ASPEN PLUS入门教程 马后炮化工技术论坛

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1、1Aspen Plus培训讲义马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛 mahoupao mahoupao 第2页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/主要内容主要内容 ASPEN PLUS简介简介 ASPEN PLUS 安装方法及界面介绍安装方法及界面介绍通过实例介绍如何建立模拟模型通过实例介绍如何建立模拟模型模型分析工具使用的基础模型分析工具使用的基础 第3页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ASPEN PLUS 简介简介 第4页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/Aspentech系列软件经济评价经济评价/ /投资估算投资估算/ /进进度管理度管理热交换器

2、设计热交换器设计稳态、动态模拟和优化稳态、动态模拟和优化物性数据和模型物性数据和模型在线应用在线应用工艺知识和数据管理工艺知识和数据管理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/Uti

3、litiesPinch/Water/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医药医药/ /精细化工精细化工石油精制石油精制/ /管道管道聚合物聚合物工艺合成和分析工艺合成

4、和分析按功能分类按功能分类 生命周期生命周期 第5页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ASPEN PLUS 能做什么能做什么 功 能进行工艺过程严格的能量和质量平衡计算进行工艺过程严格的能量和质量平衡计算预测物流的流率、组成和性质预测物流的流率、组成和性质预测操作条件和设备尺寸预测操作条件和设备尺寸减少装置的设计时间、进行设计方案比较减少装置的设计时间、进行设计方案比较帮助改进当前工艺帮助改进当前工艺 回答回答“如果如果那会怎么样那会怎么样”的问题的问题在给定的限制内优化工艺条件在给定的限制内优化工艺条件辅助确定一个工艺约束部位辅助确定一个工艺约束部位 第6页马后炮化工技术论坛马

5、后炮化工技术论坛Http:/流程图（流程图（Flowsheet）ASPEN PLUS 基本概念基本概念模型库（模型库（Model Library）数据浏览器（数据浏览器（Data Browser）流股（流股（Stream）单元操作模型（单元操作模型（Block）物性方法（物性方法（Property Method）直观形象地表示所模拟系统的流程直观形象地表示所模拟系统的流程存放可用单元操作模型的库存放可用单元操作模型的库页面和表页查看图。具有已经定义的可用页面和表页查看图。具有已经定义的可用 的模拟输入、结果和对象的树状层次视图的模拟输入、结果和对象的树状层次视图表示模拟中所用的物质流、热量流或

6、功流表示模拟中所用的物质流、热量流或功流表示实际装置所用的各个设备表示实际装置所用的各个设备一批方法和模型。用来计算热力学性质一批方法和模型。用来计算热力学性质和迁移性质，决定模拟精确性的关键和迁移性质，决定模拟精确性的关键 第7页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/单元操作模型及其主要功能单元操作模型及其主要功能分离器分离器热交换器热交换器混合器和分流器混合器和分流器HEATER 通用加热通用加热器器HEATX 热交换器热交换器MHEATX多股物流多股物流的热交换器的热交换器HETRAN管壳式换管壳式换热器热器AEROTRAN空冷式空冷式换热器换热器HxFlux热传递计算热传递计

7、算HTRIXIST 与与HTRI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 组分分割组分分割SEP2 两产品分离两产品分离FLASH2 两相闪蒸两相闪蒸FLASH3三相闪蒸三相闪蒸DECANTER 液液液倾析器液倾析器 第8页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/单元操作模型及其主要功能单元操作模型及其主要功能反应器反应器压力改变压力改变固体处理固体处理PYIELD 收率反应器收率反应器 RSTOIC 化学计量反应化学计量反应器器RCSTR 连续搅拌釜式连续搅拌釜式反应器反应器RPLUG 活塞流反应器活塞流反应器REQUIL两

8、相化学平衡两相化学平衡反应器反应器RGIBBS 通用相平衡和通用相平衡和化学平衡反应器化学平衡反应器RBATCH 间歇式反应器间歇式反应器PUMP 泵泵/料浆泵料浆泵COMPR 单级压缩单级压缩/膨胀膨胀机机MCOMPR多级压缩多级压缩/膨膨胀机胀机PIPELINE多段管线压多段管线压降降PIPE 单段管线压降单段管线压降VALVE 阀压降阀压降RADFRAC 严格法精馏严格法精馏MULTILFRAC 严格法多严格法多塔精馏塔精馏EXTRAC 严格法萃取严格法萃取DSTWU 简算法精馏，设简算法精馏，设计型计型DISTL 简算法精馏，核算简算法精馏，核算型型SCFRAC 简算法多塔精馏简算法多

9、塔精馏PETROFRAC 石油炼制石油炼制分馏塔分馏塔 第9页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/单元操作模型及其主要功能单元操作模型及其主要功能用户模型用户模型固体处理器固体处理器流控制器流控制器USER 有限进出流股有限进出流股USER2 无限进出流股无限进出流股HIERARCHY 分层结构分层结构CYCLONE 旋风分离器旋风分离器RSP静电除尘器静电除尘器FABFL纤维过滤器纤维过滤器VSCRUB文丘里涤气器文丘里涤气器CRUSH破碎机破碎机SCREEN筛选机筛选机HYCYC水力旋风分离器水力旋风分离器FILTER转鼓过滤器转鼓过滤器CFUGE离心过滤器离心过滤器SWASH

10、 固体洗涤器固体洗涤器CCD 逆流倾析器逆流倾析器CRYSTALLIZER 结晶器结晶器 DRYER 干燥器干燥器MULT 乘法器乘法器DUPL复制器复制器CLCHNG 流股复类器流股复类器SELECT 物流选择器物流选择器ANALYZER 物流分析器物流分析器QTVEC 热负荷控制器热负荷控制器MEASUREMENT测量器测量器 第10页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/物性方法和模型描述物性方法和模型描述热力学性质热力学性质传递性质传递性质方法分类方法分类理想物性方法理想物性方法状态方程物性方法状态方程物性方法逸度系数物性方法逸度系数物性方法专用系统物性方法专用系统物性方法常

11、用推荐方法常用推荐方法与煤相关应用与煤相关应用推荐的物性方法推荐的物性方法煤的粉碎，研磨煤的粉碎，研磨SOLIDS分离和清洗过滤分离和清洗过滤, ,旋风分离旋风分离, ,沉降，洗涤沉降，洗涤SOLIDS煤燃烧煤燃烧PR-BM,RKS-BM煤气化煤气化PR-BM,RKS-BM煤液化煤液化PR-BM,RKS-BM，BWR-LS酸性气体吸收，使用酸性气体吸收，使用PRWS,RKSWS,PRMHV2,RKSMHV2,PSRK,SR-POLAR焓、熵、吉布斯自由能、逸度系数、体积等焓、熵、吉布斯自由能、逸度系数、体积等粘度、热导率、表面张力、扩散系数等粘度、热导率、表面张力、扩散系数等用户可以修改现有的

12、物性方法或建立新的物性方法用户可以修改现有的物性方法或建立新的物性方法 第11页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/物性方法选择指南物性方法选择指南 第12页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/建立模型建立模型已知条件已知条件求解方程组求解方程组建立流程图建立流程图热力热力学方学方程程单元单元操作操作方程方程数学数学方程方程组分数据组分数据物性方法物性方法物流数据物流数据单元操作模型数据单元操作模型数据其它数据其它数据ASPEN PLUS模拟的流程模拟的流程 第13页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ASPEN PLUS的优势的优势具有最完备的物性系统具有

13、最完备的物性系统u一套完整的基于状态方程和活度系数方法的物性模型 (共105种)u包括5000多种纯组分的物性数据uAspen Plus是唯一获准与DECHEMA数据库接口的软件。该数据库收集了世界上最完备的气液平衡和液液平衡数据，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。u高度灵活的数据回归系统（DRS）此系统可使用实验数据求取物性参数，可以回归实际应用中任何类型的数据，计算任何模型参数，包括用户自编的模型。可以使用面积式或点测试方法自动检查汽液平衡数据的热力学一致性。 u性质常数估算系统（PCES）能够通过输入分子结构和易测性质（例如沸点）来估算短缺的

14、物性参数 u Redlich-Kwong-UNIFAC状态方程可用于非极性、极性和缔合组分体系 第14页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ASPEN PLUS的优势的优势可以模拟固体系统可以模拟固体系统u Aspen Plus在煤的气化和液化、流化床燃烧煤的气化和液化、流化床燃烧、高温冶金 和湿法冶金，以及固体废物、聚合物、生物和食品加工业中都得到了应用。u Aspen Plus中固体性质数据有两个来源：一是Solid数据库，它广泛收集了约3314种纯无机和有机物质的热化学数据；二是和CSIRO数据库的接口。还具有一套通用的处理固体的单元操作模型，包括破碎机、旋风分离器、筛分、文

15、杜里洗涤器、静电沉淀器、过滤洗涤机和倾析器。此外，Aspen Plus中所有的单元操作都适合于处理固体，例如闪蒸和加热器模型能计算固体的能量平衡，而反应器模型 RGIBBS可用最小GIBBS自由能来判断在平衡状态下是否有固相存在。 第15页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ASPEN PLUS的优势的优势可以模拟电解质系统可以模拟电解质系统u许多公司已经用Aspen Plus模拟电解质过程，如酸水汽提、苛性盐水结晶与蒸发、硝酸生产、湿法冶金、胺净化气体和盐酸回收等。uAspen Plus提供Pitzer活度系数模型和陈氏模型计算物质的活度系数，包括强弱电解质、盐类和含有机化合物的

16、电解质系统。这些模型已广泛地在工业中应用，计算结果准确可靠。u电解质系统有三个电解质物性参数数据库：水数据库包括纯物质的各种离子和分子溶质的性质；固体和Barin数据库包括盐类组分性质；u模拟电解质过程的功能在整套Aspen Plus都可以应用。用户可以用数据回归系统（DRS）确定电解质物性模型参数。所有Aspen Plus的单元操作模型均可处理电解质系统 。例如，Aspen Plus闪蒸和分馏模型可以处理有化学反应过程的电解质系统。 第16页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ASPEN PLUS的优势的优势具有完整的单元操作模型库具有完整的单元操作模型库uAspen Plus有

17、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。u由于Aspen Plus系统采用了先进的PLEX数据结构，对于组分数、进出口物流数、塔的理论板数以及反应数目均无限制，这是Aspen Plus的一项独特优点，非其它过程模拟软件所能比拟。u此外，所有模型都可以处理固体和电解质。单元操作模型库约由50种单元操作模型构成。u用户可将自身的专用单元操作模型以用户模型（USER MODEL）加入到Aspen Plus系统之中，这为用户提供了极大的方便性和灵活性。 第17页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ASPEN PLUS的优势的优势具有快速可靠

18、的流程模拟功能具有快速可靠的流程模拟功能u Aspen Plus提供流程模拟所需的多种功能，可帮助用户方便地编写输入文件，快速而可靠地收敛流程，以及进行流程优化计算。这些功能包括：u 可按流程模拟需要使用在线FORTRAN语句和子程序。u 可以使用Aspen Plus的插入模块（Insert）功能，重复使用流程模型的某一部分，例如一个酸性气体净化模型，一组物性输入数据。也可以建立用户自已的Inserts， 并存入用户插入模块库（Library）来应用。u 可以利用设计规定（Design Specification）来达到对任何模块计算的参数所规定的目标值。 第18页马后炮化工技术论坛马后炮化工

19、技术论坛Http:/ASPEN PLUS的优势的优势具有最先进的计算方法具有最先进的计算方法uAspen PlusAspen Plus具有最先进的流程收敛方法具有最先进的流程收敛方法 Aspen Plus具有最先进的数值计算方法，能使循环物流和设计规定迅速而准确地收敛。这些方法包括直接迭代法(Wegstein)、正割法(Secant)、拟牛顿法、Broyden法等。这些方法均经AspenTech进行了修正。例如，修正后Secant法可以处理非单调的设计规定。Aspen Plus可以同时收敛多股撕裂（Tear）物流、多个设计规定，甚至收敛有设计规定的撕裂物流。这些特点对解决高度交互影响的问题时特

20、别重要。uAspen Plus可以进行过程优化计算可以进行过程优化计算 应用Aspen Plus的优化功能，可寻求工厂操作条件的最优值，以达到任何目标函数的最大值。对约束条件和可变参数的数目没有限制，可以将任意工程或技术经济变量作为目标函数，如利润和生产率。用户在选取操作参数限制范围时，具有很大的灵活性。 Aspen Plus的一大特点是能将流程模拟和优化同时收敛，这样使得收敛更加迅速而可靠。 第19页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/主要内容主要内容 ASPEN PLUS简介简介 ASPEN PLUS 安装方法及界面介绍安装方法及界面介绍通过实例介绍如何建立模拟模型通过实例介绍

21、如何建立模拟模型模型分析工具的使用模型分析工具的使用 第20页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ASPEN PLUS 2006 安装方法安装方法一运行虚拟光驱DAEMON TOOLS，载入ASPEN 2006的ISO文件（2.61G那个）二运行虚拟盘上的Setup，到添加license这一步三将文件夹“化工流程模拟系统TLF-SOFT-ASPENTECH ASPEN PIMS FAMILY V2006-MAGNiTUDE”下的文件夹中的license generator和那个数据库dat文件，一起拷到软件将要安装的目的文件夹下四运行license generator，出现一DOS

22、窗口，耐心再耐心，直到窗口提示Press any key，产生lic文件；五回到安装程序，选local license，选中产生的lic文件六安装选择install by Product，选Aspen Engineer，选择所需组件进行安装（一般选组件Aspen Plus和Properties ）七重启电脑，运行user interface即可。 第21页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/标题栏标题栏菜单栏菜单栏NEXT按钮按钮工具栏工具栏工艺流工艺流程窗口程窗口模型选择按模型选择按钮钮模型库模型库状态栏状态栏ASPEN PLUS 的用户界面介绍的用户界面介绍初始化按钮初始化按钮

23、数据浏览器数据浏览器按钮按钮 第22页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ASPEN PLUS 的用户界面介绍的用户界面介绍提示域提示域菜单树菜单树文件夹列表文件夹列表显示或隐藏菜显示或隐藏菜单树单树向后按向后按钮钮向前按向前按钮钮前一个表前一个表页按钮页按钮后一个表后一个表页按钮页按钮注释按注释按钮钮 第23页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/状态指示器状态指示器 第24页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/建立模拟模型的基本步骤建立模拟模型的基本步骤2. 选用选用Template3. 选用单元操作模块：选用单元操作模块：Model Blocks4. 连

24、结流股：连结流股：Streams 5. 设定全局特性设定全局特性 第25页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/建立模拟模型的基本步骤建立模拟模型的基本步骤 第26页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/COAL DEC-PRODCOM-PRODFLUE ASH RYIELDDECOMPRGIBBSCOMBSSPLITSEP1AIR 工业分析工业分析(%)元素分析元素分析(%)全硫分析全硫分析()发热量发热量(MJ/kg)Mad VdAdFCdCdHdNdSdOdSpSsSoQdaf.gr1545.79.245.167.14.81.11.316.40.60.10.627.2

25、1T=25P=1atmFeed=1kg/hrT=25P=1atmFeed=0.02cum/hrT=1000P=1atmT=1000P=1atm实例实例粉煤炉的煤粉燃烧粉煤炉的煤粉燃烧假定煤粉燃烧分为三个步骤：热解、燃烧和烟气除尘假定煤粉燃烧分为三个步骤：热解、燃烧和烟气除尘 第27页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/2.选用选用Template和运行型类型和运行型类型Run Type建立模拟模型的基本步骤建立模拟模型的基本步骤我们采用公我们采用公制单位制单位 第28页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/设置运行类型设置运行类型 第29页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术

26、论坛Http:/单元操作模型选择依据-反应器 第30页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/单元操作模型选择依据-分离和分流 第31页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/采用采用RYIELD模型模型代表煤中挥发分的代表煤中挥发分的分解过程分解过程采用采用RGIBBS模型代模型代表煤的燃烧过程表煤的燃烧过程采用采用SSPLIT模型代模型代表除尘过程表除尘过程常用快捷键：常用快捷键：“CTRL+K”改变模块图标的改变模块图标的形式形式“CTRL+M”修改模块或流股修改模块或流股的名称的名称“CTRL+/”改变模块改变模块/流程图流程图标的大小标的大小方向键移动模块方向键移动模

27、块图标的位置图标的位置在该模型库中在该模型库中选择所需模块选择所需模块SSPLITSEP1 第32页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/4.常用快捷键：常用快捷键：“CTRL+B”两相邻模块对齐两相邻模块对齐“CTRL+HOME”中心显示中心显示“CTRL+H”隐藏隐藏/显示物流或显示物流或模块模块“DEL”删除物流或模块删除物流或模块物流物流COAL表示煤表示煤物流物流ASH表示飞灰表示飞灰物流物流FLUE表示烟气表示烟气物流物流AIR表示空气表示空气SSPLITSEP1 第33页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/5.设定全局特性设定全局特性因为含有常规固体因为含有

28、常规固体和非常规固体，选和非常规固体，选用用MIXCINC单击单击NEXT按按钮钮,出现提示出现提示框，选择确框，选择确定，便出现定，便出现右边所示页右边所示页面面也可以单击也可以单击数据浏览器数据浏览器按钮按钮 第34页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/在在Description页中，可以输入一些说页中，可以输入一些说明性文字，这些文字将出现在结果报明性文字，这些文字将出现在结果报告的开头告的开头 第35页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/这两项必须输入，这两项必须输入，可随便输入值可随便输入值通常情况下，通常情况下，Setup表页表页下的其它地下的其它地方采用默

29、认方采用默认值，也可根值，也可根据需要修改据需要修改输入完毕后输入完毕后Setup标签标签变成变成对号对号，说明此页已说明此页已经完成输入经完成输入单击单击NEXT按钮按钮 第36页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/输入组分数据。在输入组分数据。在Component ID下下输入组分代号并按输入组分代号并按回车键，对于常规回车键，对于常规组分，则该组分的组分，则该组分的其它信息会自动显其它信息会自动显示在后面。示在后面。对于像对于像COAL和和ASH等非常规组分，等非常规组分，在在Type下选择下选择Nonconventional输入完毕后单击输入完毕后单击NEXT按钮按钮利用该

30、按钮可根据组分名、分子式、利用该按钮可根据组分名、分子式、组分类别、分子量、沸点、或组分类别、分子量、沸点、或CAS号号查找组分查找组分。 第37页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/物性方法的选物性方法的选择对于模拟的择对于模拟的准确性来说至准确性来说至关重要，是模关重要，是模拟的一个关键拟的一个关键步骤步骤本例选择状态本例选择状态方程方法方程方法PR-BM输入完毕后单输入完毕后单击击NEXT按钮按钮 第38页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/此页是对非常规此页是对非常规组分（组分（COAL和和ASH）选择物性）选择物性方法方法两者的焓模型都两者的焓模型都选择选择H

31、COALGEN,密度模型选择密度模型选择DCOALIGT焓模型后面的选焓模型后面的选项代码值依次表项代码值依次表示燃烧热、生成示燃烧热、生成热、热容和焓基热、热容和焓基准，选项代码值准，选项代码值代表了不同的计代表了不同的计算方法算方法组分COAL焓模型的选项代码值选择“6111”，ASH选择“1111” 第39页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/此页是对非常规组此页是对非常规组分（分（COAL）选择物）选择物性参数，本例是输性参数，本例是输入入COAL的发热量的发热量单击单击NEW按钮，在按钮，在弹出的页面中，类弹出的页面中，类型选择型选择Nonconventional，名称命

32、名为名称命名为HEAT 第40页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/Parameter选择选择HCOMB，单位选，单位选择择MJ/kg,根据前根据前面的煤常规分析面的煤常规分析输入发热量的值输入发热量的值为为27.21注意注意：HCOMB是是以无矿物质基为以无矿物质基为基准的基准的输入完毕后单击输入完毕后单击NEXT按钮按钮 第41页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/通常只对进料物通常只对进料物流输入流股信息流输入流股信息输入物流输入物流AIR的流的流股信息股信息对于所有外部物对于所有外部物流，物流数据只流，物流数据只需输入温度、压需输入温度、压力及气体分率中力及气体

33、分率中的任意两项就可的任意两项就可以了以了输入完毕后单击输入完毕后单击NEXT按钮按钮 第42页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/输入物流输入物流COAL的的流股信息流股信息Substream name下拉框选择下拉框选择NCComposition下拉下拉框下选择框下选择Mass-frac，并在组分，并在组分COAL后输入值后输入值1，此时激活此时激活Component Attr.栏栏 第43页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/根据前面提供的煤根据前面提供的煤的常规分析数据，的常规分析数据，输入物流输入物流COAL的的相应的工业分析、相应的工业分析、元素分析和硫分析

34、元素分析和硫分析数据数据输入完毕后单击输入完毕后单击NEXT按钮按钮 第44页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/对于对于COMB模块，模块，在在Specification页页输入压力和温度值输入压力和温度值计算选项选择同时计算选项选择同时计算相平衡和化学计算相平衡和化学平衡平衡输入完毕后单击输入完毕后单击NEXT按钮按钮 第45页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/在在Products页选择页选择Identify possible products,并在下并在下面输入可能的产物面输入可能的产物本例题定义的可能本例题定义的可能产物为产物为O2、N2、SO2、SO3、H2

35、O、NO2 、NO、N2O、H2S、CO、CO2输入完毕后单击输入完毕后单击NEXT按钮按钮 第46页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/对于对于DECOMP模模块，在块，在Specification页页输入压力和温度输入压力和温度值值输入完毕后单击输入完毕后单击NEXT按钮按钮 第47页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/Yield页中的页中的Yield opition选选择择Component yields假定煤热解后的假定煤热解后的产物为产物为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

36、到，到，H2O和和ASH由工业分析得到由工业分析得到在后面会利用在后面会利用FORTRAN模块模块来计算，在此处来计算，在此处的初始值可随便的初始值可随便输入输入 第48页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/在在Comp.Attr页完成页完成ASH的的组分规定组分规定 第49页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/在在Flowsheeting Calculator下建下建立立FORTRAN模块模块RYIELD来计算热来计算热解产物的产率解产物的产率定义了定义了9个流程变个流程变量，其中量，其中ULT为矢为矢量，代表煤的元素量，代表煤的元素分析，其它为标量，分析，其它为标量

37、，WATER代表煤的代表煤的含水量，含水量，H2O、CARB、HYDRGN、NITRGN、SULF、OXYGEN、ASH代表对应的热解产代表对应的热解产物的含量物的含量 第50页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/组分矢变量组分矢变量组分标变量组分标变量模块标变量模块标变量 第51页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/在在Calculator下完下完成成FORTRAN语句语句的输入的输入有两种方式可以选有两种方式可以选择：择：Fortran或或Excel此处选择此处选择Fortran方式方式由矢变量自动生成的变量，表示其长度每行只能输入一句执行语句，且从第7列开始输入

38、第52页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/按照右边的输入按照右边的输入方式完成方式完成SEP1模模块的参数输入块的参数输入 第53页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ 从从 Run菜单中选择菜单中选择Run 或按或按 Next 按钮按钮.当所要求的表页全部填完时执行模拟过程当所要求的表页全部填完时执行模拟过程.按钮按钮Next 将使你进入没有填完的表页中将使你进入没有填完的表页中. 第54页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/控制面板 信息窗口,通过显示来自计算的最新信息而显示模拟的进展过程状态区域,显示所执行的模拟模块和收敛回路的层次和顺序Run开 始

39、 或 继 续 计 算Step单 步 计 算 流 程 中 的 模 块Stop暂 停 模 拟 计 算Reinitialize清 除 模 拟 结 果Results查 看 模 拟 结 果 第55页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ 历史文件或控制面板信息历史文件或控制面板信息 包括任何生成的错误信息和警告 在View 菜单下选择 History 或 Control Panel ,显示历史文件和控制面板 物流结果物流结果 包括物流条件和组成 对于所有物流 (/Data/Results Summary/Streams) 对于单个物流(在Data Browser中打开物流文件夹选择Result

40、s 表) 模块结果模块结果 包括计算出的模块操作条件 (在Data Browser中打开模块文件夹并选择Results 表) 第56页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ 制定流股结果的格式制定流股结果的格式 表格式文件（TFF）决定了流股结果的格式（顺序、标注、精度以及其它选项） 可以在下述之一的位置规定TFF： 1、Results Summary Steams Material页中的Format框 2、Setup Report Options Stream页中的Stream Format框 查看一段报告查看一段报告 在View菜单上，单击Report 选择你想要查看的报告部分

41、输输出报告文件出报告文件 在 File 菜单上 单击 Export 在 Save As Type （保存类型 ）框中 选择 Report 文件 输入文件名 该文件可以保存到本地计算机上的任何目录中 选择 Save 保存报告文件 第57页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/Aspen Plus中的文件格式中的文件格式 第58页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/存储模拟的方法有三种：文档文件文档文件备份文件备份文件输入文件输入文件(*.apw)(*.bkp)(*.inp)模拟定义模拟定义YesYesYes收敛信息收敛信息YesNoNo结果结果YesYesNo图形图形Yes

42、YesYes/No用户可读的用户可读的 No NoYes向上兼容向上兼容 No Yes Yes打开打开/保存速度保存速度High (高高)Low (低低) Lowest(最低最低)空间需求空间需求High (高高) Low (低低) Lowest(最低最低) 第59页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/主要内容主要内容 ASPEN PLUS简介简介 ASPEN PLUS 安装方法及界面介绍安装方法及界面介绍通过实例介绍如何建立模拟模型通过实例介绍如何建立模拟模型模型分析工具使用的基础模型分析工具使用的基础 第60页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ 第61页马后炮化工

43、技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/COAL DEC-PRODCOM-PRODFLUE ASH RYIELDDECOMPRGIBBSCOMBSSPLITSEP1AIR 进口空气流量是多少才能时烟气中的氧气浓度为进口空气流量是多少才能时烟气中的氧气浓度为5%？被操纵(改变的)变量是什么? 进口空气体积流量进口空气体积流量被测量(采集)变量是什么? 出口烟气中的氧气浓度出口烟气中的氧气浓度要达到的规定(目标)是什么? 出口烟气中的氧气浓度为出口烟气中的氧气浓度为5% 第62页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ 从菜单中选择从菜单中选择-DataFlowsheeting Option

44、-Design Specs 在设计规定页面在设计规定页面,单击单击New,输入输入ID号号单击单击New按钮，新按钮，新建一个设计规定建一个设计规定 第63页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ 在在Define页中定义一个采集变量页中定义一个采集变量,单击单击New,创建一个新变量创建一个新变量单击单击New按钮，创按钮，创建一个新的变量，给建一个新的变量，给这个变量命名，然后这个变量命名，然后单击单击OK 第64页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/规定选择见下图规定选择见下图,输入完毕输入完毕,单击单击Close 第65页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Htt

45、p:/ 在在Spec页面页面,为采集的变量规定一个目标值和容差为采集的变量规定一个目标值和容差 第66页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/定义操纵变量定义操纵变量,具体规定如下具体规定如下:设计规定是通过设计规定是通过改变操纵变量的改变操纵变量的值来满足目标函值来满足目标函数方程的。操纵数方程的。操纵变量的上下限可变量的上下限可以是常数或是流以是常数或是流程变量的函数程变量的函数这样就完成了一这样就完成了一个设计规定所需个设计规定所需的各步骤的各步骤 第67页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/单击单击Next钮钮,运行软件，在运行结果中查看运行软件，在运行结果中查看

46、Streams 第68页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ 第69页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ 第70页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/COAL DEC-PRODCOM-PRODFLUE ASH RYIELDDECOMPRGIBBSCOMBSSPLITSEP1AIR 考察烟气中考察烟气中SO2浓度随煤粉炉温度的变化情况浓度随煤粉炉温度的变化情况煤粉炉的温度变化范围为：煤粉炉的温度变化范围为：800-1000 采集变量是什么？ 烟气中烟气中SO2的体积浓度的体积浓度操纵变量是什么？ 煤粉炉（煤粉炉（COMB）的温度）的温度 第71页马后炮化工技

47、术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ 从菜单中选择从菜单中选择-DataModel Analysis Tools-Sensitivity 在敏感分析页面在敏感分析页面,单击单击New,输入输入ID号号 第72页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ 在在Define页定义一个采集变量，这里是烟气中页定义一个采集变量，这里是烟气中SO2浓度，浓度，ID号为号为FLUSO2 在弹出的变量定义窗口中完成其输入，然后单击在弹出的变量定义窗口中完成其输入，然后单击Close关闭该窗口关闭该窗口 第73页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/在在Vary页中，定页中，定义一个操纵变量，

48、义一个操纵变量，这里是这里是COMB模模块的温度。块的温度。首先选择一个新首先选择一个新的变量号，然后的变量号，然后选择其变量类型、选择其变量类型、模块及变量模块及变量然后输入变量的然后输入变量的范围和步长范围和步长 第74页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/在在Tabulate页中，页中，定义敏感度分析定义敏感度分析表格中要显示的表格中要显示的内容内容在第一列中输入在第一列中输入数字数字1，后面输入，后面输入要列表的变量或要列表的变量或表达式表达式至此敏感度模块至此敏感度模块已输入完毕，单已输入完毕，单击运行按钮，运击运行按钮，运行该模型行该模型 第75页马后炮化工技术论坛马后

49、炮化工技术论坛Http:/计算结果计算结果见右边所见右边所示示 第76页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/为了更直观的看为了更直观的看到煤粉炉温度对到煤粉炉温度对烟气中烟气中SO2浓度浓度的影响，可以用的影响，可以用此结果表绘制一此结果表绘制一个曲线图，步骤个曲线图，步骤为：为：1、选择第二列、选择第二列数据最为数据最为X轴变轴变量，打开量，打开Plot菜菜单，单击单，单击X-Axis Variable2、类似的选择、类似的选择第三列数据为第三列数据为Y轴变量轴变量 第77页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/3、单击、单击Plot菜单下的菜单下的Display Pl

50、ot选项，便出选项，便出现右边所示现右边所示的曲线图，的曲线图，可以看到，可以看到，烟气中烟气中SO2浓度随着温浓度随着温度的升高而度的升高而升高升高 第78页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/用于最大化用于最大化/最小化目标函数最小化目标函数目标函数是用流程变量和内嵌的目标函数是用流程变量和内嵌的Fortran 表示表示的。的。优化可以有零个或多个约束条件。优化可以有零个或多个约束条件。约束条件可以是等式或不等式。约束条件可以是等式或不等式。优化位于优化位于/Data/Model Analysis Tools/Optimization 下下约束条件的规定位于约束条件的规定位于/

51、Data/Model Analysis Tools/Constraint 下下优优 化化 第79页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/COAL DEC-PRODCOM-PRODFLUE ASH RYIELDDECOMPRGIBBSCOMBSSPLITSEP1AIR 找找出烟气中污染物总量（出烟气中污染物总量（NO,NO2,SO2和和SO3）最少时）最少时煤粉炉的温度和进口空气流量。烟气中煤粉炉的温度和进口空气流量。烟气中O2浓度保证在浓度保证在5%采集变量是什么？ 烟气烟气FLUE中中NO,NO2,SO2和和SO3的浓度的浓度要被最小化的目标函数是什么？ NO+NO2+SO2+SO

52、3约束条件是什么 烟气中烟气中O2浓度为浓度为5%操纵变量是什么 煤粉炉温度和进口空气流量煤粉炉温度和进口空气流量 第80页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/首先在首先在Model Analysis Tools Constraint下建立一个下建立一个“约束约束”，并在，并在约束中定义一个变量约束中定义一个变量FLUEO2，用来表示，用来表示烟气中烟气中O2浓度浓度 第81页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/在在Spec页面指定页面指定该变量等于该变量等于0.05 第82页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/然后在然后在Model Analysis To

53、ols Optimization下下建立一个优化。在优化模块中，需要定义用于优化目标建立一个优化。在优化模块中，需要定义用于优化目标函数的变量，此处定义了四个变量，代表函数的变量，此处定义了四个变量，代表NO, NO2, SO2, SO3的浓度的浓度 第83页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/在在Objective&Constraints页面中定义优化目标，本例页面中定义优化目标，本例为为NO+NO2+SO2+SO3最小，并选择约束最小，并选择约束“FLUEO2” 第84页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/在在Vary页面中定义为满足优化目标而需调整的参数并给页面中

54、定义为满足优化目标而需调整的参数并给出其变化范围。变量号出其变化范围。变量号1表示的是煤粉炉温度，表示的是煤粉炉温度，2表示的表示的是空气流量是空气流量 第85页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/这是本例的优化结果，它给出了优化目标值这是本例的优化结果，它给出了优化目标值 第86页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/这里列出了被调整参数的最终值这里列出了被调整参数的最终值 第87页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/工况研究 工况研究是用来对同一流程做多个工况的模拟研究。每个工况的参数可给定不同的输入值，这样，我们可以在同一次模拟计算中得到不同工况的计算结

55、果，从而可做不同方案的比较。仍以前面的例子为例，研究不同温度下产物的分布情况 第88页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/打开打开Model Analysis ToolsCase Study文文件夹，在件夹，在Vary页面下定义在每个工况中被改页面下定义在每个工况中被改变的参数。这里定义为变的参数。这里定义为COMB模块的温度模块的温度 第89页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/在在Specification页中，为每个工况输入被改页中，为每个工况输入被改变参数的值变参数的值 第90页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/输入完毕后，用菜单输入完毕后，用菜单

56、Run Batch Submit来来后台运行后台运行ASPEN PLUS。结束后，将在你程序。结束后，将在你程序所在目录下生成一个扩展名为所在目录下生成一个扩展名为“.out”的文本结的文本结果报告，该报告包括所有工况的计算结果果报告，该报告包括所有工况的计算结果 第91页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/数据拟合 数据拟合功能可用来将数据拟合功能可用来将ASPEN PLUS 模模拟模型与装置数据或实验数据拟合。用户提供拟模型与装置数据或实验数据拟合。用户提供一套或多套关于一个模型的输入参数和输出结一套或多套关于一个模型的输入参数和输出结果的实测数据，数据拟合调整指定的某个或某果

57、的实测数据，数据拟合调整指定的某个或某些输入参数以便使模型与实测数据最吻合些输入参数以便使模型与实测数据最吻合 具体实例请查看具体实例请查看ASPEN PLUS10.0ASPEN PLUS10.0用户指南用户指南中第中第3232章模拟模型的数据拟合章模拟模型的数据拟合 第92页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/ASPEN PLUS 10.0 用户指南ASPEN PLUS 10.0用户模型ASPEN PLUS 10.0物性方法和模型单元操作模型参考手册ASPEN PLUS 培训教程 ASPEN PLUS大庆金桥视频教程 第93页马后炮化工技术论坛马后炮化工技术论坛Http:/谢谢 谢谢