Hysys流程调试的一般技巧.docx

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Hysys流程调试的一般技巧

Hysys模拟计算故障调试的通用技巧

1.首先检查solver（求解器）是否处于Hold（保留）模式。

只要模拟过程中连接遇到问题,求解器就会处于Hold模式。

当处于HOLD模式时,本来还没有求解的物流及单元操作可能会出现tobesolved字样,（反之亦然）,这可能会造成麻烦,如果不注意会难以处理。

当求解器处于HOLD模式时,"Holding..."会出现在HYSYS状态条中,同时工具条红灯会亮,按绿灯则求解器会重新激活。

2.仔细检查HYSYS提供的连接错误的详细信息。

他们通常会帮你找到问题的来源。

所有的连接错误与下图很像

3.要调整模拟计算时物流的流动方向。

例如,如果进料从左边进入,产品从右边抽出,要进行左右调整。

在你努力调试上游操作之前,下游操作没有错误这是非常重要的。

3.Alwaysdebug（调试）simulationsinthedirectionoftheprocessflow.Forexample,ifthefeedstreamsenterontheleftandproductstreamsexitontheright,debugfromlefttoright.Itisimportantthatdownstreamoperationsbeerror-freebeforeyouattempttodebugupstreamoperations.

当调试流程的时候一定要注意流程的方向。

例如，假如进料物流在左，出料物流在右，调试的时候就从左向右检查。

否则如果下游的操作单元出错了而你却试图调试上游的操作单元，后果就会越来越乱了。

4.HYSYSWorkbook是非常方便的调试工具。

你能够迅速地判定哪些模拟变量是用户规定的（蓝色）,哪些变量是计算生成的（黑色）。

要记住Workbook要准确描述实际的条件,求解器不能处于HOLD模式。

5.要确保所有必需的物流已经全部被规定。

所有塔的进料物流,所有过程的进料已经全部定义完成,要确保所有循环操作的出口物流已经定义。

6.在调试HYSYS模拟计算时要充分利用HYSYS的状态窗口和跟踪窗口。

要仔细观看两个窗口出现的信息,特别是红色信息和蓝色信息。

7.检查处于忽略或隐藏状态的操作或物流。

忽略的操作可能没有求解,而隐藏的操作可能会影响模拟计算中的其他操作从而造成错误。

8.当有“ADJUST”调整计算是要注意:

●要确保步长和容差值是合理的

●用最大值和最小值来限制操作

●被调整的变量必须是用户指定的或是一个产生连贯性的误差的变量。

塔的调试技巧

在HYSYS模拟计算中塔是关键的操作,它比一般的操作要复杂的多,这个模块是专门的讲塔的调试技巧用来帮助进行塔的收敛问题。

自由度

自由度在HYSYS求解器中起着非常重要的作用,只是在塔的模拟中作用更明显。

在Monitor页面上可以检查自由度,在塔求解之前自由度必须为零。

塔的规定值的数量取决于塔的配置,用下列公式可以计算:

规定值数=侧线换热器数+侧线抽出数+中段回流数+侧线气提塔数

上述公式中再沸器和冷凝器被算作侧线换热器。

当你定义了塔的规定后,要确认没有输入相冲突的规定。

例如,对于一个普通的蒸馏塔（一个冷凝器和一个再沸器）既没有规定再沸器的负荷也没有规定塔顶产物的速率是不允许的。

另外各种规定是相关联的,如果实际上是相同的规定将可能导致塔无解。

从塔顶和塔底开始来扩展塔的规定是一个好主意。

例如,不要规定冷凝器温度,塔顶气相流率,和回流比作为三个规定。

这些规定均集中在塔顶,如果规定回流比,塔底产品流率,和塔顶气相流率可能更好。

这意味着塔底已经进行了部分规定。

另一种通常的失误是HYSYS的用户将产品流率作为规定,因为模拟实际的塔时产品流率通常是可使用的。

问题是如果所有的产品流率均固定,HYSYS在求解时没有弹性。

将流率作为估计值,用其他规定可能会更好。

对于大多数塔,不需要温度的估计值,但是,如果给定估计温度,你可能会发现塔收敛的更快。

如果在模拟中你用温度的估计值,记住只输入塔顶和塔底的温度值,如果冷凝器是第一层板,则输入第二层温度,通常一个蒸汽进料进入塔底提供能量。

如果蒸汽作为进料,记住在塔的适当位置安装水抽出。

在塔求解之前,所有进料必须定义。

塔不能根据产品物流计算进料物流的条件。

同样,所有的产品物流不能含有任何用户规定的信息。

在塔的Monitor页面上,产品流量的规定和塔的其他规定被列表显示出来,在工作表（worksheet）中的流率不能被规定。

在塔求解之前,塔的配置必须定义。

意味着下列物流必须被定义:

所有的进料物流和及其进料位置

理论塔板数

塔的压力—规定塔顶压力和塔底压力。

如果第一板是冷凝器,第二板的压力（冷凝器压降）也要规定。

塔的类型—萃取塔,带回流的吸收塔,带再沸器的吸收塔,或蒸馏塔。

侧线汽提塔的位置和塔板数,中段回流,以及侧线抽出（如果应用）。

塔的诊断

一旦所需要的信息全部输入后,塔的求解器就能够进行计算,但是所给定的输入信息不一定能确保塔一定有解。

就像许多HYSYS的用户所意识到的,找到导致塔收敛失败的特殊原因是困难的并富有挑战性。

如果塔收敛失败,可能发生下列五种情况。

每种情况都有可能发生,都可能帮助你找到问题之所在。

情况1:

塔刚开始运行,就立刻失败

在塔的条件下,汽液相混合物几乎是不可能的。

检查所有进料物流在塔的压力下的泡点和露点并确保汽液相混合物是可能的。

塔的质量平衡失败。

检查产品流率的估计值（规定值）总和是否大于进料值。

规定了一个产品组成的规定,但该组成在进料中不存在

不含冷凝器的塔必须有一个塔顶的液相进料,不含再沸器的塔必须有一个塔底气相进料。

情况2—热平衡和规定收敛误差失败

塔不能达到指定的产品纯度。

在这种情况下,增加塔板数。

Condition3-TheHeatandSpecErroroscillatesandfailstoconverge:

•Ifthecomponentsinthecolumnhavesimilarbubblepoints,

allowloosercomponentspecs.

•Thisconditioncanalsoresultfromabuild-upofwaterinthe

column,whichcanbesolvedbyaddingasidewaterdraw.This

isusuallyaddedtothecondenser,butmaybeaddedatany

stage.

情况3—热平衡和规定震荡并收敛失败

如果塔中的组分的泡点温度相近,放宽组分的规定。

这种情况也可能是塔中含水所致,增加侧线水抽出有可能有解。

通常是在冷凝器上增加水抽出,但在其他塔板上没有增加。

情况4—收敛平衡误差失败

检查塔顶计算温度是否太冷。

如果是,可能需要一个侧线水抽出。

检查塔的质量平衡,确保规定合理。

Condition5-TheEquilibriumErroroscillatesandfailstoconverge:

•Theoccursmostoftenwithnon-idealtowers.Inthesecases,

convergencemaybereachedbychangingthedampingfactor

toanumberbetween0.4-0.6.Anotheroptionistosetthe

dampingfactorat"Adaptive"ratherthan"Fixed".Thiswillallow

HYSYStodetermineitsowndampingfactor.

情况5—平衡误差震荡,收敛失败

这大多发生在非理想物系的塔。

在这种情况下,将阻尼因子改为0.4~0.6,塔可能会收敛。

另外将阻尼因子设置为“Adaptive（自适应）”比"Fixed（固定）"要好。

这样HYSYS能够自动调整阻尼因子。

塔板效率问题：

板效率一般可以通过数据回归完成的。

也可以根据工程经验来估算。

吸收塔和汽提塔：

10-20%

液液萃取：

20-30%

板式精馏塔：

55-90%

典型的塔板效率经验数据

石油化工

塔名称            塔板效率（%）      

 脱乙烷塔            60～65            

二甲苯分离塔          90～95

高压脱乙烷塔        50～60            

苯/甲苯/二甲苯分离塔      75～85

脱丙烷塔            65～75          

苯/异丙苯分离塔        50～55

脱丁烷塔            75～85          

吸收塔              20～35

脱异丁烷/脱戊烷塔      80～90            

解吸塔（再沸器供热）      40～50

乙烷/乙烯分离塔      85～90           

 解吸塔（蒸汽汽提）        20～30

丙烷/丙烯分离塔      90～95            

气体汽提塔            7～10

丁烷/丁烯分离塔      85～95         

干燥塔                15

戊烷/戊烯分离塔      85～95

化工类及其它

塔名称            塔板效率（%）       

醋酸乙烯装置                        聚乙烯醇装置

醋酸精馏塔          60～70       

聚醋酸乙烯分离塔（聚合一塔）    50～60

醋酸乙烯精馏塔        55～65       

   醋酸乙烯/甲醇分离塔（聚合二塔）  50～55

乙醛汽提塔          20～25       

   醋酸乙烯分离塔（聚合三、四塔）  60～70  

丙酮萃取塔          15～20        

 甲醇回收塔（回收一塔）        55～65

洗涤塔            30～40       

 甲醇回收塔（回收二、三塔）      50～60

解题步骤:

Case1:

（4个地方有错误）

1）先将红灯变绿灯。

出现以上对话框,在Mixer2中,将ToIsSep压力由3000Kpa改为3450Kpa,则红灯消失,变为绿灯。

2）主进料ToCompression组成归一化。

3）将RCY1out质量流量指定为1kg/h,温度规定为35℃,则会出现下列对话框

则会出现下列对话框:

进入阀门LetDown1中,删除物流LD1out质量流率及温度规定。

在按绿灯,然后出现对话框

打开LetDown2将LD2Out的气相分率规定删除,再按绿灯,通过!

CASE2（3个操作中5个问题）

1）先按绿灯,

2）进入冷却器E-100中,将Ignored选择去掉。

3）将BAL-1中将Ignored选择去掉,将平衡类型选择为Mole

4）CASE将自动运行,出现ADJ-1最大迭代次数超过10,是否继续,按YES。

CASE3（2个塔操作中4个错误）

1）先按绿灯,

2）进入塔-1（Demethanizer）中,将组分分率作为规定。

将DC-1物流中质量流率规定删除。

3）将塔-2规定回流比改为规定再沸器组分比（乙烷/丙烷）

4）先将回流比改为30,收敛后在逐渐改为2.5

5）重新运行,OK。

CASE4（有2个错误）

1）先按绿灯,将出现下列对话框

2）发现有一个操作ProductTeeSplit属于隐含操作。

按菜单条上PFD中显示隐含对象,将该操作显示出来。

3）将该操作平衡模式改为质量平衡,按绿灯。

4）双击Storage操作,指定DellaP为50Kpa,OK。