Aspen技巧篇1 設計規定

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設計規定

本篇主要介紹通過設計規定來滿足設計要求的方法和過程。

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設計規定：

類似於反饋控制器

用戶可把被計算的流程參量值設置成一具體值

通過改變一個指定的變數達到目的

沒有結果直接和設計規定相關

位於/Data/Flowsheeting Options/Design Specs下

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設計規定應用步驟

a）標識被測量（採集）變數

流程參量，通常是計算出的參量，用於目標函數中（Design Spec Define 頁）

b）規定目標函數（Spec）和目標（Target）

它是規定要滿足的等式（Design Spec Spec 頁）。在目標函數中用的單位是由設計規定聲明的Units Set所規定的變數類形的單位

c）設置目標函數允差

如果在該允差範圍內滿足目標函數等式，規定就收斂了（Design Spec Spec 頁）

d）定義被操作（改變的）變數

它是一個變數，

設計規定改變它的值以滿足目標函數方程 (Design Spec Vary 頁)

e）定義被操作（改變的）變數範圍

這是範圍的上限和下限，在該範圍內Aspen Plus改變被操作變數（Design Spec Vary頁）。

被改變變數的單位是由為設計規定聲明的Units Set所規定的變數類形的單位

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注意

1.只有被輸入到流程中的參量才能被改變。

2.設計規定迭代執行計算。為被改變變數提供一個好的估值將有利於設計規定收斂。這對於帶有幾個相互關聯的規定的大流程尤其重要。

3.設計規定結果能夠在 Data/Convergence/Convergence下面找到。打開相應的求解模塊並選擇Results表，可以在相應的Stream/Block結果表中直接查看被操作變數和/或被採集變數的最終值

4.如果設計規定不收斂：

A.檢查被操作變數是否在它的上限或下限上。

B.核實在指定的被操作變數範圍內是否存在解，可通過執行靈敏度分析來完成。

C.檢查被操作變數是否真正影響被採集變數。

D.對被操作變數提供一個更好的初值。

E.嘗試改變與設計規定相關的收斂模塊特性（迭代數和步長，運演算法則等）。

F.嘗試把被操作變數範圍變小，或放寬目標函數允差以有利於收斂。

G.確保目標函數在被操作變數變化範圍內有平直曲線區間。

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設計規定舉例

「

乙醇發酵液的閃蒸提濃。發酵液含乙醇2%（質量分數），水98%，流量1000kg/h，進料壓力4.0bar，進料溫度120℃，經閃蒸器絕熱閃蒸，使閃蒸器出口乙醇濃度達到11%（質量分數）。如果通過控制閃蒸器的操作壓力來實現(變化範圍為0.1~0.5bar)，物性方法為NRTL-RK，操作壓力應取多少？

」

Step1：輸入物質，並選擇合適的物性方法

圖１

圖２

查看二元交互總用參數

題目用到了質量分數數據，進入Setup/Report options/Stream頁面，選中Fraction basis中的Mass（以便於在結果報告中顯示組分的質量分數）

Step2：構建流程圖

Step3：輸入進料物流條件

Step4：輸入模塊參數，這裡把操作壓力初值定為0.3bar

運行，查看V中乙醇質量分數為0.107，還達不到要求，接下來做設計規定使之達到要求

Step5：做設計規定

新建一個設計規定，默認ID為DS-1

定義好採集變數(Y即V中乙醇濃度)

接下來定義設計規定指標：Y*100=11(指標在1~100範圍內利於收斂)，容差0.0001

在Vary界面定義操縱變數，如下圖

Step6：運行，查看結果並分析

閃蒸壓力最終值為0.35bar，乙醇質量分數達到了11%，達到要求

以上就是設計規定的全部內容，

大家認真把實例做做喲

本文編輯|熊康寧

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