SimTech Simulator中单变量控制器的开发与使用

SimTech Simulator是圣泰(北京)工程软件有限公司开发的国产通用化工流程模拟软件,能够对常用炼化装置,如常减压、柴油加氢等常用炼化工艺进行模拟。通用稳态流程模拟有两种流程的计算方法,一种是序贯模块法(SM);一种联立方程法(EO),SM是按照顺序逐个进行单元模块计算,遇到循环需要进行撕裂迭代,用户的规定受到限制;EO是整个流程图设备方程联立求解,用户的规定灵活,但方程数量多时求解困难,对初值要求高。目前的商业流程模拟软件大多数采用序贯模块法,在遇到特殊的用户规定时,就需要使用控制器来进行迭代计算。控制器有单变量控制器和多变量控制器,这里主要描述单变量控制器,单变量控制器需要指定一个控制变量和一个操纵变量,通过调节控制变量使操纵变量达到设定值。文章描述了控制器对序贯模块法计算过程的影响和控制器计算的迭代算法,最后通过两个案例进行验证,一个是天然气的压缩输送工况,设定出口压力和流量,来调节入口压力和流量;另一个是通过控制器来调节加氢装置循环氢的量,与手动设定值相比,与设计值的误差从3%降到了0.05%。

基于FLUENT水气变换反应在多孔介质内的两温度模型

利用计算流体力学(CFD)方法建立了一个耦合低温水气变换反应的多孔介质二维拟均相反应器模型。采用FLUENT缺省的单温度模型进行模拟,无法得到气固相两相的温度,而且温度场与实际不符。通过用户自定义标量(UDS)添加固相能量方程,将多孔介质的单温度模型修正为气固相耦合传热两温度模型,以源项的形式添加化学反应,将化学反应热添加到气固相能量方程。湍流模型采用Spalart-Allmaras方程,动力学模型采用Langmuir-Hin shelwood方程,催化剂的性质及操作条件以Wei-Hsin Chen等的实验为基础。采用有限体积法对模型进行非稳态模拟,对反应器内组分浓度、速度场及温度进行了可视化分析。最后列出了非稳态两温度模型在3个时间点的轴向温度曲线,并且与FLUENT缺省的单温度模型进行了对比,两温度模型的结果与实际更相符。

基于支持向量机的干气制乙苯反应器出口温度预测模型研究

鉴于化工过程往往机理复杂、耦合性强、高度非线性,难于建立其机理模型,这时就需要采用经验建模的方法。支持向量机是一种新的机器学习方法,其基于结构风险最小化原则,用支持向量机建模不需要考虑对象机理,且对非线性问题有很好的效果,是一种良好的经验模型,己被应用于不少化工问题中。在本文中我们把支持向量机这一新颖算法应用于干气制乙苯反应器出口温度预测模型中,简要介绍了支持向量机的一些基本理论,在此基础上详细研究支持向量机在干气制乙苯反应器出口温度预测模型建模中的应用。首先,选择支持向量机的类型为ε-SVR,通过四种核函数在实际预测中误差的比较选择径向基(RBF)核函数作为本文支持向量机模型所用的核函数,之后应用交叉验证的方法选择最佳参数C=4,γ=0.0051543,最后建立预测模型并对训练集和预测集分别预测,预测结果相关系数在90%以上,说明模型精度达到要求。对支持向量机和遗传算法优化的BP神经网络算法的建模效果进行综合比较和讨论,得出支持向量机与传统建模方法相比有更好的预测准确率的结论。