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1、热电系统过程优化软件操作手册1 TEPOSS概述 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、拓扑学与计算数学等知识，在计算机上模拟与研究蒸汽动力系统及蒸汽管网系统，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与解决方案。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 融入用户经历
2、，优化方案可靠。 TEPOSS运行环境1 硬件环境n CPU速度较快为宜, 建议选用或以上。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/ Office2021软件。 2 TEPOSS操作TEPOSS包含蒸汽动力系统与蒸汽管网系统两个局部，开启TEPOSS即会弹出选择进入界面，如图1所示。下面分别对两个局部介绍软件操作。图 1 选择进入界面2.1 蒸汽动力
3、系统局部 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、状态栏与绘图区。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，包含通用与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，也可对其进展编辑。绘图区右下角为缩微图区，假设流程图太大，全屏显示过密，可将其放大
4、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。 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与元素，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、母管与加热器等。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；比方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
5、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，那么两个设备连接完成。图7 绘制连线欲连接一个锅炉与一个汽轮机，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、减温减压阀与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
6、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与2绘制设备与连线后，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 参数输入为定义设备与燃料，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与下拉框复选框中都必须填入参数。锅
7、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与价格，假设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.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，开场做模拟计算。计算完毕后，弹出计算完毕提示框。如图24。图24 计算完
8、毕提示图24显示出主要模拟计算结果，此时用户可以将其及实际运行情况比拟，假设二者不符，那么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“优化便开场进展优化搜索。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。还可以点击左下角本钱比照表查看各方案的本钱比照表。图25 优化界面图26 优化计算完成图27 查看方案结果 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
9、“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 蒸汽管网局部 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、状态栏与绘图区。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，包含通用与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
10、程图，也可对其进展编辑。绘图区右下角为缩微图区，假设流程图太大，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。 蒸汽管网初始化设置在绘制蒸汽管网流程图之前，要进展关于工程标准与参数的初始化设置。翻开菜单栏中“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、壁厚系列与效劳器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、sch1
11、40等可供选择。翻开菜单栏中“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 绘制管网流程图a) 汽源、用户与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
12、 “汽源。松开左键，移动光标到目标位置，这时光标及已经绘制的汽源以“橡皮筋线链接，如图34所示再次单击鼠标左键与右键，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与用户，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，先后单击鼠标左键与右键，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，先后单击鼠标左键与右键。如图37
13、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，即显制止标志，表示不能再引出管段了。l 添加弯头、阀门、大小头与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、“大小头与“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、大小头与温压测点l 删除顶点与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键即可将该管段与相关汽源、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
14、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。及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与图41所示。图40 隐藏箭头前 图41 隐藏箭头后 l 管段粗细与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
15、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与字体等属性，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 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。
16、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。系统自动通过外径与壁厚进展计算，不能直接修改。n 绝对粗糙度：单位“毫米mm。默认为，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
17、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与第三层保温层相关文本框，然后进展保温层材料选择与厚度输入。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、不通行地沟与无沟直埋。其中，选择“不通行地沟，激活下边的“埋设深度、“管沟截面积与“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
18、，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，可以将屡次选择的管段“记住，如图46所示，在图47中红色的局部管段与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，刚刚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，翻开“参数设置菜单，选择“管段参数总体设置命令，翻开如图48所示的对话框。该对话框列出与“管段属性对话框一样的参数。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，那么将所有管
19、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。 顶点参数设置对于一个管网流程图，汽源与用户称为“外顶点，弯头、三通、大小头与温压测点称为“内节点。“外顶点与“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。假设顶点为汽源那么弹出“产汽点属性，假设是用户那么弹出“用汽点属性，然后依次在相应的文本框中输入数据，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
20、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一样。“大小头、“三通或“温压测点的对话框一样，可以输入“名称与“备注，如图51示；“阀门那么还需设置开、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. 分组选项为了便于对管网进展分类统计，在管段、顶点参数设置时进展分组，分组名称在这里定义，可以添加与删除。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，翻开“分组选项的对话
21、框，如图53所示。图53“分组选项对话框点击“添加按钮，翻开如图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，管段与顶点就可以实现分组归类。2. 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，会得到不同的末端压力。压力影响流体的物理特性，所以，压力对于整个系统来说是个基准，必须至少选定一个汽源的压力。b) 运算并查看结果翻开“计算菜单，选择“开场计算命令，或者点击工具栏中的()按钮。TEPOSS即可完成输入参数校验与计算，计算完成后弹出计算信息对话框；如图56所示。计算完成后点击工具栏中的
22、()按钮查看所有外节点属性。如图57所示。还可以查看流速分布、冷凝水分布、保温效率分布等。图56 模拟计算信息57 查看外节点属性c) 迭代不收敛的处理1迭代不收敛的原因模型采用牛顿拉夫森法求解方程组。无论经过多少次迭代计算，都无法到达精度要求，即为迭代不收敛。迭代不收敛的原因通常是输入的参数有误。计算过程中压降出错可能性最大，用户需注意选择合理的基准压力，仔细检查供/用汽量及管长、管径是否合理。2几种产生迭代不收敛的情况n 用户用汽量过大；n 某些产汽点供汽量过大；n 汽源端压力太低n 管径太细，管长太长。2. 查看报表计算结果除了显示在管网流程图上外，还能以报表的形式输出给用户。翻开“报表菜单，选择“管段常用参数标，激活Excel，生成“管段常用参数表。或者点击工具栏上的 按钮，翻开如图58所示的对话框，选择不同的报表。 图58 显示报表对话框a) 管段常用参数 “管段常用参数显示关于管段压力损失的所有参数，如图59所示表头。 图59 “管段常用参数表头b) 产用汽点参数表选择“产用汽参数表，显示关于产汽点与用汽点的所有参数，如图60所示表头。 图60 产用汽参数表c) 模型确认表选择“模型确认表，生成“监测值及计算值比照表。如图61所示表头。 图61“模型确认表表头第 20 页