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Aspen Fired Heater


Aspen Fired Heater 用于模拟火焰加热炉的燃烧室、对流段、辐射段的一个仿真建模软件。其可用于模拟诸如管道烧毁等操作故障或者用于通过改变炉子进料或出料数据来寻找炉子最佳操作条件。

 

•  功能

  •  模拟模型:对于给定炉型及结构尺寸、燃料消耗量、过剩空气系数、被加热介质等,软件能进行以下计算:通过燃烧室和对流室的传热计算及多相流流体计算,可得到被加热流体和烟气的温度分布和压力分布。其中烟气的压力分布是沿燃烧室经对流段至烟囱的非常详细的数据
  • 核算模型:对于给定炉型,指定燃烧段热负荷(通过给定被加热流体在燃烧的出口温度),反算出所需的燃料量(输入方式和模拟模式相同,但需指定被加热流体在燃烧段的出口温度)。
  • 处理能力:被加热流体可以是: (1)单相流体(气相或液相)(2)多相流体(气液二相或气液 - 液三相)

      被加热介质可分布在加热炉的不同部分。该加热炉可用于模拟计算:各种炼油厂、化工厂圆筒炉和方箱加热炉及热回收系统。

 


 

•  技术特点

  • 功能强大的在线帮助系统及以图形交互的方式输入燃烧室及对流段的结构尺寸。利用这些功能,用户可以非常容易地完成建模工作
  • 被加热介质最多可达 10 股流,它们可以任意分布于炉子的各部位。它们相对于烟气可以采取逆流或并流
  • 被加热介质可以是单相流或多相流。它们可以采用多路及多管程方式
  • 可以采用气体燃料或液体燃
  • 圆筒炉或方箱炉。燃烧段可以是单排或双排炉管。炉管可以是垂直或螺旋布置,可置于炉中央或圆周排列
  • 方箱炉可以是单体或双体
  • 对流段最多可以分为 9 段。管子可以是光管或翅片管。对流管可以考虑来自燃烧室的辐射传热
  • 烟气排放方式有两种方式,即回收烟气能量(用烟气预热燃料),或不回收烟气能量。烟筒可以是同径或变径。烟筒可带档板
  • 燃烧室和对流段可分别单独建模
  • 可用各种单位,如:国际单位、公制单位及英制单位
  • 支持 .PSF 物性文件格式。用户可通过 .PSF 文件和模拟软件进行数据传递

•  物性数据库

      在模拟过程中,对于被加热介质需要用到以下物性:密度、比热、导热系数、液体的表面张力,对于多相流还需热负荷曲线(温度 - 焓 - 汽化率)。为了取得这些物性, HTFS 提供了一下方法:

  • 热力学物性数据包:将 HYSYS 流程模拟软件中的热力学包引入 HTFS 系统。提供 1000 多个纯组分, 6 种状态方程及 2 个活度计算模型
  • NEL40 包含 40 个纯组分的物性计算方法
  • 可以通过标准的 PSF 物性生成文件,由流程模拟系统提供物性数据

•  模型计算方法

      燃烧室可采用两种计算模型:

  • 均匀混合模型(单区域法),将整个燃烧室视为一个完全混合的一个区域
  • 区域法,将燃烧室沿轴向分成若干段,每个段被认为是一个小的区域。对于每个区域都计算辐射传热、 对流传热、及各种热平衡。最后得出每个区域的详细数据:
  • 烟气和炉壁的温度分布
  • 被加热介质及炉管壁的温度分布

      火焰在每个区域的热量分布可由模型自动计算或由用户自己定义

      在对流段,烟气的温度和压力是沿其流动方向逐段炉管计算的。被加热介质的温度、 压力和管壁温度是逐管计算的。对流段也可考虑辐射传热。烟气的压力降计算考虑了由鼓风机进口到烟囱出口的每个部分。

 


 

•  模拟结果输出

      从简洁的总结报告到非常复杂的逐管分析报告, FIHR 软件的输出方式能使您从各个方面研究加热炉的性能。一些非常重要参数还可以用图形方式表现出来。如:压力分布图和温度挟点图等。通过各种曲线图您可以更进一步了解炉子的性能。 FIHR 可以输出以下报告:

  • 简洁汇总报告
  • API 数据报告
  • 炉子每部分的热平衡报告
  • 炉管的热强度报告
  • 烟气温度、压力分布报告
  • 被加热介质的温度及炉管表面温度分布报告(逐管分析)
  • 计算炉管的最高温度
  • 被加热介质的逐管压力分布
 
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