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成果名称：大型空气分离装置操作仿真系统
申请单位：北京科技大学
成果编号：鉴字 [教CW2003] 第005号
鉴定日期：2003年11月12日
学 科： 工程热物理
成果简介：
随着空分设备向超大型化和稀有气体提取方向的发展，使空分与下游生产工序的配合与协调问题变得日益突出，在实际生产中需要经常性的对空分设备进行变工况调节来适应和满足钢铁企业生产节奏的要求。大型空分设备造价昂贵，流程复杂，操作精细，是冶金企业生产链条上的重要环节，任何故障或事故都会对整个冶金企业的生产造成重大影响。此外，空分设备的优化操作运行直接关系到设备的能耗指标，目前空分设备的优化经济运行成为工作重点，这就给空分操作人员提出了更高的要求。
开发大型空分设备的操作仿真系统，使之可以进行空分机组的变工况预测，对操作事故、故障进行再现分析，实现空分设备的优化经济运行预测，提高操作人员的操作培训的效率有着非常重要的意义。空分设备流程计算有三个关键环节：1）氧－氩－氮及其混合物的物性计算；2）精馏计算；3）整个空分设备流程的模拟计算；4）DCS控制系统的模拟。项目的主要特点：1）是空分这种超大型工业设备的完整、系统、全面的操作仿真系统；2）与真实设备的操作模式和程序完全相同，逼真性好；3）仿真系统容量大，包括精馏计算等十几个模块；4）是一个集物性计算、空分流程计算、操作工艺组织、自动控制模化、计算机编程及软件开发为一体的高技术含量研发项目。该系统最大优点是可以反复进行空分的变工况和操作实验，而且可进行真实系统无法完成的破坏性或极限条件操作实验，这也是真实系统无法实现的。
本课题的创新点在于：首次（据查新报告结论）完成了对空分机组这种超大型工业设备的操作的完整和全面的计算机操作系统仿真，操作过程与真实的操作模式和过程完全相同，逼真性好。技术和操作人员可以使用该系统对空分设备进行操作和变工况运行分析与预测；对事故、故障进行再现分析；用于操作方法和操作规程的预测与实验；用于空分机组运行工况的优化实验，为制定空分机组优化运行方案提供依据；还可以进行操作过程的破坏性实验，掌握设备运行的极限操作参数；对操作人员进行系统全面的操作培训并对培训结果进行定量化的考核。此外，模块化的结构设计使仿真系统易于升级和移植。
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