[发明专利]合成气化工及石油化工生产过程动态模拟仿真培训系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种集石油化工生产过程动态模拟、仿真系统开发于一体的合成气化工及石油化工生产过程动态模拟仿真培训系统，该系统能够针对化工、氮肥及石油化工生产过程，尤其是用于含冷冻回路的合成氨装置和甲醇精馏装置的开停车指导、操作技能培训考核，也可用作新建或改造合成氨装置和甲醇精馏装置的测试模型，对装置性能进行预测。

背景技术

过程模拟(Process Simulation)是过程系统工程的重要内容和基础，它以过程流程水平信息为输入，用计算机辅助进行能量和物料衡算、设备尺寸计算、成本核算、经济评价等对工艺流程开发、设计和操作有用的分析。过程模拟包括稳态模拟(Steady State Simulation)和动态模拟(Dynamic Simulation)。稳态模拟经过近五十年的发展已趋成熟，二十世纪80年代已成为工艺设计及过程分析的常规手段。但是对于过程动态模拟而言，虽然早对个别设备的动态特性有所研究，直到七十年代才发展起来，比稳态模拟晚3年左右。过程动态模拟主要由下列实际应用需求刺激而发展：

1.了解过程装置经受动态负荷变化的能力、可操作性分析和安全分析；分析开、停车及外部干扰作用下的动态行为，为控制系统的设计或改进提供依据。

2.用过程动态模型代替实际装置对操作做出动态响应，开发用于培训目的的过程仿真培训系统。

3.精细化工、医药、生物化工等行业生产高附加值、小批量化学品和生物化学品间歇加工技术的发展，要求用动态模拟分析各种构型、各种操作模式进行昀优设计、昀优控制、昀优调度计划、昀优操作。

4.新型节能流程的开发，使其集成度越来越高，过程控制更加复杂，要求用动态模拟技术对种种设计方案进行筛选评价等。过程动态模拟已是过程设计和操作中各个阶段的有用工具。经过近三十年的发展，过程动态模拟已取得了不少进展，并将已趋发展成熟。

事实上，所有化工生产装置的运行均处于一种动态的过程中。即，稳态是相对的，而动态是绝对的。因此，要客观准确描述实际过程，立足于物料及能量平衡的稳态模拟不论从设计上、培训上，还是生产运行上，许多方面均无法满足要求，必须借助于动态模拟。

过程的动态特性主要有以下因素引起：

1.计划内的变更，如原料变化，负荷调整，设备定期切换等；

2.事务本身的不稳定性，如同一批原料性质上的差异和波动，冷却水温度随季节的变化，随生产时间的增加而引起催化剂活性的降低，设备的结垢等；

3.意外事故，设备故障、人为的误操作等；

4.装置的开停车等。

目前，比较成熟和用户人群较多的且具有动态模拟功能软件有Aspen Tech公司的Aspen dynamic和Aspen HYSYS两款商业模拟软件，它们均是基于严格的机理模型，因而它们可以较准确地作为通用模拟软件去模拟各种化工过程、进行先进控制系统设计、模拟开停车过程，进行事故状态分析研究等。但是这些软件对使用者要求比较高，需要使用者必须会使用这些软件按照这些软件定义的规则进行使用。对于一般使用者来说很难达到这种要求，为此这也限制了动态技术的发展与推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有动态模拟所存在的问题而提供一种仿DCS模型，可以将HYSYS动态模拟软件按照一般操作者对化工装置的操作习惯提供给化工操作用户使用的合成气化工及石油化工生产过程动态模拟仿真培训系统。通过使用本发明化工操作人员可以像操作真实装置一样操作虚拟装置使用动态模拟技术，为他们日常培训，装置故障排除和节能减排提供技术上的支持。

本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

合成气化工及石油化工生产过程动态模拟仿真培训系统，包含有用HYSYS建立动态模型虚拟工厂模型并作为动态仿真系统的后台计算平台和具有仿DCS图形用户界面软件的若干个模拟操作终端，所述后台计算平台具有一HYSYS ActiveX接口与所述若干个模拟操作终端联接实现数据互换；所述若干个模拟操作终端通过局域网与后台计算平台联接。

所述后台计算平台内具有一采用SQL建立HYSYS物流物性历史数据库。

本发明所述的若干个模拟操作终端包括至少一个教员站和至少一个学院站，所述教员站和学员站通过局域网与后台计算平台联接。