气体分馏装置的动态模拟

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由于化工装置的开停车操作复杂,通常的培训方式无法让员工直接体会操作过程,培训效率低。故本文针对年产30万吨的液化气分离装置,建立了全流程动态模拟及实时仿真,能完全的模拟该装置的开停车过程。气分装置主要由四个精馏塔组成,所以本文根据气分装置的特点,重点建立了精馏塔模型,还有本装置涉及到的其他的单元模块:闪蒸模型、换热器、泵等。通过管网的拓扑模型,将各单元模块连接起来,实现全流程的动态模拟。本文除建立单元过程模型外还建立了基础物性估算模型,包括沸点、标准摩尔体积、蒸发潜热、临界性质、定压比热和饱和蒸汽压的计算。动态数学模型中的常微分方程式采用显式欧拉法迭代求解,并与代数方程联立得出最终模拟值。本文将动态模拟结果与工厂实际值对比,误差较小,并对动态扰动能做出正确的反应趋势,且能在短时间内到达新的平衡,说明本文建立的数学模型能很好的模拟该装置。根据本文中的数学模型,建立了气分装置的全流程仿真软件,完全的模拟工厂中DCS控制系统,达到逼真的仿真效果。且该软件不仅能模拟开车过程,还能模拟停车及故障处理过程。现该软件已应用于气分车间员工的培训及考核,效果明显。
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