热电系统过程优化软件操作手册.doc

热电系统过程优化软件操作手册1 TEPOSS概述1.1 TEPOSS软件TEPOSS是 热电系统过程优化软件（ThrmoElectricity Process Optimization Software System）的简称。该软件系统以 IT 技术为支撑，集热力学、水力学、热能工程、化学工程、拓扑学和计算数学等知识，在计算机上模拟和研究蒸汽动力系统与蒸汽管网系统，实现智能化管理。TEPOSS应用于炼油、石化、钢铁、区域供热、化工、冶金等行业的蒸汽系统，为优化运行、节能减排提供决策依据和解决方案。1.2 TEPOSS特点n 中文输入界面，建模操作便捷；n 数学模型严谨，模拟计算准确；n 融入用户经验，优化方案可靠。1.3 TEPOSS运行环境（1） 硬件环境n CPU速度较快为宜, 建议选用P4/2.0GHZ或以上。n 选用1G以上的内存，200G以上硬盘空间。n 显示器显存32M以上，推荐分辨率为1024768； （2） 软件环境TEPOSS软件可在Windows2000/WindowsXP/Windows7的操作系统下运行，需要安装Office2000/Office 2003/Office2007/ Office2010软件。 2 TEPOSS操作TEPOSS包含蒸汽动力系统和蒸汽管网系统两个部分，开启TEPOSS即会弹出选择进入界面，如图1所示。下面分别对两个部分介绍软件操作。图 1 选择进入界面2.1 蒸汽动力系统部分2.1.1 蒸汽动力系统界面在图1所示界面中选择“TEPOSS蒸汽动力”，点击确定按钮便进入蒸汽动力系统界面，如图2所示。该界面分为菜单栏、工具栏、状态栏和绘图区。图2 蒸汽动力系统界面菜单栏在界面最上方，内容如图3所示。 图3 菜单栏工具栏如图4所示，包含通用和TEPOSS专用编辑工具，如模拟计算、绘图、显示、图形编辑、缩放以及绘图属性等，默认所有的工具均显示在工具栏中。将鼠标停留在工具按钮上，可以显示该工具的名称。用鼠标单击图标，即可选中该工具。图4 工具栏绘图区占界面主要位置，在此绘制或显示蒸汽动力系统流程图，也可对其进行编辑。绘图区右下角为缩微图区，若流程图太大，全屏显示过密，可将其放大后在缩微图区移动方框定位到流程图的某个部位。状态栏位于最底部，显示当前操作的状态。2.1.2 绘制蒸汽动力系统流程图1、绘制设备工具栏中含蒸汽动力系统主要设备和元素，如图5所示，依次为：连接线、锅炉、汽轮机、减温减压阀、除氧器、燃气透平、余热锅炉、用户装置、汽源、母管和加热器等。图5 绘图工具组成流程图的设备可以用鼠标从工具栏中选取，置于绘图区再点击左键即可，如图6所示。图6 绘制设备2、绘制连线当设备绘制完成后需交代流程关系。用鼠标左键取 ()后把光标移到绘图区中某设备上，该设备上会显出热点；比如光标移到锅炉上即显出图7a所示热点。光标定位于某热点并击鼠标左键，然后移动光标就会带出连线，如图7b，此时点击鼠标左键可以令连接线转弯，如图7c。当光标移动到下一个设备时，该设备会显示出可以连接的热点，选一个热点并单击鼠标左键，则两个设备连接完成。图7 绘制连线欲连接一个锅炉和一个汽轮机，可先用鼠标在绘图工具中先选择()，然后把光标移到锅炉上面，选一热点，单击左键后移动光标到汽轮机上并选择接入热点，然后单击左键便完成连接。如图8所示。图8 连接两个设备注1：在所有设备中，汽轮机、减温减压阀和用户只许有一个热点可以接入。接入热点汽轮机的接入热点位置见图9。图9 汽轮机接入点减温减压阀接入热点见图10。接入热点图10 减温减压阀接入点汽源只有一个热点并且只能接出。减温减压阀有两个热点，一个接入，另一个接出，如图10所示。注2：连接除氧器时会弹出图11，供用户选择从热点进入的物料类别图11 除氧器接入类型按上述步骤1和2绘制设备和连线后，蒸汽动力系统流程图就绘制完成，如图12。图12 绘制完的流程图2.1.3 参数输入为定义设备和燃料，需输入必要的参数。a) 设备参数输入用鼠标在工具栏取“选择”（），移动光标至设备上双击鼠标左键，弹出设备属性对话框。图13-图19为各个设备属性对话框，图13 锅炉属性对话框图14 减温减压阀属性对话框图15 透平属性对话框图16 除氧器属性对话框图17 用户属性对话框图18 汽源属性对话框图19 母管属性对话框对话框中所有标成红色的文本框和下拉框复选框中都必须填入参数。锅炉对话框有一个“选择燃料”按钮，移光标至此按左键即弹出该锅炉所用燃料对话框，如图20所示。图20 锅炉燃料按钮b) 燃料参数输入用鼠标选菜单栏中“参数”后点击其“燃料设置”，弹出燃料属性对话框，如图21所示。在燃料标签的下拉菜单中选择燃料名称，如图22所示。选择完燃料名称后填入对应的低位发热值和价格，若用多种燃料需重复操作。其余参数如果标红就必须填入。图21 燃料属性对话框图22 选择燃料2.1.4 计算参数输入完成后，绘图区所有设备颜色将不呈灰色，如图23所示。图23 参数输入完成后流程图a) 模拟计算用鼠标单击工具栏中的“运行”（），开始做模拟计算。计算结束后，弹出计算完毕提示框。如图24。 图24 计算完毕提示图24显示出主要模拟计算结果，此时用户可以将其与实际运行情况比较，若二者不符，则需调整输入参数后再作计算，直至用户满意为止。b) 优化计算用鼠标在菜单栏中选“计算”，再点击“优化计算”即弹出如图25的对话框。点击左上角“优化”便开始进行优化搜索。计算完成后结果如图26所示，可以把光标移到某方案上，用右键查看该方案的详细结果，如图27所示。还可以点击左下角成本对比表查看各方案的成本对比表。图25 优化界面图26 优化计算完成图27 查看方案结果2.1.5 查看结果为检查输入参数，可以点击菜单栏中的“报表”并单击输入参数。用鼠标选工具栏中的“查看报表”（），弹出“查看报表”对话框，如图28所示。选择所需报表后点击“确定”，即可将相应的报表输出到Excel文档中。图 28 报表对话框2.2 蒸汽管网部分2.2.1 蒸汽管网系统界面在图1所示界面中选择“TEPOSS蒸汽管网”，点击确定按钮便进入蒸汽管网界面，如图29所示。该界面分为菜单栏、工具栏、状态栏和绘图区。图29 蒸汽管网系统界面菜单栏在界面最上方，内容如图30所示。 图30 菜单栏工具栏如图31所示，包含通用和TEPOSS专用编辑工具，如模拟计算、绘图、显示、图形编辑、缩放以及绘图属性等，默认所有的工具均显示在工具栏中。将鼠标停留在工具按钮上，可以显示该工具的名称。用鼠标单击图标，即可选中该工具。图31 工具栏绘图区占界面主要位置，在此绘制或显示蒸汽动力系统流程图，也可对其进行编辑。绘图区右下角为缩微图区，若流程图太大，全屏显示过密，可将其放大后在缩微图区移动方框定位到流程图的某个部位。状态栏位于最底部，显示当前操作的状态。2.2.2 蒸汽管网初始化设置在绘制蒸汽管网流程图之前，要进行关于工程标准和参数的初始化设置。打开菜单栏中“参数”，点击“选项”，即弹出如图32所示的选项对话框，用户在此选定计算中所涉及的压力类型、公称直径系列、壁厚系列和服务器IP地址选项。图32 选项对话框n 压力类型指表压或者绝压。n 公称直径系列有“石油化工企业标准”或“热力管段设计标准”。n 壁厚系列有sch20、sch30、sch40、sch80、sch100、sch120、sch140等可供选择。打开菜单栏中“参数”，点击“环境参数”即弹出“环境参数”对话框，如图33所示。用户在此输入有关数据。n 大气压力：单位“兆帕（MPa）”，默认值为0.101。n 环境温度：单位，,默认值为25。n 土壤温度：单位，默认值为15。n 土壤状况：默认值为“干土壤”，用户可以从下拉菜单中选择干土壤、不太湿土壤、较湿土壤或很湿土壤。n 环境风力：默认为“2级”，用户可以从下拉菜单中选择0级12级风力。n 天气状况：默认值为“晴朗”，用户可以从下拉菜单中选择晴朗、小雨、中雨或大雨。图33 “环境参数”对话框2.2.3 绘制管网流程图a) 汽源、用户和管段用鼠标在工具栏选择（），移至绘图区域单击鼠标左键，出现的红色圆点即为 “汽源”。松开左键，移动光标到目标位置，（这时光标与已经绘制的汽源以“橡皮筋”线链接，如图34所示）再次单击鼠标左键和右键，出现的绿色方块即为“用户”，同时绘出一条管段，如图35所示。注意，这是逻辑管段，实际长度、弯头数等需另作定义。在已有流程上增加汽源和用户，可按“接出三通”的方法绘制，见图 37.。图34 光标以“橡皮筋”线链接图35 绘制管段b) 附加操作l 延长管段用鼠标左键单击已有某绿色方块即用户，移动鼠标到目标位置，先后单击鼠标左键和右键，生成一个新“用户”，如图36所示。图36 继续绘制下一段管段l 接出三通将光标移动到某段管线上，按鼠标左键拖动光标至目的地后，先后单击鼠标左键和右键。如图37所示。 图37 绘制T字形管段 TEPOSS默认不能从“汽源”接出第二个管段，也不能从“大小头”、“温压测点”、“阀门”、“三通”引出管段，当光标放到这些图标上时，即显禁止标志（），表示不能再引出管段了。l 添加弯头、阀门、大小头和温压测量点用鼠标左键从工具栏选择相应的工具：“弯头”（）、“阀门”（）、“大小头”（）和“温压测点”（），移至绘图区的某管段上单击左键即可。如图38所示。 图38 嵌入弯头、阀门、大小头和温压测点l 删除顶点和管段用鼠标左键点击工具栏中的（），再把光标移动到绘图区某管段上，先点击鼠标左键，再按键盘上的Delete键即可将该管段和相关汽源、用户删除。l 顶点移动用鼠标左键点击工具栏中的（）工具，移动光标至某个顶点（汽源或用户），按住鼠标左键拖动该顶点，即可将其拖动到目标位置。与该顶点连接的管段也随着移动，图39所示为移动其中一个顶点的结果。图39 移动顶点 l 管段箭头隐藏管段的箭头表示管内流体流动的方向，默认为绘图时的先后次序，计算后表示实际工况蒸汽流向。用鼠标点击工具条中的“隐藏/显示箭头”（），可以隐藏或显示图中的箭头，如图40和图41所示。图40 隐藏箭头前 图41 隐藏箭头后 l 管段粗细和线形点击工具条上的管段属性按钮，可以选择管段的颜色、粗细以及线形。l 拖动功能可以用拖动命令来改变整个蒸汽流程图的坐标。用鼠标左键点击工具栏的按钮（），在绘图区按下鼠标左键，然后移光标到目标位置，释放左键，移动完成。利用鼠标滚轮可以实现缩放功能。l 绘制文本用鼠标左键点击工具栏的按钮（），拖至选定的绘图界面空白处并按下鼠标左键，弹出如图42所示的对话框。输入标注文字，点击“确定”按钮即可。然后用鼠标左键点击工具栏中的（）工具，选中所添加的文字标注和字体等属性，然后拖动到目标位置，释放鼠标左键。 图42 标注的属性设置对话框2.2.4 管段参数设置a) 管段属性在工具栏中选择（），移动光标至某管段上双击鼠标左键，弹出“管段属性”对话框，如图43，可以设置以下属性。n 编号：管段的编号，按绘制顺序默认生成。n 名称：管段的名称。n 管段长度：单位“米（m）”。默认为“未知”。n 公称直径：单位“毫米（mm）”。默认为“未知”。n 公称外径：单位“毫米（mm）”。默认为“未知”， n 壁厚：单位“毫米（mm）”。默认为“未知”。n 以上各值都可以修改。 图43 “管段属性设置”对话框n 管段内径：单位“毫米（mm）”。系统自动通过外径和壁厚进行计算，不能直接修改。n 绝对粗糙度：单位“毫米（mm）”。默认为0.2，该值为新钢管的绝对粗糙度，可以修改。n 管段材料：默认为“新钢管”。用鼠标点击文本框右边的三角形按钮，弹出下拉菜单，从中可以选择不同的管段材料，绝对粗糙度的默认值随管道材料的不同而相应改变。n “选择管件”在相应的文本框中输入管件个数即可。图44 “选择管件”对话框n 保温层材料：默认为“微孔硅酸钙170号”，用鼠标左键点击右边的倒三角形按钮，弹出“保温层材料”列表，从中可以选择所需的材料。n 保温层厚度：单位“毫米（mm）”，不保温为0。n 复合保温层：选中该选项可以激活第二层保温层和第三层保温层相关文本框，然后进行保温层材料选择和厚度输入。n 敷设方式：用鼠标左键点击右边的倒三角形按钮，弹出“敷设方式”列表，从中可以选择不同的敷设方式。敷设方式包括：室外架空、室内架空、通行地沟、不通行地沟和无沟直埋。其中，选择“不通行地沟”，激活下边的“埋设深度”、“管沟截面积”和“管沟周长”等参数；选择“无沟直埋”，仅激活“埋设深度”选项。n 传热因子：用于热损失校正，默认值为1。n 裸露因子：用于表征保温层破损率。b) 参数设置表中总体设置用鼠标点击工具栏中（），移动光标至流程图，按住鼠标左键拖动鼠标，拉出一个方框，方框内的管段会被选中，如图45所示。图45 选择多根管段按住Shift键，可以将多次选择的管段“记住”，如图46所示，在图47中红色的部分管段和上次选中的管段同时被选中；按住Ctrl键，可以从已经选中的管段中去掉选中的管段，如图47所示，刚才选中的管段被取消选中。图46 叠加选择管段选中多根管段后，打开“参数设置”菜单，选择“管段参数总体设置”命令，打开如图48所示的对话框。该对话框列出和“管段属性”对话框相同的参数。该命令可以同时给所有已选中的管道输入属性。图47 从选择的管段取消选中图48 “管段总体参数设置”对话框例如，对于某个管网，如果所有管段的实际长度都是500米，则将所有管段选中，点击对话框中“管段长度”左边的方框，将右边文本框激活，然后输入500，点击下边的“确定”按钮，即可将所有管段的实际长度赋值为500。同样道理，其它的属性也可以同时输入。2.2.5 顶点参数设置对于一个管网流程图，汽源和用户称为“外顶点”，弯头、三通、大小头和温压测点称为“内节点”。“外顶点”和“内节点”合称“顶点”。（1）外顶点选择工具栏中（），移动光标至外顶点上双击，弹出顶点对话框。若顶点为汽源则弹出“产汽点属性”，若是用户则弹出“用汽点属性”，然后依次在相应的文本框中输入已知数据，如图49、图50所示。n 顶点编号：该顶点的编号，画图时自动生成，不可修改。n 顶点名称：在文本框中输入该顶点所表示实际汽源或用户的名称，例如电站、焦化等。不键入名称时，默认为空。图49 “汽源属性”对话框 图50 “用户属性”对话框 （2）内节点选择工具栏中（），移动光标至内节点上双击，弹出节点对话框，不同的内节点对话框内容也不尽相同。“大小头”、“三通”或“温压测点”的对话框相同，可以输入“名称”和“备注”，如图51示；“阀门”则还需设置开、关状态，如图52示。编号在绘制逻辑图时自动生成，不可修改。图51 “大小头”等内节点对话框图52 “阀门”对话框2.2.6 分组选项为了便于对管网进行分类统计，在管段、顶点参数设置时进行分组，分组名称在这里定义，可以添加和删除。点击菜单栏中“参数”菜单下的“分组选项”命令，可展开“分组选项”的子菜单，打开“分组选项”的对话框，如图53所示。图53“分组选项”对话框点击“添加”按钮，打开如图54所示的对话框，输入分组的名称，点击“确定”后，即可添加一个分组，如图55所示。图54 增加分组图55 增加分组增加分组后，管段和顶点就可以实现分组归类。2.2.7 模拟计算a) 基准压力压力是标量，压降是绝对量。起始压力不同，同样的压降，会得到不