UniSim Design R500 流程模拟软件新版本更新

Honeywell近期发布了UniSim Design R500 新版本，本文总结了UniSim Design R500版本的主要新功能和增强功能。这些改进涵盖了可持续性、热力学、混合建模、塔设备、动态功能、用户界面、EO增强功能、连接与集成、性能优化、学习与支持以及安全与合规等多个方面，为用户提供了更加全面、高效和智能的过程建模与仿真工具。

文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/news/event/22126.html

可持续性

膜模块文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/news/event/22126.html

• 模拟使用一维供给通道流模型和一维透过通道流模型的稳态多组分气体分离单元操作，并提供定义膜特性的选项。用户可以在中空纤维膜中建模并了解共流或逆流场景，包括选择性组分系统的回收、过程的级切、过程选择性，以及显示膜长度上性能变量的剖面。

CO2排放工具增强文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/news/event/22126.html

• 动态中的排放工具
  • 排放工具在动态模式下计算特定时间点的排放量，使用户能够概览来自相关来源的瞬时排放（包括范围1和范围2）。
• 每年运营小时数
  • 为了量化年度排放量，计算中包含一个时间因素（以小时计），用户可根据停机/关闭场景调整默认值8760小时，进而估算直接和间接排放。
• 通风口排放
  • 通风流是流图中的出口物料流。如果出口流含有CH4、CO2或N2O，则排放工具将直接根据其质量流率计算排放量，这些排放被视为范围1的直接排放，因为组分直接释放到大气中。
• 电力来源排放
  • 排放工具目前仅使用购买的电力来计算电机产生的排放。然而，工业中电力通常在现场生成。为允许用户更好地估算不同电源类型的排放，新增了电力来源Cogen。
• 燃烧燃料排放
  • 目前，排放工具仅考虑UniSim Design中分类为燃烧燃料的“碳氢化合物类”组分。不包括含氮碳氢化合物和胺/乙二醇/硫醇。现在，工具增强以包含所有碳氢化合物，并考虑这些化合物产生的N2O排放，从而更全面地计算燃烧过程中的温室气体排放。

动态模式中的PEM电解槽单元操作文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/news/event/22126.html

• 将质子交换膜-水电解槽单元操作扩展到动态模式，以便进行电解槽及其配套设施的动态分析。在本版本中，需在动态模式下指定边界压力和流量，还支持多堆叠场景，使用户可以使用单一单元操作模块模拟兆瓦级的工厂。堆叠数量参数帮助用户更好地了解工厂级别的操作情况以及电解槽工厂的总功率、总氢气产量和总热损失等参数。

 热力学

NIST数据库SRD 103b与UniSim Design的集成文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/news/event/22126.html

• UniSim Design R500包含集成NIST数据库的新选项（称为“UniSim with NIST SRD”）。启用后，用户可以在UniSim Design中访问NIST热物性数据引擎和NIST/TRC SOURCE数据存档系统的实验热物理和热化学数据。用户将能访问超过32,000种纯组分的完整热力学和传输性质数据，以及NIST推荐的方程，还可访问超过40,000对二元混合物的VLE和LLE数据。该功能还提供了20,000多对用于General NRTL活度模型和Peng Robinson状态方程的新二元交互参数。

eNRTL增强文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/news/event/22126.html

• 使用Chen和Evans提出的1986年和2009年水溶液电解质过量Gibbs能NRTL模型来建模单一或混合溶剂电解质系统的相平衡。
• 为电解质溶液的物理性质提供更通用的模型。
• 增强电解质闪蒸的稳定性和性能。
• 新的电解质数据库包含一些常用的盐。

回归工具增强文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/news/event/22126.html

• 纯组分回归改进：能够回归理想气体性质、液体密度、液体粘度、蒸气压、液体比热、汽化热等。
• 纯组分模型参数回归改进，包括COSTALD密度、CPA参数、TRAPP粘度、CAVETT汽化热、Twu L、M、N参数。
• 比较属性包计算的纯组分性质与实验数据的功能。
• 纯组分回归能力的压力依赖性。
• 液相回归：添加TPxx、TPxxy数据类型。
• 液相包评估能力：选择液相包计算纯组分数据，并与实验数据进行图形比较。
• 能够从三元LLE或VLE数据中回归二元参数。

UniSim Thermo - EOSCG、GERG和Span Wagner增强文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/news/event/22126.html

• 更先进的算法搜索密度解。
• 各种性能改进。

PCSAFT属性包增强文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/news/event/22126.html

• 温度依赖的二元交互参数。
• 改进的算法解决密度方程。

流体包锁定文章源自云智设计-https://www.cidrg.com/news/event/22126.html

• 为需要保护流体包中使用的模型选项和参数的客户提供的新功能。

HV Flash

• 一个新的闪蒸求解器，可以使用Span-Wagner、EOS-CG、GERG和PR ethermo属性包，并执行焓(H)-摩尔体积(V)闪蒸。
• 可以在动态模型中使用分离器来模拟CO2减压，直至并穿过三重点，在此状态下CO2以气体、液体和固体形式存在。

混合建模

• 新的混合建模能力允许将UniSim Design稳态第一性原理模型与数据驱动模型结合，创建具有更好预测质量的混合模型。
• 支持UniSim Design顺序和EO基于流程图模型的工作流程。
• 添加了混合开发单元操作到对象面板，支持UniSim顺序模型的混合模型配置。
• UniSim Design关键输入和输出变量可以直接连接到操作中。
• 包含一个可配置的数据驱动模型（机器学习评估器），支持线性和神经网络模型。
• 包含一个输出校正模型（机器学习校正器），支持结合数据驱动和第一性原理输出，创建混合模型输出。
• 添加了UniSim EO机器学习评估器（数据驱动模型）和机器学习校正器（输出校正模型）单元操作，用于EO基于建模。
• 这些单元操作自动嵌入在混合开发单元操作中。
• 可以直接在UniSim EO环境中使用，以创建混合模型。
• 机器学习（数据驱动）模型的训练可以通过两种方式进行：
  • 使用UniSim参数校准工具（数据校正工具的特殊自动配置版本）内部估算参数。
  • 使用TensorFlow Keras、Scikit-Learn或PyTorch等开源工具进行外部训练。
• 模型形式必须与UniSim Design中提供的模型兼容。
• 权重和缩放因子可以从CSV文件中导入到数据驱动模型中。
• UniSim Design参数校准工具增强了“机器学习”模式，包括：
  • 配置最佳的机器学习性能设置。
  • 支持从CSV文件中导入数据集。
  • 提供一些常见的图表，用于评估模型预测误差。

塔设备

基于速率的塔

• 为非反应系统开发了一个新的基于速率的塔求解器。
  • 非平衡级的传质/传热采用两膜理论建模。
  • 非平衡级模型由气相主体、气相膜、气液界面、液相膜和液相主体组成。
  • 每个主体相通过严格的质量和能量平衡计算，并计算主体相与膜之间的传质和传热速率。
  • 在气液界面处达到热力学平衡。
  • 填料和塔盘塔的传质和传热关联集成到级模型中。
  • 基于速率的级模型由UniSim Design稀疏求解器同时求解。

VLLE塔

• 改进了使用EO同时闪蒸的VLLE塔模拟支持。
• 增加了对亚冷的EO同时闪蒸功能的支持。
• 扩展了EO同时闪蒸设置的模型调优功能。
• 稀疏求解器的改进包括NL功能。

动态功能

模块化功能

• 之前的功能是忽略模型的个别部分（但不容易忽略整个流程图）。
• 新增功能可以轻松忽略模型的整个内部流程图部分，并添加PF规格。
• 能够在不同的平行忽略的内部流程图之间切换，因此能够建模工厂的相同部分但具有不同的精度，并轻松切换。

新变量时间序列工具

• 动态UniSim Design模型中的变量时间序列工具允许用户指定一组连续的值，在用户定义的模拟时间将其写入模型中的相关模拟规格。选择的单元操作变量应被视为模型的“边界”，可以受到模型外部因素的影响。

PID控制器将有配置Honeywell特定控制器算法的选项

• 实现基于Honeywell DCS PID方程的速度算法。具体请参阅任何Honeywell Experion手册。

动态模式中的喷射器改进

• 改进了喷射器的压力流动方程，以促进收敛并防止数值误差。临界压缩比C的定义已修改，使截距I成为无量纲数值，之前不正确地具有压力单位。参见更新的文档。避免在夹带比计算中出现除零错误。

分离器和管道中的CO2冻结预测

• 饱和单元操作现已支持动态模型。

用户界面

UniSim Design用户界面改进

• 现代化的功能区栏、侧边栏和单元对象面板，改进了导航和功能访问。
• 通过右键单击“添加PFD标签...”在嵌套子流程图中显示PFD标签。
• 矩阵窗口（包括电子表格）中右键选项增加冻结窗格。
• PFD变换右键菜单中的重置选项。
• PFD现在可以通过（Shift-7,8,9,0）显示用户定义的流变量，变量存储在偏好设置中。
• 矩阵列中的多选复选框，点击一个复选框将选中所有复选框。
• 用户导入/导出的PFD配色方案。

EO用户界面改进

• 添加4GL图标、视图和报告的架构。
• 矩阵窗口右键选项增加冻结窗格。
• 增加EO PFD配色方案。
• 用户导入/导出的EO PFD配色方案。
• 修改PFD图标以匹配UniSim Design的大小和线条粗细。

EO增强功能

EO塔

• EO塔模型收敛改进。
• 改进了EO塔和塔盘部分视图。
• 在EO塔视图中添加了监控和规格摘要页面。
• 在视图中添加了“检测到第二液相”功能，位于“检查第二液相”旁。
• 添加了类似于UniSim Design的“传播级P到进料”逻辑。

EO电力建模/能量流程图（动态）

• 电力生产、分配和消耗的动态建模。
• 绿色能源建模，其中可以使用电池，并可以将氢气生产、电解槽等化学过程模型与此电力建模相结合。

EO单元操作

• 外部变量可以直接连接，而不需要使用导出到EO单元操作的替代电子表格单元格。
• 增加了支持流中的质量分数、液体体积分数、组分摩尔流量、组分质量流量和组分液体体积分数的功能。

EO泄压稳健性

• 改进了Beggs和Brill管道压降关联，使其更加一致地求解。
• NEQVessel几何计算中的多项稳健性改进。
• 修正了混合声速计算的准确性和稳健性。

EO泄压功能

• NEQVessel火灾API 521现在包括标准中规定的25英尺湿润面积高度限制。
• NEQVessel现在包括静压贡献。
• NEQVessel现在准确计算外表面积，而不是使用修正因子。
• NEQVessel火灾模型现在使用外部表面积而不是内部表面积。
• NEQVessel金属质量现在向用户公开。
• 添加了NEQVessel、管道、泄压孔和泄压阀中的CO2冻结计算（默认关闭，如UniSim Design）。
• 计算结果为是否会形成固态CO2的True或False。
• 如果预测形成固态CO2，每个单元操作将修改状态为黄色，如果整个运行预测形成，性能页面将显示总体黄色状态。

EO涡轮机

• 模块模拟稳态涡轮机方程式单元操作，使用性能曲线。提供详细方法，用户可以配置质量流量参数与压力比和绝热效率与速度比曲线进行精确建模。或者，可以选择简化建模选项，基于质量流量与功率输出配置涡轮机。

流程图工作簿

• 导出选定的标签到Microsoft Excel，包括标准单元操作。

UniSim Connect

UniSim Connect

• UniSim Connect是一套丰富UniSim开发平台的库和工具。可供开发者使用流行的Python编程环境补充传统的OLE/COM编程设施，同时通过UniSim AltView显示配置应用为非开发者工程师提供立即机会。UniSim Connect与之前的产品不同，能够与本地计算机上运行的本地UniSim Design案例以及托管在本地网络或云端的远程模型交互。UniSim Connect由两部分组成：
  • UniSim应用编程接口（UniSim API）：一个软件开发工具包（SDK），允许程序员通过丰富的Python API驱动UniSim Design。可以控制本地和远程（云端托管）模型。
  • UniSim AltView：一个参考示例应用，利用UniSim API开发自定义屏幕和显示，以为现有的UniSim Design案例生成简化/聚焦的用户界面（UniSim AltView Designer）。配置可发布到中央远程（云或广域网位置），然后通过UniSim AltView Runner访问，启动、控制和与托管在远程位置的模型进行交互。

UniSim Connect不默认包含在安装媒体中。需要单独下载包，用户可根据需求进行下载。