ASPEN换热过程
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运用aspen及其套件EDR设计换热器青海大学化工学院张鹏宇目录1.生产要求设定2.启动aspen设置前奏2.1确定合适的modle library 模块2.2建立流程图2.3输入工程标题2.4输入组分2.5选择物性方法2.6输入物流参数3.进行换热器选型3.1采用shortcut简捷计算3.2填写估计的总传热系数3.3模拟计算,列出简捷计算结果3.4按国家标准选型4.选择Detailed详细核算4.1设置冷热流体走程4.2使用Design Specification调整冷却水流率4.3设置壳程管程压降计算方式4.4设置总传热系数计算方式4.5填写冷热流体侧污垢系数4.6填写壳程管程数据4.7填写折流板及管嘴数据4.8运行计算,列出换热器详细计算结果4.8.1 exchanger details换热器详细数据4.8.2 pres drop 各程压力降及压力降分析4.8.3 流速探讨及分析5.用EDR 软件核算,出图5.1 数据传递5.2 EDR数据检查,核对补充5.3运行计算,列出换热器详细计算结果5.3.1 EDR换热器详细数据5.3.2 pres drop 各程压力降及压力降分析5.3.3 流速探讨及分析5.4列出换热器装配图5.5列出换热器布管图和设备数据5.6打印出图6.对比Aspen换热器详细计算,说明EDR其优缺点。
1.生产要求设定某生产过程中,需处理每年114000吨/年苯,现将苯从80度冷却至40度,冷却介质采用循环水。
循环水入口温度32.5度,出口温度取37.5度。
要求换热器裕度为10%~25%,换热器内流体流动阻力小于50Kpa.2.启动ASPEN设置前奏2.1选择合适的modle library 模块启动ASPEN,新打开一个空白的blank文件,该换热器用循环水冷却,冬季操作时进口温度会降低,考虑到这一因素,估计该换热器的管壁温和壳体壁温之差较大,因此初步确定选用带膨胀节的固定管板式换热器。
Aspen plus换热器模拟概述换热器模块Heater加热器/冷却器确定出口物流的热和相态条件换热器,冷却器,阀门,与功有关的结果不需要时的泵和压缩机HeatX双物流换热器在两个物流之间换热两股物流的换热器当知道几何尺寸时核算管壳式换热器MHeatX 多物流换热器在多股物流之间换热多股热流和冷流换热器两股物流的换热器LNG换热器Hetran管壳式换热器与BJAC 管壳式换热器的接口程序管壳式换热器包括釜式再沸器Aerotran空冷换热器与BJAC 空气冷却换热器的接口程序错流式换热器包括空气冷却器HeatX换热器1.概述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)Hesttx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。
请看图片,导热油是Therminol你在ASPEN里面直接寻找物性输入TherminolMobiltherm600是美孚公司600系列的导热油,是导热油。
我觉得没必要重新去模拟导热油的,仅仅做换热计算的话是可以直接调用数据库的。
采用Aspen Properties的数据库搜索"Therm”关键字即可搜索到更多导热油组分,但是在版本中有个bug,就是一部分导热油组分是从B-JAC数据库转移过来的,比如Therminol-66计算出来的物性都是错误的,这个bug已经在中修好了。
另外注意:这些导热油组分都为专属设定,不必选择物性方法,比如无论你用NRTL或者是PR方程,计算出的物性都是一样的!导热油种类繁多,软件只能把一些最著名并且知名公司的部分代表产品列出来,大家在计算的时候可以根据后面的Tb沸点自己选择需要的导热油,在实际采购中,国内的大多数厂商也都遵循这些典型产品的规律。
下面简单介绍下导热油的分类,这样大家就清楚aspen properties软件中各个导热油组分代表的含义,Aspen软件也没用包含下述所有的导热油,但下面的介绍一定会对大家选择那种导热油组分有帮助:导热油从结构上可分为合成型与矿油型两大类。
合成型导热油又称热传导液,是以石油化工或化工产品为原料经有机合成工艺制得,是纯的或比较纯的化学品,其特点是稳定性好,使用寿命长,可再生,但其价格也相对较高。
矿油型导热油又称热传导油,是以石油某线馏分为原料,经过加工调配制成,是多种烷烃组分的混合物。
矿油型导热油的原料来源较为广泛,生产工艺简单,价格低廉,但其热稳定性和抗氧化性受其多组分物质特性的影响相对较差。
一、合成型①联苯-联苯醚。
由%联苯醚和%联苯组成,是一种共沸体系,沸点257°,最高使用温度400°。
这是美国Dow公司30年代开发的一种产品,也是使用最早、使用时间最长的产品,优点是热稳定性好,积炭倾向小,缺点是渗透性强,气味难闻,有致癌作用。
第6章换热器单元模拟作者:全本军孙兰义换热器单元模拟6.1 概述6.2 换热器Heater6.3 换热器HeatX6.1 概述1、如:开水锅炉、水杯、冰箱、空调等。
2、是许多工业部门广泛应用的通用工艺设备。
通常,在化工厂的建设中,换热器约占总投资的11%~ 40% 。
换热器定义:换热器是用来改变物流热力学状态的传热设备。
Aspen Plus 换热器单元模块说明:模块 说明 功能 适用对象 Heater加热器或冷却器 改变一股物流的热力学状态 加热器、冷却器、仅涉及压力的泵、阀门或压缩机 HeatX 两股物流换热器 模拟两股物流换热过程管壳式换热器、空冷气、板式换热器 MHeatX 多股物流换热器模拟多股物流换热过程 LNG 换热器等Heater 模型用于模拟单股或多股物流,使其变成某一特定状态下的单股物流;也可通过设定条件来求已知组成物流的热力学状态。
Heater可以进行以下类型的单相或多相计算:1.求已知物流的泡点或者露点2.求已知物流的过热或者过冷的匹配温度3.计算物流达到某一状态所需热负荷4.模拟加热器(冷却器)或换热器的一侧5.模拟泵、压缩机、压缩机(仅改变压力,不涉及功率)进料物流(任意股)出口物流热流率(可选)热流率(可选)倾析水(可选)物料流热流 入口至少一股物料流入口任意股热流可选的 出口一股物料流出口一股热流可选的一股水倾析物流可选的 典型的Heater 流程连接图Heater模型设定参数闪蒸规定(Flash specifications)有效相态(ValidPhase)温度 Temperature 蒸汽 Vapor-Only压力 Pressure 液体 Liquid-Only温度 Temperature change 固体 Solid-Only蒸汽分率 Vapor fraction 汽-液 Vapor-Liquid过热 Degrees of superheating 汽-液-液 Vapor-Liquid-Liquid过冷 Degrees of subcooling 液-游离水 Liquid-Freewater热负荷 Heatduty 汽-液-游离 Vapor-Liquid-Freewater Heater模型有两组模型设定参数:闪蒸规定与有效相态注意:指定压力(Pressure),当指定值>0时,代表出口的绝对压力值;当指定值≤0,代表出口相对于进口的压力降低值。
aspenV10以上版本换热网络设计教程一、Aspen导入1.打开一个Aspen 模拟好的源文件2.激活Energy Saving3.等计算完后,打开Energy Saving页面4.启动Aspen Energy Analyzer点击Yes:之后就进入Aspen Energy Analyzer软件页面:5.计算最小温差设置最小传热温差范围和步长,点击Calculate:通过成本和最低传热温差图得最低点,并将最低点输入左下角DTmin:6.目标查看窗口数字1:物流名称,不需要的可以删除,比如流量太小或能量太少数字2:冷热物流符号,蓝色代表冷物流,红色代表热物流,箭头弯的代表有相变,点击弯箭头可显示该物流的区间能量变化数据。
数字3和4:代表进出口温度数字5:热容流率数字6:该物流总的能量数字8:该物流质量流量数字9:该物流比热7.自动设计换热网络右击Scenario1选择Recommended Designs:8.Recommend Designs参数设置窗口9.自动设计方案无法正常运行如果出现温差太小的问题,如图:则双击对应的流股,点击“Delete All”:再次点击“Recommend Designs”,可以显示自动设计的三个方案如左上侧。
各方案比较:分析三个方案的数据——可比较总费用、换热器面积、换热单元数、设备投资费用、冷热公用工程费用、操作费用,还可查看各参数目标值。
一般以年度总费用最小为目标,则选择方案。
由于新版本推荐出来的方案都带有黄色换热器,说明该换热方案不可行,点击下方或在该方案名称上右键“Enter Retrofit mode”,黄色换热器就会消失。
点击下方或在该方案名称上右键“enter Retrofit mode”会跳出现“options”对话框,可以直接关掉,也可以点击“Enter Retrofit Environment”:如果点击“Enter Retrofit Environment”,则左上方显示该方案在新的Scenario1 1目录内,可以对其编辑,进一步优化。