大庆石化HYSYS培训教程3

第三章 冷冻气厂流程
换 热 器：
换热器进行管、壳两侧的如下计算： 换热器进行管、壳两侧的如下计算： 物料平衡计算:进料 出料 物料平衡计算 进料=出料 进料 能量平衡计算:[Mcold(∆H)cold-Qleak]-[Mhot(∆H)hot-Qloss]=平衡允差 能量平衡计算 ∆ ∆ 平衡允差 以及LMTD。 可以算出 T, P, Duty,Flow,UA以及 以及 。 其中: 其中 Duty = K*A*LMTD UA = K*LMTD, 对于一个确定的换热器而言 UA是 对于一个确定的换热器而言, 是
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第三章 冷冻气厂流程
工况研究: 工况研究
使用户有机会观察一个关键的过程变量是怎样 对模拟过程的变化作出反应。 对模拟过程的变化作出反应。 相当于在小范围内把静态模拟变为动态模拟， 相当于在小范围内把静态模拟变为动态模拟， 是多次重复性的模拟计算。 是多次重复性的模拟计算。 用第二章的Challenge示例研究改变第一段压缩 用第二章的 示例研究改变第一段压缩 机出口压力对制冷循环所要求的总功率的影响。 机出口压力对制冷循环所要求的总功率的影响。 示例文件： 示例文件：C3loop2.hsc
Mole – 只传递每个组分的摩尔流量。 (物料平衡 只传递每个组分的摩尔流量。 物料平衡 物料平衡) Mass – 只传递质量流量。 (物料平衡 只传递质量流量。 物料平衡 物料平衡) Heat – 只传递热量。 (能量平衡 只传递热量。 能量平衡 能量平衡) Mole and Heat – 传递热量及摩尔流量。 (物/能平衡 传递热量及摩尔流量。 物 能平衡 能平衡) Mass and Heat – 传递热量及质量流量。 (物/能平衡 传递热量及质量流量。 物 能平衡 能平衡)
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第三章 冷冻气厂流程
计算模式： 计算模式：
按照自变量的初值计算流程得到一个因变量的值 与用户规定的目标值进行比较,看差值是否小于允差 与用户规定的目标值进行比较 看差值是否小于允差 若小于允差则流程收敛 若大于允差，则根据用户给出的步长，对自变量的初 若大于允差，则根据用户给出的步长， 值作出调整 继续解算流程，直到算出的因变量的值与目标值相等。 继续解算流程，直到算出的因变量的值与目标值相等。
一个体现其单位面积换热能力的常数。 一个体现其单位面积换热能力的常数。
LMTD =（ ∆T1 - ∆T2 ）/ ln(∆T1/∆T2) （ ∆ ∆ ∆T1 = Thot, out-Tcold,in, ∆T2 = Thot, in-Tcold,out
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第三章 冷冻气厂流程
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第三章 冷冻气厂流程
流程搭接： 流程搭接：
连接平衡物流 定义平衡类型
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第三章 冷冻气厂流程
调整模块： 调整模块：
物流的计算结果可知， 从SalesGas物流的计算结果可知，在6000Kpa的大气 物流的计算结果可知 的大气 压力下，该物流的露点温度为-9.847℃，不能满足质量指 压力下，该物流的露点温度为 ℃ 标HC dewpoint T < -15C ，想一下本流程中调整哪个变量 可以满足指标的要求，独立变量和目标变量分别是什么？ 可以满足指标的要求，独立变量和目标变量分别是什么？
• 温度 （T） ） • 最小温差 （MinApproach） ） • UA。 。 • 对数平均温差 对数平均温差LMTD。 。
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第三章 冷冻气厂流程
流程搭接： 流程搭接：
定义换热规定： 定义换热规定： 选择规定类型 输入规定值 激活规定
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第三章 冷冻气厂流程
流程搭接： 流程搭接：
选择调整方法 设定允差 给出步长 给出调整范围 给出迭代次数
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第三章 冷冻气厂流程
收敛技巧： 收敛技巧
在运行调整模块以前流程要先有解 调整变量(自 必须是一个用户输入变量 必须是一个用户输入变量(blue) 调整变量 自)必须是一个用户输入变量 最好先手算试一下（不是真正的手算， 最好先手算试一下（不是真正的手算，而是手动 送值，比如说独立变量是温度的话， 送值，比如说独立变量是温度的话，可以先把温 度提高一块，看怎么影响目标变量， 度提高一块，看怎么影响目标变量，再降低一点 看怎么影响， 看怎么影响，可以知道所设变量变化的区间是什 么，看是让它往大变还是往小变。） 看是让它往大变还是往小变。）
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第三章 冷冻气厂流程
流程搭接： 流程搭接：
完成流程 查看计算结果
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第三章 冷冻气厂流程
平衡模块： 平衡模块：
不模拟实际的生产设备，是逻辑运算工具。 不模拟实际的生产设备，是逻辑运算工具。 可将入口物流的信息传递到出口物流上。 可将入口物流的信息传递到出口物流上。 根据用户所作的选择，可完成能量及物料平衡。 根据用户所作的选择，可完成能量及物料平衡。
物流的露点由组成决定，改变组成只有改变后冷的温度。 物流的露点由组成决定，改变组成只有改变后冷的温度。
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第三章 冷冻气厂流程
调整模块： 调整模块：
是一个逻辑运算工具。 是一个逻辑运算工具。 通过变化一个物流变量的值（自变量/调整变 通过变化一个物流变量的值（自变量 调整变 量）以满足其它物流或模块的要求值或规定 因变量/目标变量 目标变量）。 值（因变量 目标变量）。 自动反复地做试差， 自动反复地做试差，调整自变量直到因变量 满足用户规定的目标值。 满足用户规定的目标值。
改变物流4的压力。 改变物流 的压力。 的压力 考察所有压缩机对能量的总需求。 考察所有压缩机对能量的总需求。
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第三章 冷冻气厂流程
流程搭接： 流程搭接：
定义参数页 选择换热模式
• 端点法 • 权重法
输入操作参数
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换 热 器：
换热规定： 换热规定：
• 热平衡。是Hysys必加规定，且Heat Balance=0 热平衡。 必加规定， 必加规定
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大庆石化总厂培训中心仿真
第三章 冷冻气厂流程
教学目的： 教学目的
利用HYSYS搭建一个冷冻气厂 搭建一个冷冻气厂 利用
教学内容： 教学内容
安装并收敛换热器 学习使用逻辑操作模块： 学习使用逻辑操作模块：
教学重点： 教学重点
安装并收敛换热器
教学难点： 教学难点
逻辑操作模块的使用
自变量
Adjust
因变量
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第三章 冷冻气厂流程
流程搭接： 流程搭接：
选择调整变量(自 选择调整变量 自) 选择目标变量(因) 选择目标变量 因 给出调整目标
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第三章 冷冻气厂流程
参数规定： 参数规定：
方法: 割线法（ ），收敛较慢但容易收敛 方法 割线法（Secant），收敛较慢但容易收敛。 ），收敛较慢但容易收敛。 拓宽法（ ），收敛较快但容易发散 拓宽法（Broaden），收敛较快但容易发散。 ），收敛较快但容易发散。 允差: 因变量-目标植 允差 Error=|因变量 目标植 因变量 目标植|<Tolerance。 。 太大计算不精确， 太大计算不精确，太小则不易收敛 步长: 步长 步长太小则模型收敛较慢， 步长太小则模型收敛较慢，建议不要用得太小 最小值及最大值: 二者确定迭代计算的范围。 最小值及最大值 二者确定迭代计算的范围。 迭代次数: 迭代次数 根据最大值、最小值以及步长来确定迭代次数. 根据最大值、最小值以及步长来确定迭代次数
流程搭接： 流程搭接：
定义连接页 输入名称 连接进料及产品 进入参数页
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第三章 冷冻气厂流程
数页： 参 数页：
换热模式： 换热模式： 单 相 T 包含相变
H 用端点法（End-Point） ）
H 用权重法（Weighted） ）
将换热器分成不同区 精确计算LMTD 域，精确计算
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第三章 冷冻气厂流程
流程综述： 流程综述：
Gas To LTS T=-10C
Sales gas spec: HC dewpoint T < -15C (5F) at 6000kPa 请大家将文件保存为Gasplant.hsc 请大家将文件保存为
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