AspenPlus与外部换热器设计软件的使用

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 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)。

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)。

运⽤aspen及其套件设计换热器运⽤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。

AspenPlus与外部换热器设计软件的使用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 22 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”。

如何将ASPENPLUS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。

Aspen Plus介绍(物性数据库)•Aspen Plus---生产装置设计、稳态模拟和优化的大型通用流程模拟系统•Aspen Plus是大型通用流程模拟系统，源于美国能源部七十年代后期在麻省理工学院〔MIT〕组织的会战，开发新型第三代流程模拟软件。

该项目称为“过程工程的先进系统〞(Advanced System for Process Engineering，简称ASPEN〕,并于1981年底完成。

1982年为了将其商品化，成立了AspenTech公司，并称之为Aspen Plus。

该软件经过20多年来不断地改良、扩大和提高，已先后推出了十多个版本，成为举世公认的标准大型流程模拟软件，应用案例数以百万计。

全球各大化工、石化、炼油等过程工业制造企业与著名的工程公司都是Aspen Plus的用户。

它以严格的机理模型和先进的技术赢得广阔用户的信赖，它具有以下特性：1.ASPEN PLUS有一个公认的跟踪记录，在一个工艺过程的制造的整个生命周期中提供巨大的经济效益，制造生命周期包括从研究与开发经过工程到生产。

2.ASPEN PLUS使用最新的软件工程技术通过它的Microsoft Windows图形界面和交互式客户-服务器模拟结构使得工程生产力最大。

3.ASPEN PLUS拥有准确模拟围广泛的实际应用所需的工程能力，这些实际应用包括从炼油到非理想化学系统到含电解质和固体的工艺过程。

4.ASPEN PLUS是AspenTech的集成聪明制造系统技术的一个核心局部，该技术能在你公司的整个过程工程根本设施围捕获过程专业知识并充分利用。

5.在实际应用中，ASPEN PLUS可以帮助工程师解决快速闪蒸计算、设计一个新的工艺过程、查找一个原油加工装置的故障或者优化一个乙烯全装置的操作等工程和操作的关键问。

Aspen Plus功能Aspen Plus AspenTech工程套装软件(AES)的一个成员，它是一套非常完整产品，特别对整个工厂、企业工程流程工程实践和优化和自动化有着非常重要的促进作用。