè)分析得到在后面會利用在后面會利用FORTRAN模塊模塊來計算，在此處來計算，在此處的初始值可隨便的初始值可隨便輸入輸入 第48頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/在在Comp.Attr頁完成頁完成ASH的的組分規(guī)定組分規(guī)定 第49頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/在在Flowsheeting Calculator下建下建立立FORTRAN模塊模塊RYIELD來計算熱來計算熱解產物的產率解產物的產率定義了定義了9個流程變個流程變量，其中量，其中ULT為矢為矢量，代表煤的元素量，代表煤的元素分析，其它為標量，分析，其它為標量，WATER代表煤的代表煤的

37、含水量，含水量，H2O、CARB、HYDRGN、NITRGN、SULF、OXYGEN、ASH代表對應的熱解產代表對應的熱解產物的含量物的含量 第50頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/組分矢變量組分矢變量組分標變量組分標變量模塊標變量模塊標變量 第51頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/在在Calculator下完下完成成FORTRAN語句語句的輸入的輸入有兩種方式可以選有兩種方式可以選擇：擇：Fortran或或Excel此處選擇此處選擇Fortran方式方式由矢變量自動生成的變量，表示其長度每行只能輸入一句執(zhí)行語句，且從第7列開始輸入 第52頁馬后炮化工技術論壇馬

38、后炮化工技術論壇Http:/按照右邊的輸入按照右邊的輸入方式完成方式完成SEP1模模塊的參數輸入塊的參數輸入 第53頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ 從從 Run菜單中選擇菜單中選擇Run 或按或按 Next 按鈕按鈕.當所要求的表頁全部填完時執(zhí)行模擬過程當所要求的表頁全部填完時執(zhí)行模擬過程.按鈕按鈕Next 將使你進入沒有填完的表頁中將使你進入沒有填完的表頁中. 第54頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/控制面板 信息窗口,通過顯示來自計算的最新信息而顯示模擬的進展過程狀態(tài)區(qū)域,顯示所執(zhí)行的模擬模塊和收斂回路的層次和順序Run開 始 或 繼 續(xù) 計 算Step

39、單 步 計 算 流 程 中 的 模 塊Stop暫 停 模 擬 計 算Reinitialize清 除 模 擬 結 果Results查 看 模 擬 結 果 第55頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ 歷史文件或控制面板信息歷史文件或控制面板信息 包括任何生成的錯誤信息和警告 在View 菜單下選擇 History 或 Control Panel ,顯示歷史文件和控制面板 物流結果物流結果 包括物流條件和組成 對于所有物流 (/Data/Results Summary/Streams) 對于單個物流(在Data Browser中打開物流文件夾選擇Results 表) 模塊結果模塊結果

40、包括計算出的模塊操作條件 (在Data Browser中打開模塊文件夾并選擇Results 表) 第56頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ 制定流股結果的格式制定流股結果的格式 表格式文件（TFF）決定了流股結果的格式（順序、標注、精度以及其它選項） 可以在下述之一的位置規(guī)定TFF： 1、Results Summary Steams Material頁中的Format框 2、Setup Report Options Stream頁中的Stream Format框 查看一段報告查看一段報告 在View菜單上，單擊Report 選擇你想要查看的報告部分 輸輸出報告文件出報告文件 在

41、 File 菜單上 單擊 Export 在 Save As Type （保存類型 ）框中 選擇 Report 文件 輸入文件名 該文件可以保存到本地計算機上的任何目錄中 選擇 Save 保存報告文件 第57頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/Aspen Plus中的文件格式中的文件格式 第58頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/存儲模擬的方法有三種：文檔文件文檔文件備份文件備份文件輸入文件輸入文件(*.apw)(*.bkp)(*.inp)模擬定義模擬定義YesYesYes收斂信息收斂信息YesNoNo結果結果YesYesNo圖形圖形YesYesYes/No用戶可讀的

42、用戶可讀的 No NoYes向上兼容向上兼容 No Yes Yes打開打開/保存速度保存速度High (高高)Low (低低) Lowest(最低最低)空間需求空間需求High (高高) Low (低低) Lowest(最低最低) 第59頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/主要內容主要內容 ASPEN PLUS簡介簡介 ASPEN PLUS 安裝方法及界面介紹安裝方法及界面介紹通過實例介紹如何建立模擬模型通過實例介紹如何建立模擬模型模型分析工具使用的基礎模型分析工具使用的基礎 第60頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ 第61頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇H

43、ttp:/COAL DEC-PRODCOM-PRODFLUE ASH RYIELDDECOMPRGIBBSCOMBSSPLITSEP1AIR 進口空氣流量是多少才能時煙氣中的氧氣濃度為進口空氣流量是多少才能時煙氣中的氧氣濃度為5%？被操縱(改變的)變量是什么? 進口空氣體積流量進口空氣體積流量被測量(采集)變量是什么? 出口煙氣中的氧氣濃度出口煙氣中的氧氣濃度要達到的規(guī)定(目標)是什么? 出口煙氣中的氧氣濃度為出口煙氣中的氧氣濃度為5% 第62頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ 從菜單中選擇從菜單中選擇-DataFlowsheeting Option-Design Specs

44、在設計規(guī)定頁面在設計規(guī)定頁面,單擊單擊New,輸入輸入ID號號單擊單擊New按鈕，新按鈕，新建一個設計規(guī)定建一個設計規(guī)定 第63頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ 在在Define頁中定義一個采集變量頁中定義一個采集變量,單擊單擊New,創(chuàng)建一個新變量創(chuàng)建一個新變量單擊單擊New按鈕，創(chuàng)按鈕，創(chuàng)建一個新的變量，給建一個新的變量，給這個變量命名，然后這個變量命名，然后單擊單擊OK 第64頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/規(guī)定選擇見下圖規(guī)定選擇見下圖,輸入完畢輸入完畢,單擊單擊Close 第65頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ 在在Spec頁面頁面

45、,為采集的變量規(guī)定一個目標值和容差為采集的變量規(guī)定一個目標值和容差 第66頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/定義操縱變量定義操縱變量,具體規(guī)定如下具體規(guī)定如下:設計規(guī)定是通過設計規(guī)定是通過改變操縱變量的改變操縱變量的值來滿足目標函值來滿足目標函數方程的。操縱數方程的。操縱變量的上下限可變量的上下限可以是常數或是流以是常數或是流程變量的函數程變量的函數這樣就完成了一這樣就完成了一個設計規(guī)定所需個設計規(guī)定所需的各步驟的各步驟 第67頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/單擊單擊Next鈕鈕,運行軟件，在運行結果中查看運行軟件，在運行結果中查看Streams 第68頁馬后

46、炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ 第69頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ 第70頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/COAL DEC-PRODCOM-PRODFLUE ASH RYIELDDECOMPRGIBBSCOMBSSPLITSEP1AIR 考察煙氣中考察煙氣中SO2濃度隨煤粉爐溫度的變化情況濃度隨煤粉爐溫度的變化情況煤粉爐的溫度變化范圍為：煤粉爐的溫度變化范圍為：800-1000 采集變量是什么？ 煙氣中煙氣中SO2的體積濃度的體積濃度操縱變量是什么？ 煤粉爐（煤粉爐（COMB）的溫度）的溫度 第71頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Ht

47、tp:/ 從菜單中選擇從菜單中選擇-DataModel Analysis Tools-Sensitivity 在敏感分析頁面在敏感分析頁面,單擊單擊New,輸入輸入ID號號 第72頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/ 在在Define頁定義一個采集變量，這里是煙氣中頁定義一個采集變量，這里是煙氣中SO2濃度，濃度，ID號為號為FLUSO2 在彈出的變量定義窗口中完成其輸入，然后單擊在彈出的變量定義窗口中完成其輸入，然后單擊Close關閉該窗口關閉該窗口 第73頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/在在Vary頁中，定頁中，定義一個操縱變量，義一個操縱變量，這里是這里是

48、COMB模模塊的溫度。塊的溫度。首先選擇一個新首先選擇一個新的變量號，然后的變量號，然后選擇其變量類型、選擇其變量類型、模塊及變量模塊及變量然后輸入變量的然后輸入變量的范圍和步長范圍和步長 第74頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/在在Tabulate頁中，頁中，定義敏感度分析定義敏感度分析表格中要顯示的表格中要顯示的內容內容在第一列中輸入在第一列中輸入數字數字1，后面輸入，后面輸入要列表的變量或要列表的變量或表達式表達式至此敏感度模塊至此敏感度模塊已輸入完畢，單已輸入完畢，單擊運行按鈕，運擊運行按鈕，運行該模型行該模型 第75頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/計

49、算結果計算結果見右邊所見右邊所示示 第76頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/為了更直觀的看為了更直觀的看到煤粉爐溫度對到煤粉爐溫度對煙氣中煙氣中SO2濃度濃度的影響，可以用的影響，可以用此結果表繪制一此結果表繪制一個曲線圖，步驟個曲線圖，步驟為：為：1、選擇第二列、選擇第二列數據最為數據最為X軸變軸變量，打開量，打開Plot菜菜單，單擊單，單擊X-Axis Variable2、類似的選擇、類似的選擇第三列數據為第三列數據為Y軸變量軸變量 第77頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/3、單擊、單擊Plot菜單下的菜單下的Display Plot選項，便出選項，便出現(xiàn)右

50、邊所示現(xiàn)右邊所示的曲線圖，的曲線圖，可以看到，可以看到，煙氣中煙氣中SO2濃度隨著溫濃度隨著溫度的升高而度的升高而升高升高 第78頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/用于最大化用于最大化/最小化目標函數最小化目標函數目標函數是用流程變量和內嵌的目標函數是用流程變量和內嵌的Fortran 表示表示的。的。優(yōu)化可以有零個或多個約束條件。優(yōu)化可以有零個或多個約束條件。約束條件可以是等式或不等式。約束條件可以是等式或不等式。優(yōu)化位于優(yōu)化位于/Data/Model Analysis Tools/Optimization 下下約束條件的規(guī)定位于約束條件的規(guī)定位于/Data/Model Ana

51、lysis Tools/Constraint 下下優(yōu)優(yōu) 化化 第79頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/COAL DEC-PRODCOM-PRODFLUE ASH RYIELDDECOMPRGIBBSCOMBSSPLITSEP1AIR 找找出煙氣中污染物總量（出煙氣中污染物總量（NO,NO2,SO2和和SO3）最少時）最少時煤粉爐的溫度和進口空氣流量。煙氣中煤粉爐的溫度和進口空氣流量。煙氣中O2濃度保證在濃度保證在5%采集變量是什么？ 煙氣煙氣FLUE中中NO,NO2,SO2和和SO3的濃度的濃度要被最小化的目標函數是什么？ NO+NO2+SO2+SO3約束條件是什么 煙氣中煙氣中O2濃度為濃度為5%操縱變量是什么 煤粉爐溫度和進口空氣流量煤粉爐溫度和進口空氣流量 第80頁馬后炮化工技術論壇馬后炮化工技術論壇Http:/首先在首先在Model