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UniSim流程设计与动态仿真 ? 1 流程行业过程设计与动态仿真的重要性与挑战 但是，装置工程师、控制工程师、生产操作员如何能在系统投运前尽快地熟悉工艺过程、获得全面的操作体验和提高处理异常事故的能力呢？传统方式主要有三种：开工前DCS短训、学习操作规程和外出实习。无论采用何种方式，所获得的知识和经验都是十分有限的。在装置开工前，DCS短训时间有限，工艺本身又未投运，所以只能做到熟悉操作界面和基本操作而已，对于复杂的控制策略、先进控制器的投用、操作程序等，操作员都无法真正体验；学习操作规程全无感性认识，就如同我们只是拿着书本学习电脑，而却没有电脑可用，效果自然不会好；外出实习，首先所学的不是用户自己的工艺，其次，在实习装置上，操作人员不可能实际操作和经历各种工况，三是操作人员不可能接触到那些核心工艺，况且还要必须支付大量的实习费用。 此外，虽然目前针对流程行业流程设计与动态仿真的应用已经非常普遍，但从专业机构的调查统计来看，仍然存在一些问题和挑战。例如，市场上有不少产品系统平台的物性库不够丰富并缺少权威性、稳态设计达不到应用精度、动态仿真特性偏离性大、不能对DCS/ESD等系统进行完全识别和兼容、对大过程模型无法实现全流程动态模拟等等。 2 Honeywell综合解决方案-UniSim 霍尼韦尔基于流程行业上述这些需求，经过三十年来的开发与应用，特别是在2004年成功收购ASPEN公司的仿真业务后，公司将原有的动态仿真系统SHADOW PLANT， OTISS 与HYSYS整合，形成了集流程设计、静态模拟、动态仿真、过程优化于一体综合解决方案和产品架构-UniSimTM，在技术平台的先进性，模拟应用经验的广泛性，成功实施案例和工程实施队伍的规模，技术支持能力等各个方面都得到空前的加强，在国际OTS业务中由原来的领跑者变成了占有绝对优势的主导者。 UniSimTM工艺过程设计与动态仿真工具，致力于帮助用户全面地熟悉自己的生产装置和工艺，掌握动态工艺特性，积累操作经验，提高处理异常事故的能力，保证生产装置的顺利投产，维护正常的生产操作。UniSimTM 不是一般意义上的稳态过程模拟，它是全面的动态过程仿真。UniSimTM 基于精确的热动力学方程和传质动力学模型，因此它成为了一套公认的可以帮助工程师研究探索工 艺过程、进行工况研究、发现工艺瓶颈、寻找最佳操作程序、进行故障分析和控制策略研究的工具，也成为了帮助工厂操作人员积累操作经验、熟悉工艺、提高操作技能的培训工具。 UniSimTM是一套关系到过程设计、工艺瓶颈分析、动态仿真、工况研究、操作方案论证、控制策略确认与调试、生产优化、装置改造等完整贯穿整个工厂装置生命周期的综合解决方案。 ??????????????????????????????????????????? ?? 图 1 霍尼韦尔流程模拟业务发展历程 ? UniSimTM主要由以下三个应用模块组成： ? UniSim Design Suite 工艺设计套件 ? UniSim Operations Suite 操作运营套件 ? UniSim Optimization Suite 优化模拟套件 ? 2.1 UniSim Design Suite 工艺设计套件 ? 改进工艺设计－工程师可迅速地对工艺设计做出评估，包括利润是不是最大、可靠性如何、安全性如何等 据估计，在项目投产中由于工艺临时更改产生的费用占到总项目投资的7%。UniSim使工程师能早期评估他们的工艺设计对整个项目的影响。在设计新的工艺时，UniSim可让用户对各种现场情况快速建模。交互式的环境有利于用户作“what-if的研究和敏感性分析。利用Unisim可对工艺进行高精度地建模，模型中包含有设备和工艺的详细信息。 ? 监控设备的性能－保证设备性能最优化 Unisim能让用户迅速确定设备运行性能是否达到标称值。例如，故障维修或改善设备操作性能的工程师可利用Unisim估计设备是否出现问题（如热交换器结垢，塔板溢流，压缩机和分离器效率低等），参与技改项目的工程师可迅速对用不于同场合的设备性能进行评估，并可预测由于设计基准变化可能会带来的影响。 ? 减少工程费用－减少手工操作、避免重复输入容易出错的数据 利于Unisim创建在整个工厂的生命周期（见图2）都可调整的工艺模型，可以减少工程设计的费用。Unisim从概念设计到详细设计、设计评估、培训及优化过程，提供了非常好的环境，保证工程师能快速高效地完成工作。它可节省时间，并尽可能避免容易出错的手工操作，如数据传送、格式编排及产品与工艺数据的分析等，而这通常要占到整个工程项目30%的工时数。 ? ? ???????????????????????????????????????