天津大學Aspen Energy Analyzer（課堂PPT）

1、.1化工過程熱集成化工過程熱集成Aspen Energy Analyzer.21 Aspen Energy AnalyzerAspen Energy Analyzer（能量分析器）是（能量分析器）是AspenTech公司旗下的產品，是進行換熱網絡公司旗下的產品，是進行換熱網絡優(yōu)化設計的一個功能強大的概念設計包，提供優(yōu)化設計的一個功能強大的概念設計包，提供了夾點分析和換熱網絡優(yōu)化設計的環(huán)境，是了夾點分析和換熱網絡優(yōu)化設計的環(huán)境，是Aspen在工程應用上的一個重要工具。在工程應用上的一個重要工具。.3n計算能量和設備投資目標計算能量和設備投資目標n進一步改善能量熱集成項目，從而減進一步改善能量熱集

2、成項目，從而減少操作費用、設備投資費用并使能量利用少操作費用、設備投資費用并使能量利用最大化最大化n提供過程能量優(yōu)化的工具提供過程能量優(yōu)化的工具n提供圖表結合使用的方法提供圖表結合使用的方法1.1 Aspen Energy Analyzer的功能的功能.41.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介啟動啟動Aspen Energy Analyzer.5新建新建HI Case/HI Project1.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介.6輸入物流信息與公用工程輸入物流信息與公用工程至少輸入流股的入口溫度、出口溫度、熱容流率和熱負至少輸入流股的入口溫度、出口溫度、

3、熱容流率和熱負荷四個參數(shù)中的三個荷四個參數(shù)中的三個1.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介.7工工具具介介紹紹從從Hysys流程中導入數(shù)據(jù)流程中導入數(shù)據(jù)從從Aspen流程中導入數(shù)據(jù)流程中導入數(shù)據(jù)從從Excel中導入數(shù)據(jù)中導入數(shù)據(jù)打開目標查看窗口打開目標查看窗口打開復合曲線窗口打開復合曲線窗口打開總復合曲線窗口打開總復合曲線窗口打開公用工程復合曲線窗口打開公用工程復合曲線窗口打開換熱網絡網格圖窗口打開換熱網絡網格圖窗口1.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介.8目標查看窗口目標查看窗口夾點溫度夾點溫度能量目標能量目標所需換熱設備數(shù)所需換熱設備數(shù)1.2 Aspe

4、n Energy Analyzer簡介簡介.9復合曲線窗口復合曲線窗口1.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介.10總復合曲線窗口總復合曲線窗口1.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介.11換熱網絡網格圖窗口換熱網絡網格圖窗口繪制換熱網絡網格圖繪制換熱網絡網格圖設計工具設計工具添加換熱器添加換熱器冷公用工程冷公用工程熱公用工程熱公用工程工藝物流工藝物流1.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介.12熱流熱流冷流冷流熱流入口溫度設定熱流入口溫度設定熱流出口溫度設定熱流出口溫度設定冷流出口溫度設定冷流出口溫度設定冷流入口溫度設定冷流入口溫度設定換

5、熱器熱負荷換熱器熱負荷換熱器面積換熱器面積換熱器參數(shù)設定窗口換熱器參數(shù)設定窗口1.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介.13換熱網絡網格圖換熱網絡網格圖1.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介.14自動設計換熱網絡自動設計換熱網絡首先將首先將Case文件轉換為文件轉換為Project文件文件1.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介.15HI Project1.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介.16右擊右擊Case1選擇選擇Recommended Designs1.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介.

6、17Recommend Designs參數(shù)設置窗口參數(shù)設置窗口 設置每股物流的最大分離數(shù)和最大設計方案數(shù)設置每股物流的最大分離數(shù)和最大設計方案數(shù)1.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介.18自動設計方案窗口自動設計方案窗口優(yōu)優(yōu)化化工工具具1.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介.19各方案比較各方案比較 可比較總費用、換熱器面積、換熱單元數(shù)、設備投資費可比較總費用、換熱器面積、換熱單元數(shù)、設備投資費用、冷熱公用工程費用、操作費用，還可查看各參數(shù)目標值。用、冷熱公用工程費用、操作費用，還可查看各參數(shù)目標值。如果以年度總費用最小為目標，則選擇如果以年度總費用最小

7、為目標，則選擇A_Design2方案。方案。1.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介.20改造模式（改造模式（Retrofit） 對換熱方案進一步優(yōu)化對換熱方案進一步優(yōu)化改改造造工工具具1.2 Aspen Energy Analyzer簡介簡介.21例題例題某過程系統(tǒng)含有的工藝物流包括某過程系統(tǒng)含有的工藝物流包括2個熱物流及個熱物流及2個個冷物流，給定的物流數(shù)據(jù)如下表，假如選取熱、冷物冷物流，給定的物流數(shù)據(jù)如下表，假如選取熱、冷物流間最小允許傳熱溫差為流間最小允許傳熱溫差為20，試分析夾點位置并初，試分析夾點位置并初步設計換熱網絡。步設計換熱網絡。物流物流熱容流熱容流率率,k

8、W/初始溫度初始溫度,目標溫度目標溫度,熱負荷熱負荷,kWH12.015060180.0H28.09060240.0C12.520125262.5C23.025100225.0.221.輸入工藝流股數(shù)據(jù)輸入工藝流股數(shù)據(jù).232.選擇公用工程選擇公用工程.243.設定設定Tmin=20，得到夾點位置，得到夾點位置夾點處熱物流的溫度為夾點處熱物流的溫度為90，冷物流的溫度為，冷物流的溫度為70.254. 按夾點技術設計換熱網絡按夾點技術設計換熱網絡手動設計方案手動設計方案熱端（夾點上方）的設計熱端（夾點上方）的設計H1HC1C2夾點夾點夾點上方夾點上方H1150907012510070CPQ2.0

9、2.53.0120137.590.0經驗規(guī)則經驗規(guī)則1 一次換熱處理完一股物流一次換熱處理完一股物流經驗規(guī)則經驗規(guī)則2 匹配物流熱容流率應相近匹配物流熱容流率應相近118CPH CPCNH NC.26冷端（夾點下方）的設計冷端（夾點下方）的設計3CCPH CPCNH NC2180夾點夾點H2C1C2夾點下方夾點下方H1CPQ2.08.02.53.0602401251356060202590907070283.54.5將冷、熱兩端設計方案合并即為總的換熱網絡將冷、熱兩端設計方案合并即為總的換熱網絡4. 按夾點技術設計換熱網絡按夾點技術設計換熱網絡手動設計方案手動設計方案.275. 自動設計換熱網絡自動設計換熱網絡將將Case文件轉換為文件轉換為Project文件文件.28設置自動設計方案參數(shù)設置自動設計方案參數(shù)5. 自動設計換熱網絡自動設計換熱網絡.29三個自動設計方案，一個手動設計方案三個自動設計方案，一個手動設計方案.30n如果以年度總費用最小為目標，則選擇如果以年度總費用最小為目標，則選擇Design1方案，即手動設計方案為初步設計的方案，即手動設計方案為初步設計的換熱網絡。換熱網絡。n將將Design1方案設置為改造模式，可進一方