脫丙烷塔設計及仿真操作軟件使用指導書（簡體書）

本書主要介紹了Honeywell公司UniSim Design Suite套件中Design和Operation軟件的基本功能和使用方法,圖文並茂地按步驟詳細介紹了脫丙烷塔裝置的開工、運行、停工和故障處理過程,可以指導讀者快速掌握脫丙烷塔工程設計和生產過程仿真模擬操作。
Honeywell公司的UniSim Design軟件為英文原版軟件,它是一種交互式建模工具,可以讓工程師建立工廠設計,性能監視,提高處理故障的操作水平、業務計劃和資產管理等的穩態和動態模型。用戶可以假定使用了一個具有追溯運算能力的高速引擎,並且立即就能得到反應,用戶可以根據反應狀況以交互式的方式做出決定。軟件包允許用戶離線設計和測試新的工程、在實施新的工程之前訓練員工。這個解決方案支持過程控制和優化、性能監測和業務規劃。軟件包的動態選項還可以使工廠模型用於評估設計的收益率、可操作性和安全性、提高現有工廠的全生命期操作性能。
通過將穩態建模技術和動態建模技術與嚴格物性計算包結合起來,UniSim Design軟件包還可以完成下列任務:快速啟動、優化進料切換策略、局部單元及全廠性能改善、工廠安全狀況優化。
本書是遼寧省職業教育“雙師型”名師工作室和教師技藝技能傳承創新平臺建設成果。在編寫過程中參考了Honeywell公司的UniSim Design軟件說明書和部分培訓資料,其中設計和操作仿真軟件介紹由齊向陽編寫,穩態模擬設計部分由齊向陽、劉小雋、張哲、杜鳳、李始振、王樹國編寫,動態建模仿真部分由齊向陽、劉小雋、張哲、杜鳳、李始振、鐘靖然、孫志巖、孫曉琳編寫,全書由齊向陽統稿。
由於編者水平所限,書中不妥之處在所難免,敬請讀者指正!

編者
2019年8月

第1章 設計和操作仿真軟件介紹1

第2章 穩態模擬設計2
1 Model 1-Getting Started 2
1.1 模擬基礎管理器 2
1.2 定義模擬基礎 3
1.3 仿真模擬建模 5
1.4 保存該模型 8
2 Model 2-Propane Refrigeration Loop 9
2.1 建立模擬環境 9
2.2 建J-T閥 10
2.3 建急冷器(Chiller) 10
2.4 建壓縮機(Compressor) 11
2.5 建冷卻器(Condenser) 11
3 Model 3-Refrigerated Gas Plant 12
3.1 建立基礎環境 12
3.2 建立進料流股 13
3.3 建分離罐(Separator) 14
3.4 建換熱器(Heat Exchanger) 14
3.5 加虛擬流股(Virtual Steam) 19
3.6 添加“Adjust” 21
4 Model 4-NGL Fractionation Plant 22
4.1 建立模擬環境 22
4.2 建脫甲烷塔 24
4.3 建泵 28
4.4 建脫乙烷塔 29
4.5 建閥 33
4.6 建脫丙烷塔 34
5 Model 5-Oil Characterization 37
5.1 建立實驗室數據(Adding Assay Data) 37
5.2 油品切割(Cutting The Assay) 41
5.3 在模擬環境Flowsheet中創建含油品特性的虛擬組分流股Gas Well 4 42
6 Model 6-Two Stage Compression 43
6.1 建立模擬環境 44
6.2 建進料流股(To Compression) 44
6.3 建混合(Mixer) 44
6.4 建低壓分離罐 45
6.5 建壓縮機(Compressor) 45
6.6 建一級出口冷卻器(Cooler) 45
6.7 建第二個混合器(Mixer) 46
6.8 建分離罐 46
7 Model 7-Natural Gas Dehydration with TEG 49
7.1 建立模擬環境 49
7.2 建TEG接觸塔 51
7.3 建TEG再生塔 53
7.4 建TEG補加系統 57
7.5 建TEG進料冷卻器 58
7.6 建Recycle 59

第3章 動態建模仿真61
1 穩態建模 61
1.1 模擬基礎管理器 61
1.2 定義模擬基礎 62
1.3 仿真模擬建模 67
2 p-F 理論 71
2.1 守恒方程(Conservation Equations) 71
2.2 基礎壓力-流量方程 72
2.3 壓力-流量網聯立求解 72
2.4 單元設備p-F 定義 73
3 穩態轉化為動態 74
3.1 加載穩態模型4528.01.SS.usc 74
3.2 給定設備尺寸 74
3.3 p-F 關係式和動態的定義 76
3.4 建控制器 78
3.5 建變量運行趨勢顯示(Strip Charts) 80
4 基礎控制理論(Basic Control Theory) 82
4.1 PID控制 82
4.2 控制器調節參數 83
4.3 Strip Chart設置 84
4.4 設定控制器控制面板(Face Plate) 85
4.5 設定Integrator 86
5 動態詳解(Dynamic Details) 86
5.1 閥的特征 86
5.2 設備標高 89
5.3 散熱模式 90
6 模型擴展 92
6.1 HP分離罐加壓力控制 92
6.2 加氣液分離罐 94
6.3 加三相LP分離罐 95
6.4 加閥和控制器 97
6.5 練習 99
6.6 模型優化 104
7 壓縮機(Compressor) 111
7.1 壓縮機曲線 111
7.2 喘振和防喘振曲線 113
7.3 Spreadsheet 115
7.4 加管道(Pipe Segment) 119
8 三甘醇脫水塔(TEG Dehydration Tower) 120
8.1 增加組分TEGlycol 121
8.2 建塔 122
9 因果邏輯圖(Cause and Effect Matrix) 128
9.1 C&E Matrix簡介 128
9.2 C&E Matrix結構及響應 129
10 加熱爐 133
10.1 加載模型 134
10.2 添加燃料氣和空氣流股 134
10.3 建加熱爐 134
10.4 提升工藝物流出爐溫度 137