AspenPlus与外部换热器设计软件的使用
Aspen Plus 使用介绍
Aspen Plus 使用介绍通过例题来了解Aspen Plus 使用。
例题：异丙苯合成工艺模拟异丙苯(C9H12)是合成染料、树脂的重要原料，可以由苯(C6H6)和丙烯(C3H6) 合成得到，具体的反应式如下：苯的流量为401bmol ／h~，丙烯的流量为401bmol ／h;反应器的热负荷和压力降均为零，丙烯的转化率90％；反应后的气体进入换热器降温冷却，换热器出口温度为130。
F 、压降为 O ．1psi 。
然后再进入压力为latm(1atm==101325Pa ，下同)、热负荷为0Btu ／h(1Btu=1055．06J ， 下同)的闪蒸器进行气液分离，液相作为产品直接引出，气相循环进入反应器，如图2-8。
用RK-SOA VE 进行热力学性质估算。
试用Aspen Plus 模拟该工艺过程，求液相产品的热力 学状态及各组分的流率。
模拟步骤如下：步骤一：启动Aspen启动方式：双击桌面快捷方式，或点击开始菜单。
提供用户信息（Account imfomation ） 首先出现图2-10界面，需选择空白模拟（Blank Simulation ）、模板（Template ）或打开已有模拟文件（Open an Existing Simulation ）。
如用模板启动，则进入图2-11界面，选英制单位的通用模板（General with English Units ）。
Aspen 提供的模板：空气分离、化学工艺、电解质、气体处理、一般工艺（广泛用于汽液平衡）、石油（石油化工）、医药、湿法冶金、固体、特种化工。
可用英制、米制作为缺省单位制。
新模拟时，需在Run Type 列表框中选运行类型，见图2-11。
运行类型：Flowsheet 、Property Estimation 、Property Analysis和 Data Regression本例选Flowsheet 。
文件File 的下拉菜单中选Save 或 Save As 保存文件。
aspen设计换热器
ASPEN PLUS软件在管壳式换热器设计中的应用摘要：文章介绍了ASPEN PLUS软件在管壳式换热器设计中的应用。
通过与必要的手工计算相结合,便捷高效地设计出符合中国相关标准管壳式换热器的步骤和方法。
并以一个实例来演示所提方法的简单性和有效性,所得的换热面积相比节省了 66. 7%。
关键词：换热器设计 ASPEN PLUS引言ASPEN PLUS软件是一款功能强大的化工软件、动态模拟及各类计算的软件，它几乎能满足大多数化工设计及计算的要求，其计算结果得到许多同行的认可，该软件也和其他软件一样在不断的升级。
换热器是一种实现物料之间热量传递的设备,广泛应用于化工、冶金、电力、食品等行业。
在化工装置中换热设备占设备数量的40%左右,占总投资的 35% ~46%。
目前,在换热设备中,使用量最大的是管壳式换热器,尤其在高温、高压和大型换热设备中占有绝对优势。
换热器的设计主要包括传热和阻力计算两个方面。
由于换热器的设计方法比较烦杂,且需要迭代计算,故借助于日益普及的计算机软件进行优化设计则可以极大地提高工作效率。
目前,工程上已大量使用商业软件进行换热器的计算。
最著名的专业换热器计算软件主要有成立于 1962 年的美国传热研究公司 ( HTRI)开发的 XchangerSuite 软件;成立于 1967 年的英国传热及流体服务（HTFS)开发的 HTFS 系列软件和 B-JAC 软件。
为了便于组织工业生产,换热器的设计要尽可能符合相关的行业标准。
对于管壳式换热器,国外主要标准有TEMA(TubularExchangersManu-facturersAssociation)和 ASME (American SocietyofMechanical Engineers);国内主要标准有国标 GB151-1999(管壳式换热器标准),行业标准 JB/T 4715-92(固定管板式换热器形式与基本参数)和 HG 21503-92(钢制固定式薄管板换热器)。
aspen使用入门第6讲plus换热器的模拟(60页)
5.3 两股物流的换热器
功能：在两个物流之间换热
用途：当知道几何尺寸时，核算管壳式换热 器
HeatX输入规定
窗口名称
作用
Setup
规定简捷或详细的计算、流动方向、换热器压降、传热系数计算 方法和膜系数。
Options
规定热侧和冷侧不同的闪蒸收敛参数和有效相态，HeatX收敛参 数和模块规定报告选项。
1、简捷计算(shortcut) 简捷计算只能与设计或模拟选项配合。简捷
计算不考虑换热器的几何结构对传热和压降的影 响，人为给定传热系数和压降的数值。
使用设计(design)选项时，需设定热(冷)物 流的出口状态或换热负荷，模块计算达到指定换 热要求所需的换热面积。
使用模拟(simulation)选项时，需设定换热 面积，模块计算两股物流的出口状态。
常数 几何尺寸 用户子程序
Heat Transfer Coefficient （传热系数）
常数值
特定相态的值 幂率表达式 膜系数 换热器几何尺寸 用户子程序
Film Coefficient （膜系数）
常数值 特定相态的值 幂率表达式 由几何尺寸计算
Pressure Drop （压降）
出口压力 由几何尺寸计算
HeatX—详细计算 (2)
HeatX的简捷法核算与严格法核算比较
■ 用Setup Specifications页上的 Calculation Type（核算类型）字段来规 定简捷法或严格法核算。
■ 简捷法核算不需要换热器结构或几何尺寸 数据。
■ 对于严格法核算模型，可以用换热器几何 尺寸去估算：
Heater— 应用示例 (3)
流量为 1000 kg/hr、压力为 0.11 MPa、 含乙醇70%w、 水 30%w的饱和蒸汽在蒸汽冷凝器 中部分冷凝，冷凝物流的汽/液比 （摩尔）=1/3。求冷凝器热负荷。
如何将ASPEN PLUS计算的结果导入到外部换热器设计软件
如何将ASPEN PLUS计算的结果导入到外部换热器设计软件本章讲述的是如何使用ASPEN PLUS 自带的换热器设计程序界面(HXINT)在AS PEN PLUS运行与换热器设计程序包之间传输加热/冷却曲线的数据。
本章的主题包括：§生成物性数据§开始运行 HTXINT§选择加热/冷却曲线的结果§生成界面文件§在换热器设计程序包中使用界面程序关于换热器设计程序界面用户可以使用HTXINT程序从一个ASPEN PLUS 运行程序中选择加热/冷却曲线数据，并将这些数据传输到某个能被下列换热器设计程序包读取的文件中：§B-JAC中的HETRAN§HTFS的TASC, ACOL, 以及APLE§HTFS的M-系列程序, 包括 M-TASC, M-ACOL, 以及 M-APLE§HTRI的ST, CST, ACE, PHE以及RKH用户还可以扩展由加热/冷却曲线所得到的默认数据，使其包括换热器设计程序包所需要的所有物性数据。
完成一次ASPEN PLUS 运行之后，在开始运行设计程序之前要先运行HTXINT。
HTXINT将通过一系列提示给用户以指引，为换热器设计程序选择加热/冷却曲线。
HTXINT是一个用于调用ASPEN PLUS 摘要文件工具的应用程序。
在模拟中生成物性数据HTXINT所使用的物性数据来自加热/冷却曲线，许多ASPEN PLUS单元操作模型都可以生成这种曲线。
在使用HTXINT时，用户必须先使用ASPEN PLUS 生成所需的加热/冷却曲线，对于每个想要的单元模块都要生成加热/冷却曲线(一条或多条)。
关于指定加热/冷却曲线的详细细节，请参见第10章“要求加热/冷却曲线计算”一节。
在模块的Hcurve上就可以：1.在“Property Sets”栏下选择“HXDESIGN”2.选择所需采样点的数目。
见本章“指定加热/冷却曲线的取样点数”一节3.指定压力降的数值下面各节将详细讲述以上各步骤。
Aspen Plus 换热器模拟
Aspen Plus 换热器模拟1.概述在Aspen plus 中换热器主要有以下几种：概述换热器模块Heater 加热器/冷却器确定出口物流的热和相态条件HeatX 双物流换热器在两个物流之间换热MHeatX 多物流换热器在多股物流之间换热Hetran 管壳式换热器与BJAC 管壳式换热器的接口程序Aerotran 空冷换热器与BJAC 空气冷却换热器的接口程序在本次模拟中选取Heatx换热器，HeatX有两种简捷法和严格法计算模型。
简捷法（Shortcut）计算不需要换热器结构或几何尺寸数据，可以使用最少的输入量来模拟一个换热器。
Shortcut模型可进行设计模拟两种计算，其中设计计算依据工艺参数和总传热系数估算出传热面积。
严格法（Detailed）可以用换热器几何尺寸去估算传热膜系数、总传热系数、压降、对数平均温差校正因子等。
严格法核算模型对HeatX提供了较多的规定选项，但也需要较多的输入。
Detailed模型不能进行设计计算。
可以将HeatX 的Shortcut和Detailed结合完成换热器设计计算。
首先依据给定的设计条件用Shortcut 估算传热面积，然后依据Shortcut的计算结果用Detailed 进行核算。
在使用 HeatX 模型前，首先要弄清下面这些问题：（1）HeatX能够模拟的管壳换热器类型逆流和并流换热器；弓形隔板TEMA E, F, G, H, J和X壳换热器；圆形隔板TEMA E和F壳换热器；裸管和翅片管换热器。
（2）HeatX能够进行的计算全区域分析；传热和压降计算；显热、气泡状气化、凝结膜系数计算；内置的或用户定义的关联式。
—（3）HeatX不能进行进行的计算机械震动分析计算；估算污垢系数。
（3）HeatX需要的输入规定，必须提供下述规定之一换热器面积或几何尺寸；换热器热负荷；热流或冷流的出口温度；在换热器两端之一处的接近温度；热流或冷流的过热度/过冷度；热流或冷流的气相分率（气相分率为 0 表饱和液相）；热流或冷流的温度变化。
Aspen Plus软件在计算换热器热负荷中的应用
均 温 度 下 的 比热 容 。第 二 种 方 法 是 潜 热 计 算 法 ， 适 用 于 流 体 的蒸 发 或 者 冷 凝 ， 但 很 多 物 质 的潜 热
史原 因 ， 很 多数 据 的单位 不统 一 ， 造 成 设 计 人 员 的 工 作 量 增 大 。本 文 主 要 从 查 阅 文 献 和 利 用 模 拟 软 件 进 行 对 比来 计 算 换 热 器 的 热 负 荷 的 效 率 进 行说 明。
Ｗ・ ｈ Ｉ ＋ Ｗ・ ｃ ｌ — Ｗ・ ｈ ２ 一 Ｗ・ ｃ ２ 一 Ｑｌ ＝ ０
Ｗ— — 流 体 的 流 量 ， ｋ ｇ ／ ｈ ； ｈ — — 流 体 的焓 ， ｋ Ｊ ／ Ｋ ｇ ； Ｑ。 —— 系统的能量损失 ， ｋ Ｊ ， ｈ ； 析 选项 中选择 赋值 法 ， 最后 求 得 水 蒸气 所 需 流量 。
的饱 和蒸 汽对干 燥 Ａ气 体 进行 加热 以满 足工 艺
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ６ — １ ２ 一 ｏ ２
焓值 为一 ２ ５ ３ １ ． ７ ７ １ ｋ Ｊ ／ ｋ ｇ ， １ ２ ０℃下 的 Ａ 焓 值 为 一
作者简介 ： 杨波 （ １ ９ ９ ０ 一 ） ， 男， 浙江宁波人 ， 助理工程师 ， 主要从事化工工艺开发工作。Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ： ｙ ａ ｎ 曲ｏ ａ ＠ｗ ｈ ｃ ｈ ｅ ｍ ． ｃ ０ ｍ。
２ 计 算 思 路
通 常计 算换热器 的热负 荷有 三种方法 ， 即 根
的基本 核算和简单的计算也需要掌握 。很 多化工
原理ｍ 和 设 计 书 籍 都 介 绍 了换 热 器 热 负 荷 的 计
算步骤 ， 但 查询 物性 数据 相 当繁 琐 ， 而 且 由 于 历
aspen设计换热器
ASPEN PLUS软件在管壳式换热器设计中的应用摘要：文章介绍了ASPEN PLUS软件在管壳式换热器设计中的应用。
通过与必要的手工计算相结合,便捷高效地设计出符合中国相关标准管壳式换热器的步骤和方法。
并以一个实例来演示所提方法的简单性和有效性,所得的换热面积相比节省了 66. 7%。
关键词：换热器设计 ASPEN PLUS引言ASPEN PLUS软件是一款功能强大的化工软件、动态模拟及各类计算的软件，它几乎能满足大多数化工设计及计算的要求，其计算结果得到许多同行的认可，该软件也和其他软件一样在不断的升级。
换热器是一种实现物料之间热量传递的设备,广泛应用于化工、冶金、电力、食品等行业。
在化工装置中换热设备占设备数量的40%左右,占总投资的 35% ~46%。
目前,在换热设备中,使用量最大的是管壳式换热器,尤其在高温、高压和大型换热设备中占有绝对优势。
换热器的设计主要包括传热和阻力计算两个方面。
由于换热器的设计方法比较烦杂,且需要迭代计算,故借助于日益普及的计算机软件进行优化设计则可以极大地提高工作效率。
目前,工程上已大量使用商业软件进行换热器的计算。
最著名的专业换热器计算软件主要有成立于 1962 年的美国传热研究公司 ( HTRI)开发的 XchangerSuite 软件;成立于 1967 年的英国传热及流体服务（HTFS)开发的 HTFS 系列软件和 B-JAC 软件。
为了便于组织工业生产,换热器的设计要尽可能符合相关的行业标准。
对于管壳式换热器,国外主要标准有TEMA(TubularExchangersManu-facturersAssociation)和 ASME (American SocietyofMechanical Engineers);国内主要标准有国标 GB151-1999(管壳式换热器标准),行业标准 JB/T 4715-92(固定管板式换热器形式与基本参数)和 HG 21503-92(钢制固定式薄管板换热器)。
Aspen-Plus与外部换热器设计软件的联用PPT课件
HTRI是美国的传热研究学会(HeatTransfer Research Institute,组建于1962年）的简称。 HTRI Xchanger Suite, 采用了在全球处于领导地位的工艺热 传递及换热器技术，包含了换热器及燃烧式加热炉的 热传递计算及其他相关的计算软件。HTRI软件包采用 了标准的Windows用户界面, 其计算方法是基于40多年 来HTRI广泛收集的工业级热传递设备的试验数据而研 发的。
EDR同时根据导入的数据设计出数个结果，并进行 对比，选出了最优结果供用户参考，用户可点击 Result|Result Summary |Optimization Path查看优化
结果。
.
17
§2 Aspen Plus物性数据导入EDR过程
8、通过EDR对换热器进行详细设计
在EDR界面，用户也可以修改运算模式，修改 几何结构等数据以便于对换热器的设计更加合理。 EDR对换热器的设计与校核在此本书不再做详细介 绍。
Aspen Plus 与外部换热器设计软件的联用
.
1
主要内容
§1 EDR和HTRI换热器计算软件简介 §2 Aspen Plus物性数据导入EDR过程 §3 Aspen Plus物性数据导入HTRI过程
.
2
§1 EDR和HTRI换热器计算软件简介
对于换热器的计算，工程人员经常用到 Exchanger Design and Rating（以下简称EDR)和 HTRI这两款软件。
4、在Analysis Parameters页面用户可以选择定义 以下变量（可选） ：（本例没有设置）
冷/热物流污垢热阻系数 冷/热物流最大压降 冷/热物流估计出口压力 冷侧/热侧的膜传热系数
.
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AspenPlus与外部换热器设计软件的使用
主要分为下面几个步骤：
1 设置AspenPlus生成冷热曲线所需要用到的物性；
2 在AspenPlus换热器模型/塔模型里新建冷热曲线；
3 把生成的曲线数据导入到HTRI,B-Jac,HTFS软件中，利用AspenPlus simulation Engine生成一个Dat 文件；
4 用HTRI,B-Jac,HTFS打开生成的DAT文件进行换热器设计计算。
下面详细说明一下用法
1 设置AspenPlus生成冷热曲线所需要用到的物性数据
在Data Browser->ProPerties->Pro-Sets->New 新建一个名为“PS-1”的物性集然后添加物性。
如图 1-2。
图 1
图 2
2 在AspenPlus换热器模型/塔模型里新建冷热曲线
例如：在一个塔里面设计塔顶冷凝器和塔底再沸器这样必须生成各自的曲线，以冷凝曲线为例。
A Data Browser->Blocks->T305->Condenser Hcurves->New 新建一条名为“1”的曲线。
图 3
在Setup中选择一个独立变量Heat duty/Temperature/Vapor fraction和设置计算点的个数(默认为10)。
如图 3 。
在Additional Properties标签页中添加物性集。
如图 4
图 4
运行后保存。
3 把生成的曲线数据导入到HTRI,B-Jac,HTFS软件中。
打开AspenPlus simulation Engine窗口
a 程序->AspenTech->AspenPlus XX.X->AspenPlus simulation Engine。
b 用DOS命令来到存放AspenPlus文件的文件夹下,然后使用HTXINT命令格式为“HTXINT AspenPlus 文件名”。
如图5。
c 选择换热器软件->选择单位->填写一个输出的文件名(是一个DAT文件哟)。
如图6。
d 选择模块->选择曲线。
如图7。
e 根据提示完成操作。
如图8。
图 5 图 6
图 7
图 8
4 用HTRI,B-Jac,HTFS打开生成的DAT文件进行换热器设计计算。
生成的dat文件就在放AspenPlus的文件夹下。
点右键->打开方式->选择换热器软件。
在Aspenplus simulation engine选了那个软件就用那个软件打开。
通过Aspen Plus Simulation Engine导入Aspen Plus中生成的曲线做的。
这次是通过Aspen Plus文件后缀为*.APPDF。
一新建一个B-Jac文件
二在Problem Definition中填上计算所需要的Application Options和Process Data
三从AspenPlus文件导入数据
A 进入Physical Property Data下面的Property Options。
如图 1。
B 选择Use Aspen Properties(Provide reference run file below)前面的单选按钮。
如图 2。
C 选择Aspen文件，注意后缀为*.APPDF。
如图 3 。