煤氣化全程培訓(xùn)

1、煤氣化全程培訓(xùn)第1頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五主要內(nèi)容 ASPEN PLUS簡介 ASPEN PLUS 安裝方法及界面介紹通過實(shí)例介紹如何建立模擬模型模型分析工具使用的基礎(chǔ)第2頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五ASPEN PLUS 簡介Advanced System for Process Engineering（ASPEN）19761981年由MIT主持、能源部資助、55個高校和公司參與開發(fā)。 1982年為了將其商品化，成立了AspenTech公司，并稱之為Aspen Plus。經(jīng)過20多年不斷地改進(jìn)、擴(kuò)充和提高,已先后推出了十多個版本,成為

2、舉世公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)大型流程模擬軟件。 基于序貫?zāi)K法的大型通用穩(wěn)態(tài)過程模擬軟件。流程模擬使用計(jì)算機(jī)程序定量模擬一個化學(xué)過程的 特性方程。第3頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五Aspentech系列軟件計(jì)劃 /研發(fā)概念設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)施工 /開車操作 / 資產(chǎn)管理經(jīng)濟(jì)評價/投資估算/進(jìn)度管理熱交換器設(shè)計(jì)穩(wěn)態(tài)、動態(tài)模擬和優(yōu)化物性數(shù)據(jù)和模型在線應(yīng)用工藝知識和數(shù)據(jù)管理COMThermo/Aspen Properties/Aspen OLI/DETHERMHysys/Aspen Plus/Optimizer/Dynamics/Custom Modeler/Aspen WebMode

3、lsHetran/AerotranHTFS/Aspen Hetran/Aerotran/TeamsRTO Option/Aspen OnLineConcept ( DISTIL/HX-Net)/Aspen Split/Pinch/Water/UtilitiesPinch/Water/UtilitiesAspen ICARUSAxsys/Aspen ZyqadAspen FCC/CatRef/Hydrocracker/Hydrotreater/Traflow/FlareNetPolymers Plus/Aspen Plus/Dynamics/Custom ModelerBaSYS (BDK/Pr

4、ocess Manuals/Process Tools)/Aspen Plus/Batch Plus/Chromatography/Aspen ADSIM醫(yī)藥/精細(xì)化工石油精制/管道聚合物工藝合成和分析按功能分類 生命周期第4頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五ASPEN PLUS 能做什么 功 能進(jìn)行工藝過程嚴(yán)格的能量和質(zhì)量平衡計(jì)算預(yù)測物流的流率、組成和性質(zhì)預(yù)測操作條件和設(shè)備尺寸減少裝置的設(shè)計(jì)時間、進(jìn)行設(shè)計(jì)方案比較幫助改進(jìn)當(dāng)前工藝 回答“如果那會怎么樣”的問題在給定的限制內(nèi)優(yōu)化工藝條件輔助確定一個工藝約束部位第5頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五流程

5、圖（Flowsheet）ASPEN PLUS 基本概念模型庫（Model Library）數(shù)據(jù)瀏覽器（Data Browser）流股（Stream）單元操作模型（Block）物性方法（Property Method）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頁面和表頁查看圖。具有已經(jīng)定義的可用 的模擬輸入、結(jié)果和對象的樹狀層次視圖表示模擬中所用的物質(zhì)流、熱量流或功流表示實(shí)際裝置所用的各個設(shè)備一批方法和模型。用來計(jì)算熱力學(xué)性質(zhì)和遷移性質(zhì)，決定模擬精確性的關(guān)鍵第6頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五單元操作模型及其主要功能分離器熱交換器混合器和分流器HEATER 通

6、用加熱器HEATX 熱交換器MHEATX多股物流的熱交換器HETRAN管殼式換熱器AEROTRAN空冷式換熱器HxFlux熱傳遞計(jì)算HTRIXIST 與HTRI的接口MIXER 通用混合SPLIT 分流FSPLIT 子物流分流SEP 組分分割SEP2 兩產(chǎn)品分離FLASH2 兩相閃蒸FLASH3三相閃蒸DECANTER 液液傾析器第7頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五單元操作模型及其主要功能反應(yīng)器壓力改變固體處理PYIELD 收率反應(yīng)器 RSTOIC 化學(xué)計(jì)量反應(yīng)器RCSTR 連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器RPLUG 活塞流反應(yīng)器REQUIL兩相化學(xué)平衡反應(yīng)器RGIBBS 通用相平衡

7、和化學(xué)平衡反應(yīng)器RBATCH 間歇式反應(yīng)器PUMP 泵/料漿泵COMPR 單級壓縮/膨脹機(jī)MCOMPR多級壓縮/膨脹機(jī)PIPELINE多段管線壓降PIPE 單段管線壓降VALVE 閥壓降RADFRAC 嚴(yán)格法精餾MULTILFRAC 嚴(yán)格法多塔精餾EXTRAC 嚴(yán)格法萃取DSTWU 簡算法精餾，設(shè)計(jì)型DISTL 簡算法精餾，核算型SCFRAC 簡算法多塔精餾PETROFRAC 石油煉制分餾塔第8頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五單元操作模型及其主要功能用戶模型固體處理器流控制器USER 有限進(jìn)出流股USER2 無限進(jìn)出流股HIERARCHY 分層結(jié)構(gòu)CYCLONE 旋風(fēng)分

8、離器RSP靜電除塵器FABFL纖維過濾器VSCRUB文丘里滌氣器CRUSH破碎機(jī)SCREEN篩選機(jī)HYCYC水力旋風(fēng)分離器FILTER轉(zhuǎn)鼓過濾器CFUGE離心過濾器SWASH 固體洗滌器CCD 逆流傾析器CRYSTALLIZER 結(jié)晶器 DRYER 干燥器MULT 乘法器DUPL復(fù)制器CLCHNG 流股復(fù)類器SELECT 物流選擇器ANALYZER 物流分析器QTVEC 熱負(fù)荷控制器MEASUREMENT測量器第9頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五物性方法和模型描述熱力學(xué)性質(zhì)傳遞性質(zhì)方法分類理想物性方法狀態(tài)方程物性方法逸度系數(shù)物性方法專用系統(tǒng)物性方法常用推薦方法與煤相關(guān)應(yīng)

9、用推薦的物性方法煤的粉碎，研磨SOLIDS分離和清洗過濾,旋風(fēng)分離,沉降，洗滌SOLIDS煤燃燒PR-BM,RKS-BM煤氣化PR-BM,RKS-BM煤液化PR-BM,RKS-BM，BWR-LS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(shù)、體積等粘度、熱導(dǎo)率、表面張力、擴(kuò)散系數(shù)等用戶可以修改現(xiàn)有的物性方法或建立新的物性方法第10頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五物性方法選擇指南第11頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五建立模型已知條件求解方程組建立流程圖熱力學(xué)方程單元操作

10、方程數(shù)學(xué)方程組分?jǐn)?shù)據(jù)物性方法物流數(shù)據(jù)單元操作模型數(shù)據(jù)其它數(shù)據(jù)ASPEN PLUS模擬的流程三類方程第12頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五ASPEN PLUS的優(yōu)勢具有最完備的物性系統(tǒng)一套完整的基于狀態(tài)方程和活度系數(shù)方法的物性模型 (共105種)包括5000多種純組分的物性數(shù)據(jù)Aspen Plus是唯一獲準(zhǔn)與DECHEMA數(shù)據(jù)庫接口的軟件。該數(shù)據(jù)庫收集了世界上最完備的氣液平衡和液液平衡數(shù)據(jù)，共計(jì)二十五萬多套數(shù)據(jù)。用戶也可以把自己的物性數(shù)據(jù)與Aspen Plus系統(tǒng)連接。高度靈活的數(shù)據(jù)回歸系統(tǒng)（DRS）此系統(tǒng)可使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求取物性參數(shù)，可以回歸實(shí)際應(yīng)用中任何類型的數(shù)據(jù)，計(jì)算

11、任何模型參數(shù)，包括用戶自編的模型?？梢允褂妹娣e式或點(diǎn)測試方法自動檢查汽液平衡數(shù)據(jù)的熱力學(xué)一致性。 性質(zhì)常數(shù)估算系統(tǒng)（PCES）能夠通過輸入分子結(jié)構(gòu)和易測性質(zhì)（例如沸點(diǎn)）來估算短缺的物性參數(shù) Redlich-Kwong-UNIFAC狀態(tài)方程可用于非極性、極性和締合組分體系 第13頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五ASPEN PLUS的優(yōu)勢可以模擬固體系統(tǒng)Aspen Plus在煤的氣化和液化、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(yīng)用。Aspen Plus中固體性質(zhì)數(shù)據(jù)有兩個來源：一是Solid數(shù)據(jù)庫，它廣泛收集了約3314種純無機(jī)

12、和有機(jī)物質(zhì)的熱化學(xué)數(shù)據(jù)；二是和CSIRO數(shù)據(jù)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(jī)、旋風(fēng)分離器、篩分、文杜里洗滌器、靜電沉淀器、過濾洗滌機(jī)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(jì)算固體的能量平衡，而反應(yīng)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14頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五ASPEN PLUS的優(yōu)勢可以模擬電解質(zhì)系統(tǒng)許多公司已經(jīng)用Aspen Plus模擬電解質(zhì)過程，如酸水汽提、苛性鹽水結(jié)晶與蒸發(fā)、硝酸生產(chǎn)、濕法冶金、胺凈化氣體和鹽酸回收等。Aspen

13、 Plus提供Pitzer活度系數(shù)模型和陳氏模型計(jì)算物質(zhì)的活度系數(shù)，包括強(qiáng)弱電解質(zhì)、鹽類和含有機(jī)化合物的電解質(zhì)系統(tǒng)。這些模型已廣泛地在工業(yè)中應(yīng)用，計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確可靠。電解質(zhì)系統(tǒng)有三個電解質(zhì)物性參數(shù)數(shù)據(jù)庫：水?dāng)?shù)據(jù)庫包括純物質(zhì)的各種離子和分子溶質(zhì)的性質(zhì)；固體和Barin數(shù)據(jù)庫包括鹽類組分性質(zhì)；模擬電解質(zhì)過程的功能在整套Aspen Plus都可以應(yīng)用。用戶可以用數(shù)據(jù)回歸系統(tǒng)（DRS）確定電解質(zhì)物性模型參數(shù)。所有Aspen Plus的單元操作模型均可處理電解質(zhì)系統(tǒng) 。例如，Aspen Plus閃蒸和分餾模型可以處理有化學(xué)反應(yīng)過程的電解質(zhì)系統(tǒng)。第15頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五

14、ASPEN PLUS的優(yōu)勢具有完整的單元操作模型庫Aspen Plus有一套完整的單元操作模型，可以模擬各種操作過程,由單個原油蒸餾塔的計(jì)算到整個合成氨廠的模擬。由于Aspen Plus系統(tǒng)采用了先進(jìn)的PLEX數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對于組分?jǐn)?shù)、進(jìn)出口物流數(shù)、塔的理論板數(shù)以及反應(yīng)數(shù)目均無限制，這是Aspen Plus的一項(xiàng)獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，非其它過程模擬軟件所能比擬。此外，所有模型都可以處理固體和電解質(zhì)。單元操作模型庫約由50種單元操作模型構(gòu)成。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16頁，共93頁，2022年，5月

15、20日，2點(diǎn)46分，星期五ASPEN PLUS的優(yōu)勢具有快速可靠的流程模擬功能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(jìn)行流程優(yōu)化計(jì)算。這些功能包括：可按流程模擬需要使用在線FORTRAN語句和子程序?？梢允褂肁spen Plus的插入模塊（Insert）功能，重復(fù)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(shù)據(jù)。也可以建立用戶自已的Inserts， 并存入用戶插入模塊庫（Library）來應(yīng)用。可以利用設(shè)計(jì)規(guī)定（Design Specification）來達(dá)到對任何模塊計(jì)算的參數(shù)所規(guī)定的目標(biāo)值。第17頁，共93

16、頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五ASPEN PLUS的優(yōu)勢具有最先進(jìn)的計(jì)算方法Aspen Plus具有最先進(jìn)的流程收斂方法 Aspen Plus具有最先進(jìn)的數(shù)值計(jì)算方法，能使循環(huán)物流和設(shè)計(jì)規(guī)定迅速而準(zhǔn)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(jīng)AspenTech進(jìn)行了修正。例如，修正后Secant法可以處理非單調(diào)的設(shè)計(jì)規(guī)定。Aspen Plus可以同時收斂多股撕裂（Tear）物流、多個設(shè)計(jì)規(guī)定，甚至收斂有設(shè)計(jì)規(guī)定的撕裂物流。這些特點(diǎn)對解決高度交互影響的問題時特別重要。Aspen Plus可以進(jìn)行過程優(yōu)化計(jì)

17、算 應(yīng)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(dá)到任何目標(biāo)函數(shù)的最大值。對約束條件和可變參數(shù)的數(shù)目沒有限制，可以將任意工程或技術(shù)經(jīng)濟(jì)變量作為目標(biāo)函數(shù)，如利潤和生產(chǎn)率。用戶在選取操作參數(shù)限制范圍時，具有很大的靈活性。 Aspen Plus的一大特點(diǎn)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18頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五主要內(nèi)容 ASPEN PLUS簡介 ASPEN PLUS 安裝方法及界面介紹通過實(shí)例介紹如何建立模擬模型模型分析工具的使用第19頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五ASPEN PLUS 2

18、006 安裝方法運(yùn)行虛擬光驅(qū)DAEMON TOOLS，載入ASPEN 2006的ISO文件（2.61G那個）運(yùn)行虛擬盤上的Setup，到添加license這一步將文件夾“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(shù)據(jù)庫dat文件，一起拷到軟件將要安裝的目的文件夾下運(yùn)行l(wèi)icense generator，出現(xiàn)一DOS窗口，耐心再耐心，直到窗口提示Press any key，產(chǎn)生lic文件；回到安裝程序，選local license，選中產(chǎn)生的lic文件安裝選擇in

19、stall by Product，選Aspen Engineer，選擇所需組件進(jìn)行安裝（一般選組件Aspen Plus和Properties ）重啟電腦，運(yùn)行user interface即可。第20頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五標(biāo)題欄菜單欄NEXT按鈕工具欄工藝流程窗口模型選擇按鈕模型庫狀態(tài)欄ASPEN PLUS 的用戶界面介紹初始化按鈕數(shù)據(jù)瀏覽器按鈕第21頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五ASPEN PLUS 的用戶界面介紹提示域菜單樹文件夾列表顯示或隱藏菜單樹向后按鈕向前按鈕前一個表頁按鈕后一個表頁按鈕注釋按鈕第22頁，共93頁，2022年，

20、5月20日，2點(diǎn)46分，星期五狀態(tài)指示器第23頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五建立模擬模型的基本步驟啟動User Interface選用Template選用單元操作模塊：Model Blocks連結(jié)流股：Streams 設(shè)定全局特性：Setup Global Specification輸入化學(xué)組分信息 Components選用物性計(jì)算方法和模 Property Methods & Models 第24頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五輸入外部流股信息 External Steam輸入單元模塊參數(shù) Block Specifications運(yùn)行模擬過程

21、 Run Project查看結(jié)果 View of Results輸出報告文件 Export Report保存模擬項(xiàng)目 Save Project退出 Exit建立模擬模型的基本步驟第25頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五工業(yè)分析(%)元素分析(%)全硫分析()發(fā)熱量(MJ/kg)Mad VdAdFCdCdHdNdSdOdSpSsSoQdaf.gr1545.79.245.167.14.81.11.316.40.60.10.627.21T=25P=1atmFeed=1kg/hrT=25P=1atmFeed=0.02cum/hrT=1000P=1atmT=1000P=1atm實(shí)例

22、粉煤爐的煤粉燃燒假定煤粉燃燒分為三個步驟：熱解、燃燒和煙氣除塵第26頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五1.啟動User Interface2.選用Template和運(yùn)行型類型Run Type建立模擬模型的基本步驟我們采用公制單位第27頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五設(shè)置運(yùn)行類型第28頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五單元操作模型選擇依據(jù)-反應(yīng)器3.選用單元操作模塊 Model Blocks第29頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五單元操作模型選擇依據(jù)-分離和分流第30頁，共93頁，2022年，5月20日，2

23、點(diǎn)46分，星期五采用RYIELD模型代表煤中揮發(fā)分的分解過程采用RGIBBS模型代表煤的燃燒過程采用SSPLIT模型代表除塵過程常用快捷鍵：“CTRL+K”改變模塊圖標(biāo)的形式“CTRL+M”修改模塊或流股的名稱“CTRL+/”改變模塊/流程圖標(biāo)的大小方向鍵移動模塊圖標(biāo)的位置在該模型庫中選擇所需模塊第31頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五4.連接流股Streams常用快捷鍵：“CTRL+B”兩相鄰模塊對齊“CTRL+HOME”中心顯示“CTRL+H”隱藏/顯示物流或模塊“DEL”刪除物流或模塊物流COAL表示煤物流ASH表示飛灰物流FLUE表示煙氣物流AIR表示空氣第32頁

24、，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五5.設(shè)定全局特性：Setup Global Specification因?yàn)楹谐Ｒ?guī)固體和非常規(guī)固體，選用MIXCINC單擊NEXT按鈕,出現(xiàn)提示框，選擇確定，便出現(xiàn)右邊所示頁面也可以單擊數(shù)據(jù)瀏覽器按鈕第33頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五在Description頁中，可以輸入一些說明性文字，這些文字將出現(xiàn)在結(jié)果報告的開頭第34頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五這兩項(xiàng)必須輸入，可隨便輸入值通常情況下，Setup表頁下的其它地方采用默認(rèn)值，也可根據(jù)需要修改輸入完畢后Setup標(biāo)簽變成對號，說明此頁已

25、經(jīng)完成輸入單擊NEXT按鈕第35頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五6.輸入化學(xué)組分信息 Components輸入組分?jǐn)?shù)據(jù)。在Component ID下輸入組分代號并按回車鍵，對于常規(guī)組分，則該組分的其它信息會自動顯示在后面。對于像COAL和ASH等非常規(guī)組分，在Type下選擇Nonconventional輸入完畢后單擊NEXT按鈕利用該按鈕可根據(jù)組分名、分子式、組分類別、分子量、沸點(diǎn)、或CAS號查找組分。第36頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五7.選用物性計(jì)算方法Property Methods物性方法的選擇對于模擬的準(zhǔn)確性來說至關(guān)重要，是模擬的一個

26、關(guān)鍵步驟本例選擇狀態(tài)方程方法PR-BM輸入完畢后單擊NEXT按鈕第37頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五此頁是對非常規(guī)組分（COAL和ASH）選擇物性方法兩者的焓模型都選擇HCOALGEN,密度模型選擇DCOALIGT焓模型后面的選項(xiàng)代碼值依次表示燃燒熱、生成熱、熱容和焓基準(zhǔn)，選項(xiàng)代碼值代表了不同的計(jì)算方法組分COAL焓模型的選項(xiàng)代碼值選擇“6111”，ASH選擇“1111”第38頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五此頁是對非常規(guī)組分（COAL）選擇物性參數(shù)，本例是輸入COAL的發(fā)熱量單擊NEW按鈕，在彈出的頁面中，類型選擇Nonconventiona

27、l，名稱命名為HEAT第39頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五Parameter選擇HCOMB，單位選擇MJ/kg,根據(jù)前面的煤常規(guī)分析輸入發(fā)熱量的值為27.21注意：HCOMB是以無礦物質(zhì)基為基準(zhǔn)的輸入完畢后單擊NEXT按鈕第40頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五8.輸入外部流股信息 External Steam通常只對進(jìn)料物流輸入流股信息輸入物流AIR的流股信息對于所有外部物流，物流數(shù)據(jù)只需輸入溫度、壓力及氣體分率中的任意兩項(xiàng)就可以了輸入完畢后單擊NEXT按鈕第41頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五輸入物流COAL的流股信息

28、Substream name下拉框選擇NCComposition下拉框下選擇Mass-frac，并在組分COAL后輸入值1，此時激活Component Attr.欄第42頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五根據(jù)前面提供的煤的常規(guī)分析數(shù)據(jù)，輸入物流COAL的相應(yīng)的工業(yè)分析、元素分析和硫分析數(shù)據(jù)輸入完畢后單擊NEXT按鈕第43頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五9.輸入單元模塊參數(shù) Block Specifications對于COMB模塊，在Specification頁輸入壓力和溫度值計(jì)算選項(xiàng)選擇同時計(jì)算相平衡和化學(xué)平衡輸入完畢后單擊NEXT按鈕第44頁，共

29、93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五在Products頁選擇Identify possible products,并在下面輸入可能的產(chǎn)物本例題定義的可能產(chǎn)物為O2、N2、SO2、SO3、H2O、NO2 、NO、N2O、H2S、CO、CO2輸入完畢后單擊NEXT按鈕第45頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五對于DECOMP模塊，在Specification頁輸入壓力和溫度值輸入完畢后單擊NEXT按鈕第46頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五Yield頁中的Yield opition選擇Component yields假定煤熱解后的產(chǎn)物為C、H

30、2、O2、N2、S、H2O和ASH，其中C、H2、O2、N2、S的含量由煤的元素分析得到，H2O和ASH由工業(yè)分析得到在后面會利用FORTRAN模塊來計(jì)算，在此處的初始值可隨便輸入第47頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五在Comp.Attr頁完成ASH的組分規(guī)定第48頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五在Flowsheeting Calculator下建立FORTRAN模塊RYIELD來計(jì)算熱解產(chǎn)物的產(chǎn)率定義了9個流程變量，其中ULT為矢量，代表煤的元素分析，其它為標(biāo)量，WATER代表煤的含水量，H2O、CARB、HYDRGN、NITRGN、SULF、

31、OXYGEN、ASH代表對應(yīng)的熱解產(chǎn)物的含量第49頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五組分矢變量組分標(biāo)變量模塊標(biāo)變量第50頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五在Calculator下完成FORTRAN語句的輸入有兩種方式可以選擇：Fortran或Excel此處選擇Fortran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51頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五按照右邊的輸入方式完成SEP1模塊的參數(shù)輸入第52頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五10.運(yùn)行模擬過程 Run Pr

32、oject從 Run菜單中選擇Run 或按 Next 按鈕.當(dāng)所要求的表頁全部填完時執(zhí)行模擬過程.按鈕Next 將使你進(jìn)入沒有填完的表頁中.第53頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五控制面板 信息窗口,通過顯示來自計(jì)算的最新信息而顯示模擬的進(jìn)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第54頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五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(jié)果包括物流條件和組成對于所有物流 (/Data/Results S

33、ummary/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(jié)果包括計(jì)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)11.查看結(jié)果 View of Results第55頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五12.輸出報告文件 Export Report制定流股結(jié)果的格式表格式文件（TFF）決定了流股結(jié)果的格式（順序、標(biāo)注、精度以及其它選項(xiàng)）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 Re

34、port Options Stream頁中的Stream Format框查看一段報告在View菜單上，單擊Report選擇你想要查看的報告部分輸出報告文件在 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(jì)算機(jī)上的任何目錄中選擇 Save 保存報告文件第56頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五Aspen Plus中的文件格式13.保存模擬項(xiàng)目 Save Project第57頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五存儲模擬的方法有三種：文檔文件備份文件輸入文件(*

35、.apw)(*.bkp)(*.inp)模擬定義YesYesYes收斂信息YesNoNo結(jié)果YesYesNo圖形YesYesYes/No用戶可讀的 No NoYes向上兼容 No Yes Yes打開/保存速度High (高)Low (低) Lowest(最低)空間需求High (高) Low (低) Lowest(最低)第58頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五主要內(nèi)容 ASPEN PLUS簡介 ASPEN PLUS 安裝方法及界面介紹通過實(shí)例介紹如何建立模擬模型模型分析工具使用的基礎(chǔ)第59頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五設(shè)計(jì)規(guī)定第60頁，共93頁，2

36、022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五進(jìn)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(jìn)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要達(dá)到的規(guī)定(目標(biāo))是什么? 出口煙氣中的氧氣濃度為5%設(shè)計(jì)規(guī)定第61頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五從菜單中選擇-DataFlowsheeting Option-Design Specs在設(shè)計(jì)規(guī)定頁面,單擊New,輸入ID號單擊New按鈕，新建一個設(shè)計(jì)規(guī)定設(shè)計(jì)規(guī)定第62頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五在Define頁中定義一個采集變量,單擊New,創(chuàng)建一個新變量單擊

37、New按鈕，創(chuàng)建一個新的變量，給這個變量命名，然后單擊OK設(shè)計(jì)規(guī)定第63頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五規(guī)定選擇見下圖,輸入完畢,單擊Close設(shè)計(jì)規(guī)定第64頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五在Spec頁面,為采集的變量規(guī)定一個目標(biāo)值和容差設(shè)計(jì)規(guī)定第65頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五定義操縱變量,具體規(guī)定如下:設(shè)計(jì)規(guī)定是通過改變操縱變量的值來滿足目標(biāo)函數(shù)方程的。操縱變量的上下限可以是常數(shù)或是流程變量的函數(shù)這樣就完成了一個設(shè)計(jì)規(guī)定所需的各步驟設(shè)計(jì)規(guī)定第66頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五單擊Next鈕

38、,運(yùn)行軟件，在運(yùn)行結(jié)果中查看Streams設(shè)計(jì)規(guī)定第67頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五第68頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五第69頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五考察煙氣中SO2濃度隨煤粉爐溫度的變化情況煤粉爐的溫度變化范圍為：800-1000 采集變量是什么？ 煙氣中SO2的體積濃度操縱變量是什么？ 煤粉爐（COMB）的溫度敏感度分析第70頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五從菜單中選擇-DataModel Analysis Tools-Sensitivity在敏感分析頁面,單擊New,輸入ID號敏

39、感度分析第71頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五在Define頁定義一個采集變量，這里是煙氣中SO2濃度，ID號為FLUSO2在彈出的變量定義窗口中完成其輸入，然后單擊Close關(guān)閉該窗口敏感度分析第72頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五在Vary頁中，定義一個操縱變量，這里是COMB模塊的溫度。首先選擇一個新的變量號，然后選擇其變量類型、模塊及變量然后輸入變量的范圍和步長敏感度分析第73頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五在Tabulate頁中，定義敏感度分析表格中要顯示的內(nèi)容在第一列中輸入數(shù)字1，后面輸入要列表的變量或表達(dá)式至

40、此敏感度模塊已輸入完畢，單擊運(yùn)行按鈕，運(yùn)行該模型敏感度分析第74頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五計(jì)算結(jié)果見右邊所示敏感度分析第75頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五為了更直觀的看到煤粉爐溫度對煙氣中SO2濃度的影響，可以用此結(jié)果表繪制一個曲線圖，步驟為：1、選擇第二列數(shù)據(jù)最為X軸變量，打開Plot菜單，單擊X-Axis Variable2、類似的選擇第三列數(shù)據(jù)為Y軸變量敏感度分析第76頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五3、單擊Plot菜單下的Display Plot選項(xiàng)，便出現(xiàn)右邊所示的曲線圖，可以看到，煙氣中SO2濃度隨著溫

41、度的升高而升高敏感度分析第77頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五用于最大化/最小化目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)是用流程變量和內(nèi)嵌的Fortran 表示的。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。優(yōu)化位于/Data/Model Analysis Tools/Optimization 下約束條件的規(guī)定位于/Data/Model Analysis Tools/Constraint 下優(yōu) 化第78頁，共93頁，2022年，5月20日，2點(diǎn)46分，星期五 找出煙氣中污染物總量（NO,NO2,SO2和SO3）最少時煤粉爐的溫度和進(jìn)口空氣流量。煙氣中O2濃度保證在5%采集變量是什么？ 煙氣FLUE中NO,NO2,SO2和SO3的濃度要被最小化的目標(biāo)函數(shù)是什么？ NO+NO2+SO2+SO3約束條件是什么 煙氣中O2濃度為5%操縱變量是什么 煤粉爐溫度和進(jìn)口空氣流量 優(yōu)化第79頁，共93頁，2022年，5月2