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工流程模拟软件大全
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1 概要
目前，国内主要的化工流程模拟软件美国SimSci-Esscor公司的PRO/II，美国aspenTech公司的Aspen Plus，hysys，英国PSE公司的gPROMS，美国Chemstations公司ChemCAD和美国WinSim Inc. 公司的Design II，加拿大Virtual Materials Group的VMGSim。现将这几种软件简介归纳如下，供参考学习之用。
2 CHEMCAD, PROII, ASPEN的比较 简单总结以下七点：
1 一般认为，PROII在炼油工业应用更为准确些，因其数据库中有不少经验数据；而ASPEN在化工领域表现更好，Aspen Plus与之比较有其它软件不可比拟的优点它基本上覆盖了以上各软件的所有优点。有人比喻：PROII是经验派，ASPEN是学院派。
2. 学习aspen plus必备
1化工原理；讲化工过程得单元操作
2热力学方法；讲述物性计算方法；
3化工系统工程；讲述如何对化工系统进行建模，分析、求解 如果简单掌握，
1、2就可以了，如果想进一步深入，还需看看3，另外有一个有经验得老师辅导也是很重要的。
3. HYSYS主要用于炼油。动态模拟是它的优势。 ASPEN是智能型的，用于化工领域流程模拟，比较大或长的流程，而且数据库比较全，开方式的。它和HYSYS现在是一家。 PRO／II可以用于设备核算，流程短，或精馏核算。 chemcad由于物性较少，使用不方面，相对较差，网上到处都可以下载，设计院不太使用，高校中有一定市场。
4. 我觉得aspen plus的计算是最精确的，数据库的建设也是最完善的。不过我对它的操作不太适由于它考虑的方面非常全面，所以让我感觉学起来比较费劲。chemcad的界面操作让人感觉非常简 单，使用起来比较顺手。但是数据库不是太大，我用的5.0版本，就只有2000中常用物质的物性数据。PRO／II在这两方面都在中间。
5. 从易收敛性上看，chemcad>hysys>proii。
6. 从贴近工业实际看，proii>hysys>chemcad四个都是工程模拟仿真软件，其中Aspen、PRO/II， HYSYS为国内绝大多数设计院所使用。感觉Aspen适应范围最广，电解质、固体、燃烧等模块是其它软件难以比拟的；PRO/II在石化上应用较多，积累了丰富的经验；HYSYS则在油气工程领域就有着极高的精度和准确性。 青岛科技大学（原青岛化工学院）开发了个ECSS，对它的评价只能是“国货”，青岛科技大学自己也不使用它的。
7. 版本介绍： aspen好用的版本是10.2和11.1，其中10.2在winXP上使用会有一些小问题，但通过变通方法可以使用，11.1使用中有一个小问题，很容易解决的。至于其它版本，目前看来还不能正常地使用。
Pro/II好用的版本是5.6、6.0、7.1，前两个版本没得说，追新的可能会喜欢7.1，但该版本在winXP以上版本安装时有的会装不上。
Hysys好用的是2.4、3.0、3.2，其中3.0版本必须从光盘安装，3.2版本有些问题，每次使用半个小时后有时会无缘无故退出。
3 各软件简介
3.1AspenOneAspenOne美国AspenTech公司在2004年底推出，EO(联立方程)方面有较大改进。官方网站：http://www.AspenTech.com，下面Hysys，HTFS,Aspen Plus是其主要产品：
3.1.1Hysys关于HysysHysys原是加拿大Hyprotech公司产品，Hyprotech公司创建于 1976 年，是世界上最早开拓石油、化工方面的工业模拟、仿真技术的跨国公司。其技术广泛应用于石油开采、储运、天然气加工、石油化工、精细化工、制药、炼制等领域。它在世界范围内石油化工模拟、仿真技术领域占主导地位。 Hyprotech 已有 17000 多家用户，遍布 80 多个国家，其注册用户数目超过世界上任何一家过程模拟软件公司。目前世界各大主要石油化工公司都在使用 Hyprotech 的产品，包括世界上名列前茅的前 15 家石油和天然气公司，前 15 家石油炼制公司中的 14 家和前15 家化学制品公司中的 13 家。 2002年美国AspenTech公司将Hyprotech公司收购，Hysys就该是AspenTech公司旗下产品了，2004年美国Honeywell公司从AspenTech公司买下Hysys软件的产权。Hysys2004为AspenOne的一部分，是Aspen买了Hysys后推出的第一个版本。Aspen One目录里就有Aspen Hysys Hysys的开发背景 由于微机的高速发展及MicrosoftWindows软件的推出，改变了DOS对微机资源及单任务的限制，使得动态模拟系统在微机上运行成为可能.加拿大HYPROTECH公司不负众望，以雄厚的技术实力，在世界上率先开发出微机版动态模拟系统HYSYS 1. 0。动态模拟系统HYSYS的推广及应用必将给石油化工设计领域、生产领域、研究领域带来一场深刻的革命，成为石油化工领域划时代的里程碑。化工模拟软件基本是沿两个方面发展和提高，一是在化工模拟理论和技术方面发展，从而使软件应用范围更加广泛，另一方面是在软件及计算机辅助工具发展，也就是研究更好的办法，使工程师更易掌握、使用这种软件，在研究方案中更灵活地运用这种软件。近年来，前一方面发展很快，后一方面则进展很慢。由于前一方面各家公司的水平都较高，所以后一方面显得尤为重要，将两者结合起来，利用新一代编程工具开发新一代的模拟软件，必将给化工模拟行业带来一场变革。 Hyprotech公司在软件发展过程中始终坚持一个宗旨：“使软件操作简单、方便，工程师易学、易懂”。达到这个目的方法之一就是工程师在使用过程中能随心所欲地更改变量。软件运行中的任何时刻都可以暂停以观察数据的变化。这就是所说的“完全交互式软件”，他就是Hyprotech公司的第一代产品HYSIM。它也是世界上第一个完全交互式的化工模拟软件。该公司的成功源于两个方面，其一是该公司不断发展的技术能力，其二是该公司对计算机技术发展带来的潜在的新技术的认识，以及对这种变化作出的快速反应。从交互模拟到微机上的交互模拟技术，该公司一直以提供创新的软件而领先于世界。 HYSYS以具有十几年世界各地石油化工领域的应用历史的HYSIM为其坚实的基础。HYSYS包含更多、更复杂的物性计算包及单元操作，为了能更快速、准确得到计算结果，增加了强大的初始化及快速迭代计算工具。同时还增加了系统优化、反应蒸馏、先进的变量计算表、用于控制研究的控制器和传递函数发生器。 Hysys的应用厂商 Hyprotech 公司国外用户：BP 、 Chevron 、 Dow 、 DuPont 、 Exxon Mobil 、 Fluor Daniel 、 Monsanto 、 Glaxo SmithKline 、 Rohm Hass 、 Bayer 、 Shell 、PraxAir 、 UOP 等 HYSYS 在国内应用非常广泛，国内用户总数已超过 50 。所有的油田设计系统全部采用该软 件进行工艺设计。下面是部分国内油田用户名单： 大庆油田设计院、辽河油田设计院、华北油田设计院、大港油田设计院、四川油田设计院、长庆油田设计院、青海油田设计院、中原油田设计院、江汉油田设计院、克拉玛依油田设计院、克拉玛依油田研究院、独山子炼油厂、独山子石化设计院、廊坊管道勘察设计研究院、中国海洋总公司生产研究中心、中国海洋总公司石油工程公司（天津塘沽）。中国海洋总公司南海分公司、壳牌中国分公司（ Shell ）、辽阳化纤公司、辽阳石化设计院、大庆石化设计院、岳阳石化公司、九江石化公司、南京石化公司、扬子石化公司、扬子石化设计院、抚顺石化设计院、抚顺石化公司、金陵石化公司、茂名石化设计院、镇江炼化工程公司 等。 HYSYS的特点 1 最先进的集成式工程环境。由于使用了面向目标的新一代编程工具，使集成式的工程模拟软件成为现实。在这种集成系统中，流程、单元操作是互相独立的。流程只是各种单元操作这种目标的集合，单元操作之间靠流程中的物流发生联系。在工程设计中稳态和动态使用的是同一个目标，然后共享目标的数据，不须进行数据传递。因此在这种先进且易于使用的系统中用户能够得到最大的效益，对复杂的工艺流程往往要分成几个部分模拟。这主要基于：①小流程分析方便，速度快；②对不同体系采用不同的热力学方法以取得更精确的结果，以往的软件基本采用的方法是先单独对小流程模拟，然后人工或软件通过文件将数据从一个流程传递到另一个流程。这种数据的强制性传递必然引起流程内部数据的矛盾，其结果是流程必须重新计算。集成式的工程环境则不同，它使人们能在一个模拟环境中将流程分为若干个子流程，可大可小。这种集成环境的独到之处是子流程、主流程之间的数据是相互共享的，不须传递。它们之间还可以采用不同的物性计算包。从一个流程到另一个流程就象翻书一样容易。 2 强大的动态模拟功能。 动态模拟的方法及过程是流程稳态模拟收敛后，首先定义单元操作的动态数据(如分离器的几何尺寸、液位高度等)，安装控制仪表，然后就可以进入动态，开始动态模拟。动态模拟过程中，可以随时调整温度、压力等各种工艺变量(这就是Windows的多任务)，观察它们对产品的影响以及变化规律。还可以随时停下来，转回静态。由于动态和静态是相同对象的共享，所以动静之间的转换非常容易。HYSYS提供了PID控制器、传递函数发生器、数控开关、变量计算表等进行动态模拟的控制单元。PID控制器可完成对任何变量的控制。②传递函数发生器可产生任何形式的过程传递函数，如一阶环节、二阶环节、微分和积分环节。用它们可以模拟任何被控制对象及干扰源。③数控开关在动态过程中，可通过检查某操作条件而控制另一变量的开或关，进而达到对整体装置的控制。○4每个变量计算表存储26 * 50，即130个变量。这个表象一台在线挂在实际装置上的控制机，可以引入流程中的任何变量，然后在表中处理(该表可以进行各种函数及逻辑运算)，将其结果再送回流程，指定给某些变量，从而达到控制某些变量的目的。 3 DCS接口。HYSYS通过动态链接库DLL与DCS控制系统链接。装置的DCS数据可以进入HYSYS，而HYSYS的工艺参数也可以传回装置。通过这种技术可以实现;①在线优化控制;②生产指导;③生产培训;④仪表设计系统的离线调试。 4 工艺参数优化器。软件中增加了功能强大的优化器，它有五种算法供您选择，可解决无约束、有约束、等式约束及不等式约束的问题。其中序列二次型是比较先进的一种方法，可进行多变量的线性、非线性优化，配合使用变量计算表，可将更加复杂的经济计算模型加入优化器中，以得到可获最大经济效益的操作条件。除了上述的特点外，HYSYS中还包括了事件驱动加物性计算包、干板开车、内置人工智能、数据回归包、物性计算包、物性预测系统、事件驱动、窄点分析工具、方案分析工具、各种塔板的水力学计算、任意塔的计算、非序贯模拟技术等。 Hysys的应用 HYSYS 软件是世界著名油气加工模拟软件工程公司开发的大型专家系统软件。该软件分动态和稳态两大部分。其动态和稳态主要用于油田地面工程建设设计和石油石化炼油工程设计计算分析。其动态部分可用于指挥原油生产和储运系统的运行。对于油田地面建设该软件可以解决以下问题：
（一）、在油田地面工程建设中的应用 • 各种集输流程的设计、评估及方案优化 • 站内管网、长输管线及泵站 • 管道停输的温降 • 收发清管球及段塞流的预测 • 油气分离 • 油、气、水三相分离 • 油气分离器的设计计算 • 天然气水化物的预测 • 油气的相图绘制及预测油气的反析点 • 原油脱水 • 原油稳定装置设计、优化 • 天然气脱水（甘醇或分子筛）、脱硫装置设计、优化 • 天然气轻烃回收装置设计、优化 • 泵、压缩机的选型和计算
（二）、在石油石化炼油方面的应用
1 ． 常减压系统设计、优化；
2 ． FCC 主分馏塔设计、优化；
3 ． 气体装置设计与优化；
4 ． 汽油稳定、石脑油分离和气提、反应精馏、变换和甲烷化反应器、酸水分离器、硫和 HF 酸烷基化、脱异丁烷塔等设计与优化；
5 ． 在气体处理方面：可完成：胺脱硫、多级冷冻、压缩机组、脱乙烷塔和脱甲烷 塔、膨胀装置、气体脱氢、水合物生成 / 抑制、多级、平台操作、冷冻回路、透平膨胀机优化。 HYSYS 软件功能 • HYSYS 软件与同类软件相比具有非常好的操作界面，方便易学，软件智能化程度高 。• 最先进的集成式工程环境由于使用了面向目标的新一代编程工具，使集成式的工程模拟软件成为现实。在这种集成系统中，流程、单元操作是互相独立的、流程只是各种单元操作这种目标的集合，单元操作之间靠流程中的物流进行联系。在工程设计中稳态和动态使用的是同一个目标，然后共享目标的数据，不需进行数据传递。因此在这种最先进且易于使用的系统中用户能够得到最大的效益。 • 内置人工智能：在系统中设有人工智能系统，它在所有过程中都能发挥非常重要的作用。当输入的数据能满足系统计算要求时，人工智能系统会驱动系统自动计算。当数据输入发生错误时，该系统会告诉你哪里出了问题。 • 数据回归包： 数据回归整理包提供了强有力的回归工具。用实验数据或库中的标准数据通过该工具用户可得到焓、气液平衡常数 K 的数学回归方程 ( 方程的形式可自定 ) 。用回归公式可以提高运算速度，在特定的条件下还可使计算精度提高。 • 严格物性计算包： HYSYS 提供了一组功能强大的物性计算包，它的基础数据也是来源于世界富有盛名的物性数据系统，并经过本公司的严格校验。这些数据包括 16,000 个交互作用参数和 1,800 多个纯物质数据。 • 功能强大的物性预测系统：对于 HYSYS 标准库没有包括的组分，可通过定义假组分，然后选择 HYSYS 的物性计算包来自动计算基础数据。 • DCS 接口： HYSYS 通过其动态链接库 DLL 与 DCS 控制系统链接。装置的 DCS 数据可以进入 HYSYS ，而 HYSYS 的工艺参数也可以传回装置。
通过这种技术可以实现： 1) 在线优化控制； 2) 生产指导； 3) 生产培训； 4) 仪表设计系统的离线调试。
• 事件驱动：将模拟技术和完全交互的操作方法结合，使 HYSIM 获得成功。而利用面向目标的技术使 HYSYS 这一交互方式提高到一个更高的层次，即事件驱动。当你在研究方案时，需要将许多工艺参数放在一张表中，当变化一种或几种变量时，另一些也要随之而变，算出的结果也要在表中自动刷新。这种几处显示数据随计算结果同时自动变化的技术就叫事件驱动。通过这种途径能使工程师对所研究的流程有更彻底的了解。
• 工艺参数优化器：软件中增加了功能强大的优化器，它有五种算法供您选择，可解决无约束、有约束、等式约束及不等式约束的问题。其中序列二次型是比较先进的一种方法，可进行多变量的线性、非线性优化，配合使用变量计算表，你可将更加复杂的经济计算模型加入优化器中，以得到最大经济效益的操作条件。
• 窄点分析工具：利用 HYSYS 的窄点分析技术可对流程中的热网进行分析计算，合理设计热网，使能量的损失最小。
• 方案分析工具：某些变量按一定趋势变化时，其它变量的变化趋势如何呢？了解这些对方案分析非常重要。比如，当研究塔的回流比和产品质量的变化对热负荷、产量、温度的影响时，在 HYSYS 的方案分析中选回流比和产品质量作为自变量，给出它们的变化范围和步长，HYSYS 就开始计算，最后会给出一个汇总表。
• 各种塔板的水力学计算： HYSYS 增加了浮阀、填料、筛板等各种塔板的计算，使塔的热力学和水力学同时解决。
• 任意塔的计算：我们以前接触的软件中所有分馏塔都是软件商提供了一个最全的塔，然后让用户自己选择保留部分。
试问，若用户有一个塔，其上部分为吸收 - 解析塔，下部分为提馏塔，这种塔该如何计算呢？ HYSYS 就可以。由于采用了面向目标的编程工具，塔板、重沸器、泵、回流罐等等都是相互独立的目标。人们可以任意组合这种目标，而完成各种各样的任意塔，十分方便。热力学方法
• 1800 多个纯组分 • 物性计算方法 PengRobinson BK10 Chien Null Virial Soave Redlich Kwong Esso Tabular NTRL RedlichKwong Kabadi Danner Chao Seader UNIQUAC Ideal Gas Zudkevitch Joffee GraysonStreed Margules Steam PRSV Sour PR Van Laar Wilson Modified Antoine Sour SRK
• 16000 多个交互作用参数 • 假组分 • 数据回归包 • 原油的处理：原油管理器可以对用户的任何实验数据处理、将原油转换成虚拟组分计算、原油管理器中提供大量的关联式供用户选择 • Assay Types —— TBP, D86, D1160, D86-D1160, D2887, EFV,Chromatographic • Assay Options —— Barometric correction, cracking correction •Property Curves —— Viscosity, Density, Molecular Weight 单元操作
• 分离器： 2 相分离器， 3 相分离器、固体分离器、旋风分离器、真空过滤器、结晶器 • 蒸馏塔：吸收解吸、有再沸器的吸收塔、有回流的吸收塔，液 - 液萃取塔、常减压塔、精馏塔、组分分离器、三相精馏塔（所有塔都能在板上加反应单元进行反应精馏） • 反应器： CSTR, PFR, Gibbs, 平衡、转化率 • 换热器：热交换器、 LNG 多相流冷箱、加热器、冷却器 • 分配单元：管道、混合、分支 • 压力变化：泵、压缩机、膨胀机、阀 • 逻辑单元：平衡、前置、 PID 调节器、电子计算表、传递函数发生器 等等。通过微软 OLE 扩展用户功能 • 通过 OLE 用户可以对 HYSYS 进行以下开发 • 建立用户自己的物性包 • 增加用户自己的反应方程 • 开发自己的专用单元操作 • 可用VB 或 C++ 开发用户自己的专用模型 分析工具 • 流程分析器、数据记录器 • 窄点分析、换热曲线 • 物性分析器HYSYS 软件附加模块功能 ACM Model Export Option ACM 导出模块 使 ASPEN 系列设计软件创建模型时，可以利用 HYSYS 的稳态或动态模拟数据； Aspen OnLine Option ASPEN 联线模块，允许 HYSYS 模块连接实际的工厂数据，它可以使用户对过程模拟中获得的结果数据和工厂实际操作环境进行比较。 Aspen WebModels Option ASPEN Web 模块使公司可以通过Web 发布安全、预设好的模块。这可以允许工厂管理人员、操作工程师和经济分析人员使用更严格的模块去优化操作参数和作出更好的商业决策。 HYSYS Amines Option HYSYS 胺处理模块模拟和优化气相和液相胺处理过程，包括单相、混合相或活性胺。模拟了硫化氢和二氧化碳的被工业溶剂高精度吸收反应的过程。一个更先进的热力学电解质模块 Li-Mather 可以计算出比原有的模块更准确结果，尤其是在处理混合胺方面。这个技术是由合作伙伴 Schlumberger 提供的，是基于 Oilphase-DBR 中的 AMSIM 模块。 HYSYS Crude Module Option 模拟了原油的组分。由组分石油的虚拟组分表现烃物流的性能，并预测它们的热力学和传输性质。 HYSYS Data Rec Option 利用 HYSYS 在线性能监控器和优化程序协调实际装置的数据 HYSYS Dynamics Option 提供一个完全基于 HYSYS 环境的动态模拟器，稳态模块和动态模块比较后可以得出更严格、精确的有关装置性能资料的结果。 HYSYS Neural Net Option 使用那些实际装置的数据模拟那些难以模拟的过程和操作。利用 HYSYS 流程图模型的数据形成一个数据网络以便处理类似的情况，这可以显著的提高计算速度。 HYSYS OLGAS Option 综合了多相流管线的工业标准计算压力变化、流体停顿和流动规则。 HYSYS OLI Interface Option 基于 OLI 系统的先进技术，使 HYSYS 能够对复杂的电解液系统进行分析，扩展了 OLI 数据库和热力学性质，包括了超过
3 ， 000 的电解种类。 HYSYS OptimizerOption 优化模块采用最优化的运算法则，基于 SQP （有序二次方程式）技术。为工厂的设计优化、在线性能监控器和优化程序提供了优化工具。 HYSYS PIPESYS Option PIPESYS 模块使 HYSYS 能够精确的进行单相和多相流体的设计、排除故障和优化管线。它可以分析管子的垂直分布，入口装置，管子材料的成分和流体的性质 HYSYS Upstream Option 提供了处理石油流体的方法和技术的工业标准。可以在一个方便的界面中输入产品现场数据来建立所需的资本模型。 HYSYS Tacite Option 为陆地、近海和海底环境提供了多相流的模型。TACITE 是使用 IFP 中已证实有效的数据库模拟多相流。它是由稳态模块组成，计算压力变化、流体停顿和流动规则。
3.1.2HTFS HTFS 原是英国 AEA 工程咨询公司的一个子公司， 1997 年 AEA 公司和加拿Hyprotech公司合并， Hyprotech 成为 AEA 的一个子公司，原 HTFS 公司由 Hyprotech 接管、合并2002 年 7 月，Hyprotech 公司与 AspenTech 公司合并，Hyprotech 成为 AspenTech 公司的一部分。官方网站：http://www.AspenTech.com/HTFS2001中共7个部分：ACOL 6.20 FRAN2.01 TASC 5.00 APLE 2.10 MUSE 3.20 FIHR 2.00 PIPE 5.20 HTFS.ACOL HTFS.ACOL 是一个功能非常强大空冷计算程序，可以模拟光管或翅片管束，管外界质可以是空气或其他气体。可以模拟计算以下系统：空冷，烟气余热回收系统、空调系统、空气除湿系统、制冷系统等。
• 计算模式 设计模式 ：交互式的图形设计方法是 HTFS 独家技术。这样您可以根据所需的热负荷得到最优的空冷器管束布局。可以确定管排的组数、换热单元、每个单元内的分级数目和空气的流量。可以给出多种方案供用户选择。模拟模式 ：
（ 1 ）给定进口状态（管程和管外气体），计算出口状态，
（ 2 ）给定管程出口和管外气体进口状态，计算管程进口状态，
（ 3 ）给定管程进口状态且管外自然对流，计算管程出口状态和管外气体流量，
（ 4 ）给定管程进口状态及管外气体进口状态，计算管程流量。
（ 5 ）给定管程进，出口状态及管外气体进口状态，计算管管外气体流量。
（ 6 ）计算管内结垢参数。 • 空冷器类型 抽吸式、送风式、自然对流式，可以对管程进行加热或冷却。管程数最多可达 50 。换热器可以任何数可达 100 层。 HTFS.MUSE • 计算模式 • 设计：根据各流股的工艺条件，用简捷法计算出冷箱的几何尺寸及通道层数 • 核算：给定进出口状态，核算换热器 • 模拟：给定冷箱的几何尺寸、通道层数及进口状态，计算出口状态 • 流道分配模拟： 计算给定冷箱每一流道的操作特性（最大流道数可达 240 ）。可预测冷箱的横断面翅片温度分布，从而可对各种流道分配方案进行研究。 • 热虹吸式冷箱计算，流股分配方案分析及并流、错流分析 • 冷箱类型 冷箱最大流股数可达 15 股。流股之间换热形式可采取逆流、并流、错流。单一冷箱或多个单元串、并组合的复合冷箱，这些冷箱可以垂直式或水平式。热虹吸式冷箱可以是内置式（内潜在液室中）或外置式（通过管道和塔底的液室连在一起）。 • 分配器的类型 分配器可以计算进口和出口分配器的扩张压降，可以检查流量分布是否均匀，再分配器有合并型、分支型、也可部分流股抽出。 • 翅片特性数据 可以通过输入界面人工输入翅片的传热及压降特性数据（平直、多孔、波纹/ 人字型、锯齿、片条），若没有厂家数据，可根据软件内部的特性曲线求出翅片特性。由于深入及独特的研究工作，HTFS 对处理翅片通道的沸腾和冷凝流体流动有独特的方法。 • 程序组成 PFIN—— 简捷计算：首次计算板翅式换热器时首先用它计算换热器的基本尺寸MUSE—— 标准计算：按标流道分布计算换热器 MULE—— 流道分布校正及手工进行流道分布 MUSC—— 错流校正 HTFS.FIHR HTFS.FIHR为加热炉计算程序 • 功能 模拟模型 对于给定炉型及其结构尺寸、燃料消耗量、过剩空气系数、被加热介质等，软件能进行以下计算： 通过燃烧室和对流室的传热计算及多相流流体计算，可得到被加热流体和烟气的温度分布和压力分布。其中烟气的压力分布是沿燃烧室经对流段至烟囱的非常详细的数据。核算模型 对于给定炉型，指定燃烧段热负荷（通过给定被加热流体在燃烧的出口温度），反算出所需的燃料量（输入方式和模拟模式相同，但需指定被加热流体在燃烧段的出口温度）。处理能力 被加热流体可以是： • 单相流体（气相或液相） • 多相流体（气液二相或气液 - 液三相） 被加热介质可分布在加热炉的不同部分。该加热炉可用于模拟计算：各种炼油厂、化工厂圆筒炉和方箱加热炉及热回收系统。 • 技术特点 • 功能强大的在线帮助系统及以图形交互的方式输入燃烧室及对流段的结构尺寸。利用这些功能，用户可以非常容易地完成建模工作 • 被加热介质最多可达 10 股流，它们可以任意分布于炉子的各部位。它们相对于烟气可以采取逆流或并流 • 被加热介质可以是单相流或多相流。它们可以采用多路及多管程方式 • 可以采用气体燃料或液体燃料 • 圆筒炉或方箱炉。燃烧段可以是单排或双排炉管。炉管可以是垂直或螺旋布置，可置于炉中央或圆周排列 • 方箱炉可以是单体或双体 • 对流段最多可以分为 9 段。管子可以是光管或翅片管。对流管可以考虑来自燃烧室的辐射传热 • 烟气排放方式有两种方式，即回收烟气能量（用烟气预热燃料），或不回收烟气能量。烟筒可以是同径或变径。烟筒可带档板 • 燃烧室和对流段可分别单独建模 • 可用各种单位，如：国际单位、公制单位及英制单位 • 支持 .PSF 物性文件格式。用户可通过 .PSF 文件和模拟软件进行数据传递 • 物性数据库 在模拟过程中，对于被加热介质需要用到以下物性：密度、比热、导热系数、液体的表面张力，对于多相流还需热负荷曲线（温度 - 焓 - 汽化率）。为了取得这些物性， HTFS 提供了一下方法： • 热力学物性数据包：将 HYSYS 流程模拟软件中的热力学包引入 HTFS 系统。提供 1000 多个纯组分， 6 种状态方程及 2 个活度计算模型 • NEL40 包含 40 个纯组分的物性计算方法 • 可以通过标准的 PSF 物性生成文件，由流程模拟系统提供物性数据 • 模型计算方法 燃烧室可采用两种计算模型： • 均匀混合模型（单区域法），将整个燃烧室视为一个完全混合的一个区域 • 区域法，将燃烧室沿轴向分成若干段，每个段被认为是一个小的区域对于每个区域都计算辐射传热、对流传热、及各种热平衡。 最后得出每个区域的详细数据： • 烟气和炉壁的温度分布 • 被加热介质及炉管壁的温度分布 火焰在每个区域的热量分布可由模型自动计算或由用户自己定义。 在对流段，烟气的温度和压力是沿其流动方向逐段炉管计算的。被加热介质的温度、压力和管壁温度是逐管计算的。对流段也可考虑辐射传热。烟气的压力降计算考虑了由鼓风机进口到烟囱出口的每个部分。 • 模拟结果输出 从简洁的总结报告到非常复杂的逐管分析报告， FIHR 软件的输出方式能使您从各个方面研究加热炉的性能。一些非常重要参数还可以用图形方式表现出来。如：压力分布图和温度挟点图等。通过各种曲线图您可以更进一步了解炉子的性能。 FIHR 可以输出以下报告： • 简洁汇总报告 • API 数据报告 • 炉子每部分的热平衡报告 • 炉管的热强度报告 • 烟气温度、压力分布报告 • 被加热介质的温度及炉管表面温度分布报告（逐管分析） • 计算炉管的最高温度 • 被加热介质的逐管压力分布 HTFS.TASC HTFS.TASC 是世界上非常优秀的管壳式换热器软件，早在 80 年代初就已进入中国。原会员用户遍及化工及石化业。以计算准确性和工程实用性而闻名。新一代的 TASC 功能更强，将所有管壳式换热器集为一体，将传热和机械强度计算融为一体。可用于多组分，多相流冷凝器，罐式重沸器、降液膜蒸发器，多台换热器组等。并提供管束排列图。 • 计算模式 • 设计：对于给定工艺条件进行换热面积或成本优化设计。计算换热器的各种参数 • 核算：指定流体的进出口条件，核算换热器是否能提供足够的负荷，并计算换热器的实际换热面积与所需换热面积的比率 • 模拟：对于给定的换热器，当工艺介质进口给定后模拟其出口状态及计算换热器的操作性能• 热虹吸换热器模拟：模拟热虹吸换热器的操作性能，计算循环量和管路压降 • 换热器类型 • 包括所有 TEMA 式的换热器， 即前端（ A 、 B 、 C 、 D ），后端（ L 、 M 、 N 、 P 、 S 、 T 、 U 、 W ），壳体（ E 、 F 、 G 、 H 、 J 、 K 、 I 、 X ） • 单换热器或换热器组（串联最多为 12 台，并联无限制）换热器可以水平或垂直放置 • 管壳可以是光管、低翅片、径向翅片及螺旋带翅片等 • 可以计算非 TEMA 式的换热器。如双管换热器，多管束双壳式换热器等 • 立式和卧式热虹吸换热器 • 振动检查 • 对于通过壳程的汽、液或两相流体， HTFS.TASC 软件用多年研究的先进方法检查由流体流动引起振动的可能性，该方法可预测流体弹性稳定性、共振、流体冲击等。还可以预测热虹吸换热器的流动稳定性。 • 排管布置优化 • 可处理光管、低翅片管、轴向翅片管。内含低翅片管数据库 • 折流板形式：单缺口、双缺口、缺口无管折流板、杆式折流板 • 输出结果输出结果包括以下部分： • 优化设计的详细结果，包括总重、各种方案比较表 •TEMA 规格的设计报告，可与微软的文字处理软件相连 • 换热器平面尺寸图 • 管、壳程各种详细数据 • 各种可能引起振动的原因及详细描述 • 可以预测可能发生的不稳定流动（热虹吸式换热器） 成本核算、管束排列优化及换热器管束排列图
3.1.3 Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，美国AspenTech公司的产品。全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。官方网站：http://www.AspenTech.com/Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院（MIT）组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。该项目称为“过程工程的先进系统”（AdvancedSystem for Process Engineering，简称ASPEN），并于1981年底完成。1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。该软件经过20多年来不断地改进、扩充和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业及著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。 具有最完备的物性系统
1. 一套完整的基于状态方程和活度系数方法的物性模型 有20多种状态方程模型 有15种活度系数模型 有10多种摩尔体积模型 2种蒸发潜热模型 13种焓，自由能，熵模型 4种蒸汽压模型 3种气夜平衡比模型 具有纯组分的物性数据常数模型 两种复合固体密度模型 5种复合固体焓模型 6种热导率模型 4种表面张力模型 10种粘度模型 3种扩散系数模型
2. Aspen Plus数据库包括5000多种纯组分的物性数据及下列数据库 纯组分数据库包括5000种化合物参数。电解质水溶液数据库，包括900种离子和分子溶质估算电解质物性所需的参数。 固体数据库，包括水溶液种61中化合物的henry常数参数 二元交互作用数据库，包括Ridlch-Kwong Soave,Peng Rinson,Lee Kesler Plocker,BWR Lee Starling以及Hayden O`Connell状态方程的二元交互作用参数约4000多个，涉及5000种双元混合物。 PURE10数据库，包括1727种化合物的物性数据，这是基于美国化工协会开发的DIPPR物性数据库的比较完整的数据库。这比第九版的1550组分数据库不仅扩大了许多，而且参数也更加准确可靠。 无机物数据库包括2450种组分的热化学参数。燃烧数据库，包括燃烧产物中常见的59种组分和自由基的参数。 固体数据库，包括3314种组分主要用于固体和电解质的组分。水溶液数据库，包括900种离子，主要用于电解质的应用。
3. 与DECHEMA DETHERMA等物性数据接口 ASpen是唯一获准与DECHEMA的数据库接口软件，该数据库收集了世界上最完备的气液平衡及液液平衡数据，共计二十五万多套数据。用户也可以把自己的物性数据与Aspen Plus系统连接。
4 高度灵活的数据回归系统
5 性质常数估算系统能够通过输入分子结构和易测性质来估算短缺的物性参数。 6Redlinch-Kwong-UNIFAC状态方程可用于非极性，极性和缔合组分体系 Aspen Plus混合固体系统在煤的净化和液化，流化床燃烧，高温冶金，以及固体废物，聚合物，生物和食品 工业中都有固体应用的问题。 Aspen Plus中固体的性质数据有两个来源：一是Soild数据库，它广泛收集了3314 纯无机物和有几=机物的热化学数据；二是和CSIRO数据库接口。 Aspen Plus模拟电解质系统 许多公司已经用Aspen Plus模拟电解质过程，如酸水汽提，苛性盐水结晶与蒸硝酸生产，湿法冶金，胺净化气体和盐酸回收等。 Aspen Plus提供pitzer活度系数模型和陈氏模型计算物质的活度系数，包括弱电解质，盐类和含有机化合物的电解质系统。这些模型已在工业中广泛的应用，证明是准确，可靠的。电解质系统有三个物性参数数据库：水数据库包括物质的各种离子和分子溶质的性质；一些特殊的电解质系统的应用于酸性气体交互过程的数据包是由本公司应用部门和用户一起开发的。 Aspen Plus具有完整的单元操作模型库 Aspen plus有一套完整的单元操作模型，可以模拟各种操作过程，由单个原油蒸馏塔的计算到整个合成氨厂的模拟。由于采用了先进的PLEX数据结构，对于组分数，进出口物流数，塔的理论摸板数以及反应数目均无限制，这是它的一项独特优点，非其它的模拟软件所能比拟。此外，所有模型都可以处理固体和电解质。单元操作模型库约有50种单元操作模型构成，用户可将自身的单元用户模型以用户模型加到Aspen Plus系统之中，这为用户提了极大的方便性和灵活性。 Aspen plus的分馏和反应模型是最常用的两类单元操作模型。 分馏模型 Aspenplus的多级严格分离模型是基于内外两层结构，结合最新的联立方程和求解法编制而成。 反应器模型 Aspenplus的反应器模型可用于很广的范围。简单的化学计量模型(RSTOIC)，只需要规定化学计量和反应中一个关键组分的转化率即可应用。在已知反应动力学的情况下，可以用更精确的模型，如连续搅拌釜式（RCSTR）反应模型或活塞反应模型（RPLUG）. Aspen plus的单元操作模型及主要功能 混合器和分流器 分离器 加热器和热交换器 多级分离 反应器 泵和 压缩机固体处理 流控制器 管线与阀门
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发表于 2013-4-13 13:19:44
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