1-HTFS操作指南

HTFS+软件
2002年7月，Hyprotech公司与AspenTech 公司合并， Hyprotech成为AspenTech 公司的一部分。流程模拟软件 ASPEN PLUS与 HTFS 系列软件进行了集成，与ASPEN PLUS
集成的HTFS称作HTFS+ ，HTFS+包括原HTFS的TASC、ACOL两
HTFS+功能简介
主程序： • TASC+_HTFS管壳式换热器传热计算 • ACOL+_空冷器传热计算 • Hetran-B-JAC管壳式换热器传热计算 • Aerotran-B-JAC空冷器传热计算 • Teams-管壳机械设计 • Teamsc-管壳零部件设计
附加程序： • Props_化学组成物性计算 • Metals_材料性质库 • Esea-管板布置程序 • Qchex-价格预算程序
TASC-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
折流板、杆式折流板
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
FIHR -加热炉计算程序
• 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 :
MUSE-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）。
MUSE-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
FIHR -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
出。
MUSE-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。
MUSE-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
• FIHR –加热炉计算
• APLE-板式换热器计算
• FRAN-电厂给水加热器计算
• PIPE-管件计算
由于将流程模拟软件 HYSYS 中功能强大的流
体物性计算系统引入 HTFS 系列软件，所以新一 代的 HTFS 具有功能强大的物性计算系统。该系 统有 1000 多种纯组分，可选择各种状态方程、 活度系数法、或其他 HYSYS 流程模拟软件具有的 方法。
TASC-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
HTFS简介
HTFS历史
HTFS原是英国AEA工程咨询公司的一个子公司，
1997年AEA公司和加拿大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。HTFS 系列软件创始 于1967 年，在世界同行业中始终处于领先地位， 具有 30 多年的发展史。
FIHR -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
软件，还包括原ASPEN B-JAC的软件，原B-JAC和HYSYS 流 体物性计算系统作为 HTFS+内置的物性计算系统，可直接 用。ASPEN PLUS 作为HTFS+外置物性系统，通过用户界面 调用，也可在ASPEN PLUS中直接调用HTFS+ 。
HTFS-TASC
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。
FIHR -技术特点
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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
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Βιβλιοθήκη Baidu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。
FIHR -模拟结果输出
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TASC-振动检查
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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
– 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）。
FIHR -处理相态
• • • • 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。
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
ACOL-空冷器计算
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。
ACOL-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。
AEA 技术工程软件公司一直致力于提高工艺
生产过程的生产效率及经济效益，这一过程始终 贯穿于设计、生产操作、工艺改造等各个环节。 在传热系统领域，世界著名的产品 HTFS ，它的 发展历史、世界各国的公认度、基础理论的研究 和专家们的能力都是世界一流的。
HTFS软件
• TASC-管壳式换热器计算 • ACOL-空冷器计算 • MUSE-冷箱计算
ACOL-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 。
换热器可以任何角度放置，管外气体可非
均匀分布。管外翅片可以是：高、低翅片，
齿形翅片，钉头，管板翅片等。管排数可
达 100 层。
空冷器的装配视图
• 可以绘出详细的空冷器的装配视图
MUSE-计算模式
• 设计：根据各流股的工艺条件，用简捷法