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ECSS 化工之星用户手册 1 第一章第一章 化工之星简介化工之星简介 1 1 ECSS 化工之星化工之星 ECSS 化工之星是综合运用化学工程 应用化学 工程数学 系统工程和计算机科学 等理论 结合大量工程实践经验开发而成的计算机软件系统 属信息技术在过程工业应用 的高新技术成果 可广泛用于过程研究开发 过程设计 装置的模拟与优化 过程去瓶颈 分析 装置扩产节能挖潜改造等 是利用信息技术改造传统过程工业的基本工具和手段 该系统具有强大的过程模拟 分析 优化 设备设计及环境评价等功能 1 2 应用领域应用领域 ECSS 化工之星适用于天然气加工 石油炼制 石油化工 化学工业 轻工等过程工 业以下应用 1 新过程设计 2 过程选择 3 过程改造 扩产 节能 节水等 4 发现过程瓶颈及去瓶颈分析 5 过程最优化 6 过程环境影响评价 7 化工设备设计及核算 1 3 主要功能主要功能 1 3 1 过程模拟过程模拟 过程模拟对若干单元构成的一段流程进行模拟计算 得到严格的物料 能量 衡算 数据 化工之星可以自动根据用户构造的过程流程确定计算顺序 用户也可给定计算顺序 并选择循环流收敛方法 化工之星可模拟大型过程流程 理论上单元模块总数 物流 能流总数不受限制 取 决于计算机具体配置 能够满足各种模拟计算的需要 化工之星过程模拟计算按照过程模块中的信息调用有关模块 不象程序驱动要求的那 样 流程模拟任务由一个非常大的运算程序来完成 而是过程中的单元模块只有一个副本 注留内存 因此结构灵活 占用系统资源少 ECSS 化工之星用户手册 2 1 3 2 设计规定设计规定 设计规定是控制过程中某个可调节变量使目标变量达到用户期望的值 设定值 一般在全流程模拟完成后 通过设置设计规定模块来完成 1 3 3 过程灵敏度分析过程灵敏度分析 灵敏度分析是研究一变量 因变量 随另一变量 自变量 的变化关系 灵敏度分析也是在流程模拟之后进行 1 3 4 过程优化过程优化 ECSS 化工之星的过程优化是根据用户给定的目标函数采用逐次二次规划法 SQP 将用户给定的一些设计变量进行优化计算 最后给出一套能使目标函数最大或最小的设计 变量 过程优化要在流程模拟之后进行 在过程优化前 用户需确定目标函数 扰动变量 非独立变量和等式约束等参数 目标函数是由物流 能流及模块信息的线性组合而成 1 3 5 工况分析工况分析 工况之间可以是流程结构不同 模块参数不同 或物流信息不同 因此确定一个工况 可以改变流程中的所有信息 对于改变流程结构或增减模块的情况 可通过分别进行流程模拟来发现规律 找出最 佳流程 工况分析只分析不同的模块参数 操作条件 及物流信息对模拟结果的影响 工况分 析是在流程模拟之后进行 对一个流程同时最多可以进行 12 个工况的工况分析 1 3 6 设备设计设备设计 1 换热器设计与核算 6 1 换热器设计与核算 可以对已有的管壳式换热器进行核算 得出其传热性能 也可用于设计新的管壳式换 热器 得出其结构尺寸及传热性能 设计分为标准设计和非标准设计 标准设计计算出的换热器符合我国的标准系列 非 标准设计需用户给定部分换热器结构尺寸计算出一些主要结构尺寸并满足过程换热要求 可对无相变换热器 釜式再沸器 立式热虹吸再沸器 单组分卧式冷凝器 单组分立 ECSS 化工之星用户手册 3 式冷凝器 单组分卧式冷凝冷却器 多组分卧式冷凝器 多组分立式冷凝器 多组分冷凝 冷却器 立式蒸发器 降膜式蒸发器 卧式热虹吸式再沸器 含惰气卧式冷凝器 含惰气 立式冷凝器和水蒸汽蒸馏用再沸器共十五种管壳式换热器进行设计和核算 2 塔板设计 可对泡帽塔板 浮阀塔板 筛板塔板三种类型的塔板进行设计或核算 设计计算主要是根据塔板的操作参数等 按照标准系列设计出合适的塔板 给出塔的 主要结构参数 塔板的各项阻力降 并可自动绘制出塔的性能负荷图 校核计算主要是根据塔的操作参数及结构参数计算塔的操作是否在安全范围以内 若 操作不正常 分析可能存在问题的实质 同样也可自动自动绘制出塔的性能负荷图 3 填料塔设计 可对乱堆 规整填料的填料塔进行设计或核算 化工之星可提供实体和乱堆 40 多种填料数据 由用户根据实际需要选择 设计计算主要是根据塔的操作参数 填料数据等 设计出合适的塔径 填料塔的阻力 降 液泛速度等 校核计算主要是根据塔的操作参数及结构参数计算塔的操作是否在安全范围以内 若 操作不正常 分析可能存在问题的实质 计算其阻力降 液泛速度等 1 3 7 管路计算管路计算 可对不可压缩流体 一般为液体 可压缩流体 一般为气体 和气液两相流三种流 体类型的不同流动类型进行管路计算 管路计算有以下三个功能 已知管径求出口压力 已知流速求出口压力及管径 已知 压降求管径 1 3 8 过程环境影响评价过程环境影响评价 ECSS 化工之星具有化合物环境影响数据库 可对物流 单元模块 流程分别进行环境影响评价 评价内容 温室效应潜值 GWP 臭氧层损害潜值 ODP 光氧化潜值 SFP 酸雨潜值 AP 富营养化潜值 EP 人体摄入毒性潜值 HTPI 人体暴露毒性潜值 HTPE 水生态毒性 潜值 ATP 陆生态毒性潜值 TTP 及对环境总的影响 ECSS 化工之星用户手册 4 1 4 主要特点主要特点 1 4 1 强大易用的图形用户界面强大易用的图形用户界面 灵活流程绘制和数据输入 灵活单位值设定 灵活的在线单位换算 基于颜色的输入指导 灵活的物流数据表能力 灵活的控制选择 运行 停止 断点设置 可视收敛状态 数据正确性检查 塔板分布 性能负荷图显示 输出 1 4 2 丰富的基础物性丰富的基础物性 1600 多种纯物质基础物性数据库 石油馏份物性处理 状态方程交互作用参数库 活度系数函数参数数据库 化合物环境物性数据库 用户扩充组份能力 1 4 3 任意组合的热力学性质计算任意组合的热力学性质计算 对非极性或弱极性物系 可采用状态方程法 该法利用状态方程计算所需的全部性质 和汽液平衡常数 已实现的状态方程有 理想方程 ID SRK PR PT PRSV BWRS LK 极性物系 采用状态方程与活度系数方程相结合的组合法 即汽相采用状态方程法 液相逸度采用活度系数法计算 液相的其它性质采用状态方程或经验关联式法 已实现的 活度系数方程有 Wilson NRTL UNIQUC UNIFAC 用户可以从汽液相逸度 焓 熵 密度计算方法上 根据具体问题任意组合 1 4 4 先进的环境影响评价方法先进的环境影响评价方法 化合物环境影响评价 ECSS 化工之星用户手册 5 物流环境影响评价 单元模块环境影响评价 过程环境影响评价 1 4 5 在线帮助与知识查询在线帮助与知识查询 综合的在线帮助系统 在线用户手册 在线技术手册 在线化工知识数据库 ECSS 化工之星用户手册 6 第二章第二章 系统安装系统安装 2 1 环境要求环境要求 硬件环境 PII 以上 CPU 内存 64M 以上 硬盘 100M 以上 软件环境 WIN95 WIN98 WIN2000 WINNT 2 2 安装步骤安装步骤 2 2 1 软件安装软件安装 化工之星的安装界面非常简单方便 第一步 把安装光盘插入光驱 然后击安装光盘的安装文件 setup exe 启动安装程序 界面如下 第二步 单击 next 按钮 显示用户许可协议 出现如下界面 ECSS 化工之星用户手册 7 第三步 如果同意协议 单击 是 按钮 选择安装路径 可选择缺省路径 出现如 下界面 第四步 如需更改安径 可以直接输入安装路径 也可以单击 浏览 按钮 进入下 ECSS 化工之星用户手册 8 面界面 第五步 确定好安装路径 单击 next 按钮 出现界面如下 第六步 单击 next 按钮 进行安装 安装过程中出现进度条显示安装进度 安装完成 后 出现如下界面 ECSS 化工之星用户手册 9 第七步 单击结束按钮 安装结束 2 2 2 加密狗安装加密狗安装 在软件安装过程中 不需要加密狗 软件安装完毕 如需使用本软件 则应将加密狗 安装在打印口上 再直接运行软件主程序即可 2 2 3 网络版安装指南网络版安装指南 1 在充当服务器的计算机上运行光盘 ECSS服务器版安装程序 下的setup exe文件 安装ECSS化工之星服务器程序 2 在客户机上运行光盘 ECSS客户机版安装程序 下的setup exe文件 安装ECSS 化工之星客户机程序 3 把随盘附带的 ECSS化工之星 专备的加密狗插在服务器计算机的打印口上 4 在服务器上运行 ECSS化工之星服务器程序 此时可在服务器上运行 ECSS 化工之星 5 在客户机上运行 ECSS化工之星客户机程序 在弹出的对话框中单击 浏 览 选择服务器上安装 ECSS化工之星 的路径 按 确定 即可 如果在 客户机上找不到服务器上安装 ECSS化工之星 的路径 请确认服务器上安装的 ECSS化工之星 的目录已经共享 运行客户机上的 ECSS 化工之星 4 21 即可开始使用 以后再在客户机上使用 ECSS 化工之星 直接执行即可 不必在执行第 5 步的内容 2 3 系统文件说明系统文件说明 本系统的所有程序均安装在化工之星的安装目录下 cstar exe 为运行主程序 其他支 持部分简介如下 dll 子目录 存放计算程序的动态连接库 dat 子目录 包括物性及热力学数据库 resource 目录 各种图形 位图 图标等资源文件 user 目录 用户的工作目录 包括输入 输出的文件 用户的输入文件包括后缀为 glb blk str prp 和 ecs 工程名文件 对进行工况分析的工程 还包括后缀为 cas 的文件 ECSS 化工之星用户手册 10 对一个计算完成的工程项目 如果需要备份存档 只需保存这些用户输入文件 输出文件 主要包括后缀为 rep 文件 另外 message txt 为计算过程输出的信息 每次打开或新建一 个工程 该文件都将刷新 ECSS 化工之星用户手册 11 第三章第三章 基本操作基本操作 3 1 系统设置规定系统设置规定 3 1 1 颜色规定颜色规定 1 输入对话框中的颜色 绿 表示系统缺省值 用户修改后变为蓝色 蓝 用户输入的值 红 用户必须输入或有错误的值 当运行按钮为红色时不能运行 只有变为蓝色时才 可 2 单元图标的颜色 绿 缺省的颜色 红 正在计算的当前模块 蓝 计算完成的模块 灰 计算完成但没收敛的模块 黄 选中的模块 粉红 断点模块 3 模块中连接物流的位置 红 需要连接的位置 绿 可以连接的位置 3 1 2 能流及热负荷能流及热负荷 输入能流需要用户给定热负荷 输出能流是计算出的热负荷 能流的箭头方向代表热量的传输方向 热量可是正值 可是负值 对输入能流来讲 正值表示加热 负值表示取出热量 给入冷量 对输出能流来讲 正值表示放出热量 负 值表示吸收热量 放出冷量 如果一个模块即有输入能流而对话框中又输入了热负荷 则 该模块的输入热负荷按两者加和计算 3 1 3 组份数及热力学方法组份数及热力学方法 组份数不得超过 100 热力学方法不得超过 20 ECSS 化工之星用户手册 12 3 1 4 单元进出口物流能流数单元进出口物流能流数 所有 型接口一般只需连接一股 其它类型可以连接多股 具体情况可参考各个模块 3 1 5 流程图流程图 箭头方向为物流或能流的输送方向 对没有连接设备的一端 将标有方框 灰色物流 表示处于激活状态 有虚框的模块处于激活状态 3 2 功能菜单功能菜单 3 2 1 文件文件 3 2 1 1 新建 开始一个工程计算 首先选择该命令新建一个项目 项目名称有缺省值 project 该名称可以在第一次存盘时重新给定 或用命令 另存为 改名 3 2 1 2 打开 如果打开一个老的项目 选择该命令 项目文件后缀必须是 ecs 3 2 1 3 存盘 保存当前的模拟 即保存当前的文件 第一次保存时用户可以重新输入项目名称 以 后存盘就采用当前的名称 3 2 1 4 另存为 如果要将当前项目改名 选择该命令 这时 重新将所有数据按新名存盘 以后的输 入或修改都针对这个项目进行 原来名称的项目还在 还可以采用命令 打开 继续 3 2 1 5 发送项目到 ECSS 该命令可以将当前项目的输入数据文件发送到 ECSS 开发小组 该命令必须在连接到 ECSS 化工之星用户手册 13 Internet 之后进行 3 2 1 6 打印流程图 该命令用来将流程图输送到打印机打印 进入打印对话况后 要将打印机的打印方式 改为横打 3 2 2 编辑编辑 3 2 2 1 拷贝 将当前物流或模块的参数拷贝到内存 当选择命令 粘贴 时 将产生一个具有相同参 ECSS 化工之星用户手册 14 数的物流或模块 拷贝一次 可以重复粘贴 用该命令前必须点击需要拷贝的物流或模块 使它处于激活状态 另外 该命令只能拷贝一个物流或模块 3 2 2 2 粘贴 将产生一个物流或模块 将 拷贝 的物流或模块参数付给新产生的物流和模块 具体 操作是点击该命令后 新填加一个物流和模块 粘贴模块时无须点击工具条中的图标 只需 点击画布上一点即可 粘贴物流时需要点击工具条中的图标 在画布上新画一股物流 注 意 粘贴只能是同性质的物流或模块进行 不可以拷贝的是物流 而粘贴到模块 也不能 拷贝的是闪蒸器 而粘贴到其它类型的模块 如塔 换热器等 3 2 2 3 删除 当处于激活状态的物流或模块删除 也可以将用鼠标选择的所有模块和物流删除 注 意 删除是不可恢复的 3 2 2 4 全选 将所有物流和模块选定 以备移动或删除 3 2 3 输入输入 3 2 3 1 问题描述 该命令用来输入项目的名称和简单的说明 输入的内容将出现在结果报告开始 ECSS 化工之星用户手册 15 3 2 3 2 输入单位 该命令用来选择输入数据的缺省单位 方法请参考 3 4 输入与输出单位 一节 3 2 3 3 组份选择 选择系统组份 方法请参考 4 定义组份 一节 3 2 3 4 组份性质 输入或修改系统组份的基础物性 方法请参考 4 4 物性修改 一节 3 2 3 5 热力学方法 选择计算物性采用的热力学方法 方法请参考 5 1 热力学性质方法选择指导 一节 3 2 3 6 原子矩阵 显示系统组份的原子组成 原子矩阵暂时不用 该命令可以不理 3 2 3 7 数据输入 输入处于激活状态的物流或模块的参数 该命令相当于双击物流或模块 0 3 2 4 流程计算流程计算 3 2 4 1 计算顺序 ECSS 化工之星用户手册 16 确定流程的计算顺序 用户可以给定 也可以采用自动给定的顺序 如果流程的收 敛有困难 最好使用该命令查看一下计算顺序 另外 循环流的初值也采用该命令输入 具体方法见 8 2 循环及收敛 一节 3 2 4 2 收敛方法及判据 选择流程收敛的方法 包括直接迭代 Wegstein Broyden 各方法的特点见 8 2 循环及收敛 一节 另外收敛判据用户可以根据具体情况在这里输入 3 2 4 3 工况分析 该命令包括三个子命令 工况分析输入 工况分析计算 工况分析结果 工况分析 输入是定义各个工况 计算是对各个工况进行计算 结果是查看各个工况的结果 工况分 析的具体内容见 8 5 工况分析 一节 3 2 4 4 灵敏度分析 进行灵敏度分析的输入和计算 工况分析的具体内容见 8 4 灵敏度分析 一节 3 2 4 5 设置断点 将处于激活状态的模块设置成断点 当计算运行到该模块时 该模块计算之前 暂停 这时可以查看结果 但是不能修改参数或修改流程 当再运行时 计算将从该断点 模块继续进行 该命令可以重复进行 当某一个断点模块处于激活状态时 再次使用该命 令 将当前的断点取消 3 2 4 6 运行 该命令是用来运行流程模拟计算 其它的计算 如灵敏度分析 工况分析 设计规 定 设备设计 都用各自的运行按钮运行 当运行到断点时 应用该命令 计算将从该断 点模块继续进行 3 2 5 设备设计设备设计 3 2 5 1 换热器设计 进行换热器的设计 参数的输入和计算参考 10 1 换热器 一节 该设计一般在流 程模拟以后进行 3 2 5 2 塔水力学设计 进行塔板 填料 的设计 参数的输入和计算参考 10 2 塔设备 一节 该设计一般 ECSS 化工之星用户手册 17 在流程模拟以后进行 3 2 6 环境影响评价 3 2 6 1 环境影响因子设置 给定环境污染权重 生态污染权重 人体毒性污染权重 方法参考 11 5 2 环境影 响权重设置 一节 3 2 6 2 物流环境影响评价 选择物流 显示其环境影响 方法参考 11 5 3 物流环境影响评价 一节 3 2 6 2 单元环境影响评价 选择单元 显示其环境影响 方法参考 11 5 4 单元环境影响评价 一节 3 2 6 3 过程环境影响评价 显示整个流程的环境影响 方法参考 11 5 5 过程环境影响评价 一节 3 2 7 输出输出 3 2 7 1 输出单位 定义计算结果输出的单位 方法参考 3 4 输入与输出单位 一节 3 2 7 2 输出格式 定义结果输出报告的格式 方法参考 3 4 输入与输出单位 一节 3 2 7 3 输出精度 定义输出结果中的精度 即小数点后的位数 3 2 7 4 产生报告 模拟计算结束后 用该命令产生结果报告 报告格式用命令 输出格式 定义 精度用 命令 输出精度 定义 产生报告后自动调用 显示报告 ECSS 化工之星用户手册 18 3 2 7 5 显示报告 调用编辑程序 如 Notepad exe 或 wordpad exe 显示结果报告 该命令只能显示已有 的结果报告 需在产生报告以后进行 不能自动更新 每次计算结束后必须先用 3 2 7 4 产 生报告 产生新的结果报告后才能显示最新的计算结果 3 2 7 6 物流数据表格 定义物流数据表格的形式 定义方法参考 3 4 输入与输出单位 一节 3 2 7 7 显示塔的性能负荷图 该命令显示所选塔的性能负荷图 在塔的设计 参考 10 2 塔设备设计 之后进行 3 2 8 示图示图 3 2 8 1 全图 将流程图按当前的显示窗口的大小缩小显示在当前窗口中 若流程图能够完全显示 在当前窗口时 该命令不起作用 3 2 8 2 缩小 将流程图按一定的比例缩小 缩小后流程图若出现变形 可用命令 重画 纠正 3 2 8 3 放大 将流程图按一定的比例放大 缩小后流程图若出现变形 可用命令 重画 纠正 3 2 8 4 重画 物流重新搜索连接路径 该操作对大流程比较慢 3 2 9 选项选项 3 2 9 1 物流表设置 设置物流表包括的物流数据项 方法参考 3 8 物流数据表格 一节 ECSS 化工之星用户手册 19 3 2 9 2 单位制设置 系统包括一些缺省的单位制 如工程单位制 ECSS 单位制 英制等 用户可以用 该命令定义自己的单位制 3 2 9 3 编辑器 选择显示报告所用的编辑器 缺省的是计事本 3 2 10 帮助帮助 3 2 10 1 内容 打开帮助文件 显示该帮助文件的目录 用户可以选择相应的内容查看 3 2 10 2 关键词 用户可以根据关键词查找帮助内容 3 2 10 3 技术手册 显示 ECSS 化工之星软件的技术资料 包括系统结构和数学模型 3 2 10 4 电子手册 电子手册存储了化工领域涉及的重要概念 原理等知识内容 为用户提供知识查询 知识学习等服务 通过方便快捷的检索方法 用户可以获得各种名词解释和专题讨论 从 这个功能意义上讲 化工之星相当于电子化工手册 它包含了化工专业涉及的基础课和专 业课的大部分内容 同时包含工程设计中常用的各类技术手册内容 3 3 快捷键和工具条快捷键和工具条 3 3 1 快捷键快捷键 各快捷键对应的菜单命令如图所示 ECSS 化工之星用户手册 20 3 3 2 工具条工具条 工具条中放有所有单元模块和物流图标 如图所示 点击物流后 在画布上点击物流起始点 然后再点击物流终点即可得到一股物流 反 复该过程可得到多股物流 直到点击鼠标右键结束 点击一个模块图标 然后在画布上点击一点 将在该处产生一个单元模块 物流 能流图标点击一次可产生多股 其它图标只能产生一个 3 4 输入与输出单位输入与输出单位 3 4 1 输入单位输入单位 3 4 1 1 参数输入时改变单位 用户在进行参数输入的过程中 可以随时选择 转换当前参数的单位 方法是点击参 数后面的单位 出现单位转换和换算对话框 ECSS 化工之星用户手册 21 对话框中缺省的是单位的缩写符号即单位简称 如果选择单位全称一项将显示单位的 全称 如果只改变单位而不改变当前的值 选择 更改单位 一项 如果不仅改变单位而且 改变当前的值 选择 单位转换 一项 3 4 1 2 设置系统的输入单位 选择菜单 输入 下的 输入单位 命令 进入输入单位定义对话框 ECSS 化工之星用户手册 22 用户可以选择温度 压力 时间等的单位 对话框中的 基于单位制 一项 存放了一 些缺省的单位制 用户可以一种 然后在此基础上修改 另外 用户可以定义自己的单位 制 方法参考 3 4 3 自定义单位制 一节 当定义了用户单位制之后 该单位制将出现在 基于单位制 中 可以选择应用 系统单位制设置以后添加的模块和物流 其缺省的输入单位将采用该单位 3 4 1 3 设置系统的输出单位 选择菜单 输出 下的 输出单位 命令 进入输出单位定义对话框 ECSS 化工之星用户手册 23 用户可以选择温度 压力 时间等的单位 对话框中的 基于单位制 一项 存放了一 些缺省的单位制 用户可以一种 然后在此基础上修改 另外 用户可以定义自己的单位 制 方法参考 3 4 3 自定义单位制 一节 当定义了用户单位制之后 该单位制将出现在 基于单位制 中 可以选择应用 物流的输出内容可以根据用户需要选择输出各种单位的流量及组成 如质量流量 摩 尔流量及各组份的摩尔分数 质量分数 质量流量等 在输出单位定义对话框中的 物流 总流量 中选择一项或全选来设定结果中流量的单位 在 物流组成 中选择一项或全选来设 定结果显示中组份的组成 系统单位设置以后 结果显示和结果报告中将采用该单位 3 4 3 自定义单位制自定义单位制 用户可以定义自己的单位制 方法是选择 选项 下面的命令 单位制设置 进入自定 义单位制对话框 ECSS 化工之星用户手册 24 对话框中列出了目前所有的单位制 用户可以选择某一单位制 然后点击 编辑 按扭 进行单位制选择 ECSS 单位制 工程单位制 国际单位制和英制是系统单位 用户不能 修改和删除 如果用户需要添加新的单位制 点击 新建 按扭 出现新建单位制对话框 ECSS 化工之星用户手册 25 用户需要输入单位制的名称 并选择基于单位制 确定后 出现一个新的对话况 上 面的单位是用户选择的基于单位制 用户可以在此基础上进行修改 确定后将会到自定义 单位制对话框 这时新添加的单位制将出现在单位制列表中 该新添加的单位制可以在输 入单位和输出单位中使用 自定义单位制对话框中的 删除 按钮 可以用来输出用户定义单位制 3 5 流程的构造流程的构造 3 5 1 添加 删除模块添加 删除模块 在工具条中点击相应的模块 然后在画布上某一位置点击鼠标 这时就产生一个单元 模块 该模块的名称有缺省值 用户可以在该模块的参数输入对话框中更改 点击某一模 块 使之处于激活状态 然后选择编辑命令中的 删除 即可删除该模块 也可以点击鼠 标右键选择浮动菜单中的 删除 命令 还可以按住鼠标左键拖动鼠标选择几个模块 包括 该范围内的物流 然后用 删除 命令一起删除 ECSS 化工之星用户手册 26 3 5 2 物流的连接与删除物流的连接与删除 点击工具条中的物流图标 系统处于物流添加状态 所有需要连接输出流的单元接口 变成红色或绿色 红色表示需要输出流的接口 绿色表示该接口可以连接输出流也可以不 连 点击一个接口确定物流的开始点 这时所有需要连接输出流的单元接口消失 可以连 接输入流的单元接口变成红色或绿色 红色表示需要输入流的接口 绿色表示该接口可以 连接输入流也可以不连 当点击一个接口后 该物流就添加完毕 此时系统又处于连接输 出流状态 这样反复操作直至所有物流添加完毕 点击鼠标右键 也可以点击工具条中的 物流图标 系统退出物流添加状态 对原始物流和输出流 在画布的空白处点击鼠标确定物流无设备相连的一端 其它操 作同上 没有设备连接的一端将标有一个方框 删除一股物流只需点击该物流 先点鼠标右键退出物流添加状态 使其处于激活状 态 然后选择编辑命令中的 删除 即可删除该物流 也可以点击鼠标右键选择浮动菜单 中的 删除 命令 还可以按住鼠标左键拖动鼠标选择几个物流 包括该范围内的模块 然 后用 删除 命令一起删除 对连接好的物流 如果需要改变输入 输出连接 只需点击该物流 先点鼠标右键退出 物流添加状态 使其处于激活状态 将鼠标放在该物流的终 始端 按住鼠标 这时系统 处于连接输入 出流状态 拖至新的位置即可 能流的一切操作与物流相同 3 5 3 输入文本输入文本 点击工具条中的文本图标 T 在点击画布上一点即可以在该点输入简单的文本 在 输入文本的过程中 鼠标必须在文本框内 若点击其它地方 表示文本输入完毕 文本框 将消失 另外 文本的修改可用 BACKSPACE 键删除某字符 Del 键不能用来删除字符 只能用来删除整个文本框 已输入文本的修改只需点击该文本 这时该文本处于编辑状态 可用箭头键和 SPACEBACK 键进行修改 3 5 3 流程图的输出流程图的输出 用菜单 文件 中的命令 输出流程图 来将流程图输送到打印机打印 进入打印对 话况后 要将打印机的打印方式改为横打 3 6 物流及模块参数输入物流及模块参数输入 物流及模块参数的输入有两种方法 一是双击该物流或模块 这时将显示输入参数对 ECSS 化工之星用户手册 27 话框 另一种方法是点击该物流或模块使其处于激活状态 再选择命令菜单 输入 中的 数 据输入 命令 也可以点击鼠标右键在浮动菜单中选择 数据输入 命令 参数输入的方法可 参考 6 单元模块的功能及参数输入及 7 物流及能流参数输入 3 7 结果显示及输出结果显示及输出 3 7 1 结果显示方法结果显示方法 模拟计算结束后 有两种方法查看物流或模块的计算结果 一是点击该物流或模块使 其处于激活状态 再点击鼠标右键在浮动菜单中选择 显示结果 命令 这样当前物流或模 块的计算结果将被显示出来 另一种方法是产生结果报告 方法是选择菜单 输出 中的 产 生报告 命令 报告产生后自动显示该报告 显示报告 命令只能显示已有的结果报告 需 在产生报告以后进行 不能自动更新 每次计算结束后必须先用 产生报告 产生新的结果 报告后才能显示最新的计算结果 结果中的内容 单位及精度可以用菜单 输出 中相应的命令设置 参考 3 7 2 输出格式 及精度 3 7 2 输出格式及精度输出格式及精度 输出格式是定义结果报告的内容和格式 方法是选择 输出格式 命令 进入输出格式 对话框 在 页面设置 中给定页面的长和宽 其它三项选择确定结果报告中是否包括该内 容 缺省的情况是包括 物流的输出内容可以根据用户需要选择输出各种单位的流量及组成 如质量流量 摩 尔流量及各组份的摩尔分数 质量分数 质量流量等 方法参考 3 4 1 3 设置系统的输出 单位 一节 输出精度是指结果报告中小数点后需要保留的位数 方法是选择 输出精度 命令 进 入输出精度对话框 上面显示了各变量的输出精度 ECSS 化工之星用户手册 28 可以根据需要进行修改 如果选定对话框中最下面一项 缺省值 这时所有变量的精 度将恢复到缺省值 3 8 物流数据表格物流数据表格 3 8 1 设置物流数据表格设置物流数据表格 选择菜单 选项 中的 物流表设置 命令 进入物流表设置对话框 ECSS 化工之星用户手册 29 对话框中 基于物流表 一项可以选择一种缺省格式 这时该物流表所含内容将出现在 物流表中所含性质 列表框中 用户可以在此基础上进行修改 添加 按钮是将左边 物流 性质 中选择的物性添加到右边 物流表中所含性质 中 全添加是将左边内容全添加到右 边 删除 按钮是将右边选定的项删除 全删除 是将右边框中所有内容删除 上移 下 移 顶端 底端 按钮用来调节物流表中各物性的位置 新建 按钮是用户自定义物流表形式 点击该按钮后出现 新建物流表 对话框 用户 需输入名称 并选择新建表在那一个已经存在的表上进行修改 确定 后将回到物流表设 置对话框 这时就可以对这个新建的物流表进行修改 以后这个新的物流表设置将保存在 基于物流表 中 用户可以直接应用 删除 按钮用来删除用户定义的物流表形式 系统原有的四个物流表形式不能删除 注意 这里所做的工作只是设置各种物流表类型 至于具体采用那一种类型还要在 物流表特性对话框中选择 参考 3 8 2 产生物流数据表格 3 8 2 产生物流数据表格产生物流数据表格 选择菜单 输出 中的 物流数据表格 命令 点击画布上物流表的位置 这时将出现物 流数据表格 ECSS 化工之星用户手册 30 此时物流表中没有物流 表格中物流的内容是缺省的物流表设置 添加物流或更改其 设置 双击该物流表格 这时出现物流表特性对话框 对话框中的 类型 一项存放了各种类型的物流表 包括系统原有的和用户自定义的 参考 3 8 1 设置物流数据表格 用户可以选择其中一种 表格形式 中选择表格的具体 形式 显示表格行 选择表格中有没有表格线 显示边界 选择表格中有没有边界线 线 宽 边界宽 选择表中表格线和边界线的粗细 单元格宽度 选择每一列的宽度 单位是像 ECSS 化工之星用户手册 31 素 摩尔 和 质量 一项用来选择物流表中组成的基准 摩尔分数或质量分数 物流 中含有所有当前流程的物流 用户可以选择一个 点击 添加 按钮 这时该物 流被选为显示物流 出现在 所添加物流 中 物流表中将出现该物流的信息 重复该操作 可选择多个显示物流 另外 全添加 按钮是将所有物流均添加为显示物流 删除 按钮是 将所选物流从 所添加物流 中除去 全删除 按钮是将所有物流从 所添加物流 中除去 另 外 上移 下移 顶端 底端 按钮用来调节物流表中各物流的位置 用户自定义物流表 按钮用来定义新的物流表类型 操作见 3 8 1 设置物流数据表格 一节 3 8 3 物流表的放大 缩小 移动及删除物流表的放大 缩小 移动及删除 点击物流表 物流表处于激活状态 其周围出现虚框和八个按钮 按住这些按钮 拖动即可改变物流表的大小 若按住虚框的内部拖动可移动物流表 当物流表处于激活状 态选择菜单 编辑 中的 删除 命令可将物流表删除 也可以按 Del 键删除 ECSS 化工之星用户手册 32 第四章第四章 定义组分定义组分 4 1 选择系统组份选择系统组份 选择菜单 输入 中的 选择组份 命令 进入组份选择对话框 有六种 选择组份的方法 按序号 点击该方法后 用户在 序号 中输入组份序号 这时该序号对应的物质 将出现在最下面的列表框中的最顶端 这时按 Enter 键或用鼠标双击该物质 该物质将出 现在右上角 所选组份 中 也可以点击该物质 再按 添加 按钮 组份序号是该物质在 ECSS 库中的序号 大于 0 小于 1638 可以在 用户手册 中查到 按分子式 点击该方法后 用户在 分子式 中输入组份分子式 这时该分子式对应 的物质将出现在最下面的列表框中的最顶端 这时按 Enter 键或用鼠标双击该物质 该物 质将出现在右上角 所选组份 中 也可以点击该物质 再按 添加 按钮 分子式的形式为 CxHyOz C H O 为元素 x y z 为元素个数 按英文名称 点击该方法后 用户在 英文名称 中输入组份英文名称 这时该英文 名称对应的物质将出现在最下面的列表框中的最顶端 这时按 Enter 键或用鼠标双击该物 质 该物质将出现在右上角 所选组份 中 也可以点击该物质 再按 添加 按钮 英文名 称需是 ECSS 库中的名称 按中文名称 点击该方法后 用户在 中文名称 中输入组份中文名称 这时该中文 ECSS 化工之星用户手册 33 名称对应的物质将出现在最下面的列表框中的最顶端 这时按 Enter 键或用鼠标双击该物 质 该物质将出现在右上角 所选组份 中 也可以点击该物质 再按 添加 按钮 中文名 称需是 ECSS 库中的名称 从系统数据库中查 点击该方法后 最下面的列表框中将出现系统物性库中所有物 质 用户可以从中选择 选择方法是用鼠标双击该物质 该物质将出现在右上角 所选组份 中 也可以点击该物质 再按 添加 按钮 另外用户可以在 数据库列表 中选择物质所在 的库 缩小搜索范围 便于查找 从用户数据库中查 点击该方法后 最下面的列表框中将出现用户库中所有物质 用户可以从中选择 选择方法是用鼠标双击该物质 该物质将出现在右上角 所选组份 中 也可以点击该物质 再按 添加 按钮 按物性查 点击该方法后 显示物性列表 物性的选择范围输入框 物性单位及查 询按键 选择相应的物性后 在物性的选择范围内输入数据范围 如 1 100 0 1 1 输入完成后打回车键 Enter 或点击 查询 按键 即在下面列表框中将出现物性在数据 范围内的所有物质 选择方法是用鼠标双击该物质 该物质将出现在右上角 所选组份 中 也可以点击该物质 再按 添加 按钮 向用户库中添加或删除自定义组份参考 4 2 自定义组份 一节 若系统组份中含有石油馏份 点击 石油馏份 按钮进行石油馏份的输入 方法参考 4 3 石油馏份 一节 所选组份 中显示选择的系统组份 点击某一个 按 删除 按钮可以去掉该组份 按 上移 下移 按钮可以改变组份顺序 石油馏份的虚拟组份不能单独删除 注意 最好先选择常规组份 石油馏份加在其它常规组份的后面 每次添加或删除组份 或改变组份序号后 要重新确认已经输入的与组份有关的物流 或模块参数 因为这些不能自动更新 组份数 包括石油馏份的虚拟组份 不能超过 100 4 2 自定义组份自定义组份 对系统数据库中没有的物质 用户可以自己定义并输入各基础物性 点击 组份选择 对话框中的 用户自定义组份 按钮 进入 用户自定义组份 对话框 ECSS 化工之星用户手册 34 组份代码系统自动给出 大于 2000 用户可以输入分子式 中英文名称 然后点击 基本性质 按钮输入该化合物的基础物性 包括分子量 正常凝固点 沸点 标准生成焓 标准生成自由能 沸点下的汽化潜热 偏心因子 欧极矩 点击 临界性质 按钮输入该化合物的临界性质 包括临界温度 临界压力 临界体积 及临界压缩因子 点击 理想气体性质 按钮输入该化合物的理想气体焓系数 用户可以按下面三种方法 输入 注意公式代码和公式一定要对应 点击 液体性质 按钮输入该化合物的某参考温度下液体密度 导热系数及粘度系数公 式 导热系数公式代码及对应公式如下 注意公式代码和公式一定要对应 单位 kcal hr m C T K 代码 1 代码 2 ECSS 化工之星用户手册 35 3 4321 10 85968 rmrmrm TaTTaaa 式中 3 1 r 1 rrm C TT TTT 粘度系数公式代码及对应公式如下 注意公式代码和公式一定要对应 单位 Pa s T K 代码 1 21 0 1 0 1303 2expaTa 代码 2 1000 exp 21 3 1 6 TrmaaTrma 43 aTTaTrm 代码 3 1000 exp 21 3 1 6 TxaaTxa 43 axxaTx genI 其中 Tm 为熔点温度 代码 4 TaTaaaLn 43210 1000 0 点击 饱和蒸汽压 按钮输入该化合物的饱和蒸汽压公式系数 用户可以按下面六种方 法输入 注意公式代码和公式一定要对应 各基础物性添加完毕 点击 添加 按钮 这时该组份将加到用户数据库中 回到组份 ECSS 化工之星用户手册 36 选择对话框 用户选择 从用户数据库中查 可以查到并选择该组份 自定义组份的各项物性不一定全输入 可根据计算任务及所选的热力学方法输入相应 的内容 如只进行模拟计算 传递物性就无需输入 一般情况下需要输入分子量 临界性 质 理想气体焓系数公式和饱和蒸汽压公式 4 3 石油馏份石油馏份 除了可以选择物性数据库中的化合物和用户数据库中的组分外 还可以添加石油馏分 要添加石油馏分 单击组份选择对话框中的 石油馏分 按钮进入石油馏份对话框 单击 添加石油馏分 按钮 进入石油物性输入界面 给出物性数据 确定后 右框 中自动给出该石油馏分的名称 并将其添加到系统组份中 石油馏份加到其它常规组份的 后面 石油馏份数据输入对话框如下 ECSS 化工之星用户手册 37 在石油馏份对话框中选中右框列表中已有的石油馏分 可将其删除 也可以修改原来 给出的该石油馏分的蒸馏温度 比重等物性 石油是复杂体系的主要代表 其化学组成十分复杂 故而石油及其馏分的汽液平衡关 系不是以其详细的化学组成来表示 而是以宏观的方法通过实验室蒸馏来测定的 主要有 以下三种实验室蒸馏方法 恩氏蒸馏 实沸点蒸馏和平衡汽化蒸馏 每种蒸馏均可在常压 或减压条件下进行 定义一个石油馏分 用户必须给出该石油馏分的蒸馏数据 比重数据和虚拟组分数目 化工之星可以接收以上蒸馏方法中任意一种方法的蒸馏数据 即常压恩氏蒸馏 减压 恩氏蒸馏 常压实沸点蒸馏 减压实沸点蒸馏 常压平衡汽化蒸馏和减压平衡汽化蒸馏 缺省的蒸馏数据类型是常压恩氏蒸馏 也可以单击下拉框选择其它类型 蒸馏数据中已给定了馏出体积 用户只需给出蒸馏的温度 缺省的温度单位是开氏温 度 也可以单击该区域 选择其它的温度单位 当油品加热蒸馏时 流出第一滴冷凝液时 的汽相温度称为初馏点 此时馏出体积为 0 蒸馏过程中组分按其沸点高低的次序逐渐蒸 出 汽相温度也逐渐升高 即随着馏出体积的增加 蒸馏温度不断升高 当馏出物体积为 100 时汽相温度称终馏点或干点 馏分比重数据需给出两种比重类型 d 4 20 和 d 15 6 15 6 中的一种 选定比重类型后在 窗口下部有说明 液体油品的比重是其密度与规定温度下水的密度之比 是无因次的 通常以 d 表示 水在 4 时的密度为 1 克 厘米3 所以常以 4 水作为基准 t d4 表示 t 的油品与 4 水的 ECSS 化工之星用户手册 38 密度之比 在数值上等于该液体在 t 的密度 我国常用的比重是 t d4 国外常用 F F d 60 60 我国 改写为摄氏温度 用 6 15 6 15 d 来表示 石油馏分汽 液平衡理论计算的一个途径是假多元系法 它将石油馏分分为一系列窄馏 分 把每一个窄馏分看作一个虚拟的组分 称为虚拟组分 或假组分 有了以上物性数据 就可以计算各虚拟组分的基础物性了 用户可根据自己的需要指 定虚拟组分的数目 每个石油馏分的虚拟组分最多不超过 40 个 4 4 物性修改物性修改 对系统组份如果需要修改某些物性 选择菜单 输入 中的 组份性质 进入 组份性质 对话框 点击 基本性质 按钮 开始即可进行基本物性的输入 无需点击 输入该化合物的基 础物性 包括分子量 正常凝固点 沸点 标准生成焓 标准生成自由能 沸点下的汽化 潜热 偏心因子 欧极矩 另外最后一项亨利系数用来定义亨利组份 1 表示亨利组份 0 表示非亨利组份 点击 临界性质 按钮输入该化合物的临界性质 包括临界温度 临界压力 临界体积 及临界压缩因子 点击 理想气体性质 按钮输入该化合物的理想气体焓系数 用户可以按下面三种方法 输入 注意公式代码和公式一定要对应 ECSS 化工之星用户手册 39 点击 液体性质 按钮输入该化合物的某参考温度下液体密度 导热系数及粘度系数公 式 导热系数公式代码及对应公式如下 注意公式代码和公式一定要对应 单位 kcal hr m C T K 代码 1 4 231 1000278 0 aTaa 代码 2 43 0 10 1 rmrmrm dTTTcba 式中 3 1 1 rrm Cr TT TTT 粘度系数公式代码及对应公式如下 注意公式代码和公式一定要对应 单位 Pa s T K 代码 1 时 bTa 0 1 0 1303 2 exp 代码 2 时 1000 exp 3 1 TrmbaTrme dTTcTrm 代码 3 时 1000 exp 3 1 TxbaTxe dxxcTx cdTmTx 98 0 6 0 maxmin 其中 Tm 为熔点温度 代码 4 时 TdTcbaLn 0 ECSS 化工之星用户手册 40 1000 0 点击 饱和蒸汽压 按钮输入该化合物的饱和蒸汽压公式系数 用户可以按下面六种方 法输入 注意公式代码和公式一定要对应 点击 挥发度 按钮输入该化合物的亨利系数 亨利系数公式为 各基础物性修改完毕 点击 确定 按钮 这时组份修改后的物性将存到本工程项目的 物性库中 注意 这里修改的物性只能对当前工程项目起作用 不能改变物性数据库中的值 ECSS 化工之星用户手册 41 第五章第五章 定义热力学定义热力学 5 1 热力学性质方法选择指导热力学性质方法选择指导 过程模拟 分析 优化及设备设计都离不开物性计算 如分离计算要用到平衡参数 K 的计算 能量衡算离不开汽液相焓的计算 压缩和膨张离不开熵的计算 因此 热力学性 质计算是过程模拟分析系统的重要组成部分 热力学性质计算的好与坏 直接影响着过程模拟 分析 优化及设备设计计算结果 由于物质的复杂性和多样性 到目前还没有一种很好的能适用各种物质及其混合物的各种 条件的各种热力学性质计算方法 人们经过长期努力 开发了不同的计算方法 这些方法 各有优劣 适合于不同的物系 不同的操作条件 通常 有多种方法适合于你的问题 这 时你需依据自己的经验和知识选择一种最好的方法 因此 选择合适的热力学性质计算方 法成为过程模拟 分析 优化及设备设计计算成功的关键 ECSS 化工之星提供了工程上常用的各种热力学方法 供用户选择使用 1 热力学性质计算方法选择的一般原则 1 对非极性或弱极性物系 可采用状态方程法 该法利用状态方程计算所需的全部 性质和汽液平衡常数 ECSS 化工之星目前已实现的状态方程有 理想气体方程 ID SRK PR PRSV PT BWRS LK 2 极性物系 采用状态方程与活度系数方程相结合的组合法 即汽相采用状态方程 法 液相逸度采用活度系数法计算 液相的其它性质采用状态方程或经验关联式法 目前 ECSS 化工之星已实现的活度系数方程有 Wilson NRTL UNIQUAC UNIFAC 活度系 数方程可与以上状态方程任意组合 2 ECSS 化工之星提供的各种热力学方法 3 状态方程简评 状态方程是描述流体 PVT 关系的数学模型 状态方程可用于计算广泛温度 压力范围 内的相平衡 而且可计算所有的其它热力学性质 汽液相的参考状态相同 都是理想气体 两相对理想气体状态的偏离用逸度系数表示 由于热力学性质计算在过程模拟中要反复调 用 花在这里的计算时间很多 大约 80 90 所以 从工程计算的角度希望采用形式简单 而能满足工程精确度要求的状态方程 由于目前理论水平的限制 要建立一个适用范围广 和准确度高的状态方程是有困难的 因而发展了大量的经验与半经验