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  动态模拟

  化工流程的动态模拟指的是对装置实时的动态响应变化的模拟,再现操作与参数变化之间的响应关系,模拟的生产流程的工况参数能够随时间实时地根据操作或外界干扰而准确地动态响应变化。

  动态模拟技术一般以流程中各设备之间的压力及流过设备的流量的实时计算为基础,压力变化引起流量变化,流量变化也反过来引起压力变化,再引起温度液位等其它参数响应变化,同时考虑体积、热容及环境等因素影响,以压力、温度为主要参数通过热力学方法求解化工反应及分离变化,从而模拟出装置流程的真实的动作响应过程。

  动态模拟技术主要包括以下几点:

  1. 压力计算:这是动态模拟软件与其它稳态设计软件的最基本区别,压差是各工艺设备内物料流动的基本动力,压力与流量的计算是动态模拟的最基础运算,并且是动态模拟变化过程中各个时间点工艺模型遵循物料守恒的重要保障。

  2. 设备模块:严格按照化工原理公式编写,对应各种实际设备包括阀、泵、管道、压缩机、反应器、罐、精馏塔、喷射泵等,将不同设备模块按照实际工艺流程连接,再将设备的尺寸及性能参数输入到对应的设备模块对象的相应参数项内,就形成了基本外观的工艺流程模型。

  3. 物性方法:动态模型中的流股都是基于化学组分计算的多组分流股,模拟软件一般带有各化学组分的基础物性参数,再通过严格的热力学方法计算出对应状态(温度、压力)下的各种物性数据,如密度、粘度、焓、挥发度等等,从而保证各流股各状态参数的精确求解,如流量、温度、气液相比例、各相中的组分分布。密度与粘度是物料流动计算不可缺少的参数,焓是模拟工艺流股热量守恒的重要保障,相对挥发度是计算物料气液平衡的重要依据。

  控制系统:动态模拟主要模拟的就是操作对于工艺流程状态响应变化的影响,而实际中装置的操作是通过控制系统来完成的,并且在自控状态下,工艺状况与控制系统是相互作用影响变化的。因此完整的动态模拟也包括对控制系统的模拟。控制系统的模拟有两种:一种是通过使用软件系统自带的控制模块组态得到控制模型,再与工艺模型对应地点点相连接;另一种是通过OPC接口软件将控制系统厂商的控制模拟站与动态工艺模型进行点点相连接。

 

脚注信息
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