Aspen Plus做流程模拟时，模型搭出来并不等于计算就一定顺利。组分、物性方法、物流条件、设备参数之间都有联系，前面少填一个条件，或者循环物流给出的初值不合适，运行时就可能一直迭代。比较复杂的流程还会同时出现回流、设计规定和多台设备耦合，一个地方没有算稳，后面的模块也会跟着报错。所以建立模型时把基础数据先理清，遇到不收敛再沿着计算顺序查，通常比连续改参数更容易定位问题。

　　一、Aspen Plus怎么建立流程模拟

　　Aspen Plus的新模型一般先在Properties环境准备组分和热力学方法，再进入Simulation环境搭流程。设备放得再完整，如果前面的物性基础没设好，后面算出的温度、相态和负荷也没有多少参考价值。

　　1、先把组分和物性基础建好

　　开始画流程之前，先把真正参与计算的物质加入工程。

　　①、新建【Aspen Plus】模拟文件，并选择当前项目需要的【单位制】。

　　②、进入【Properties】环境。

　　③、打开【Components】→【Specifications】。

　　④、在【Component ID】中加入流程涉及的组分。

　　⑤、进入【Methods】→【Specifications】。

　　⑥、在【Base Method】中选择与当前物系相符的物性方法。

　　2、在流程图中摆放设备和物流

　　①、切换到【Simulation】环境。

　　②、从【Model Palette】选择需要的设备模块。

　　③、把【Mixer】、【Heater】、【Flash】、【RadFrac】等实际需要的模块拖入流程图。

　　④、使用【Material Stream】连接各设备入口和出口。

　　⑤、有热量或功率连接要求时添加相应【Energy Stream】。

　　⑥、检查物流方向和设备端口是否接对。

　　流程比较大时，可以先搭主流程，把回收支路和复杂控制留到后面。这样初次运行如果出问题，排查范围不会一下铺得太开。

　　3、填写进料物流条件

　　进料条件是流程计算的起点，温度、压力、流量和组成缺一项，都可能让后续设备无法取得完整状态。

　　①、双击入口【Material Stream】。

　　②、进入【Input】页面。

　　③、填写【Temperature】和【Pressure】。

　　④、选择当前使用的总流量单位并填写流量。

　　⑤、在【Composition】中输入各组分组成。

　　⑥、查看页面状态，确认必填数据已经补齐。

　　4、设置设备参数并运行模型

　　①、打开第一个设备模块的【Input】页面。

　　②、填写该设备要求的操作条件。

　　③、依次检查流程中其他【Block】的必填项目。

　　④、查看导航区域中的输入状态提示。

　　⑤、确认没有缺少必要输入后点击【Run】。

　　⑥、运行结束后打开【Control Panel】查看计算状态。

　　二、Aspen Plus流程模拟计算不收敛如何排查

　　不收敛时，窗口里可能一次跳出不少消息，但真正的问题经常出现在较早的一条。Aspen Plus的Control Panel会显示计算顺序、警告以及收敛块信息，先找到最早发生异常的设备或循环，后面的排查会省事很多。

　　1、先找到第一个出问题的位置

　　不要从最后一条报错开始改，后面的错误很可能只是前面计算失败带来的连锁结果。

　　①、运行当前【Simulation】。

　　②、打开【Control Panel】。

　　③、从前往后查看【Errors】和【Warnings】。

　　④、找到较早出现异常的【Block】或【Stream】。

　　⑤、双击对应对象进入输入页面。

　　⑥、检查是否存在空缺参数或明显不合理的操作条件。

　　2、检查设备规定有没有互相冲突

　　①、打开报错的【Block】。

　　②、查看当前【Specifications】或【Input】内容。

　　③、核对温度、压力、热负荷、回流比等已填写条件。

　　④、删除重复或者互相限制的规定。

　　⑤、重新补充当前模型真正需要的自由变量。

　　⑥、再次执行【Run】。

　　有些设备并不是参数填得越多越好。尤其是精馏塔和带设计规定的模型，如果几个条件共同限制同一个结果，求解器可能找不到能够同时满足它们的解。

　　3、先把复杂循环拆开计算

　　①、找到流程中的【Recycle Stream】。

　　②、暂时断开循环回流。

　　③、为断开的入口物流填写合理初值。

　　④、运行不带循环的流程部分。

　　⑤、记录能够稳定得到的温度、压力、流量和组成。

　　⑥、恢复【Recycle Stream】并把这些结果作为初始估计。

　　4、查看循环物流的收敛情况

　　循环流程反复迭代却没有停下来时，可以直接查看tear stream的误差变化。如果误差一直摆动或者不断放大，单纯增加迭代次数通常意义不大。

　　①、进入流程使用的【Convergence】设置。

　　②、查看自动生成或当前指定的【Tear Stream】。

　　③、检查【Tolerance】和【Maximum Iterations】。

　　④、查看【Tear History】中的变量变化。

　　⑤、给【Tear Stream】补充较接近实际状态的初始估计。

　　⑥、重新执行流程计算。

　　5、设计规定一直无法达到目标值

　　①、找到当前使用的【Design Spec】。

　　②、检查设定的目标变量。

　　③、确认对应的【Vary】变量选择正确。

　　④、查看操纵变量允许变化的范围。

　　⑤、运行模型并观察目标值是否随操纵变量发生变化。

　　⑥、必要时修改初值或重新划定变化区间。

　　如果操纵变量变化了很多，目标值几乎不动，这组设计规定本身就可能不合适。此时继续增加迭代次数，通常解决不了根本问题。

　　三、Aspen Plus流程收敛后怎么检查计算结果

　　流程终于显示计算完成，也不建议马上拿结果做后续判断。有些模型虽然数学上收敛了，得到的状态却可能不符合真实工况，特别是前面为了求解修改过初值和收敛参数的流程。

　　1、从关键物流开始核对

　　挑进料、主要设备出口和产品物流做一次检查，就能发现不少明显异常。

　　①、打开关键【Stream】的【Results】。

　　②、查看【Temperature】和【Pressure】。

　　③、核对【Total Flow】与各组分流量。

　　④、检查【Vapor Fraction】及相态。

　　⑤、再进入主要【Block】查看热负荷、压降等结果。

　　⑥、把关键数据与设计条件或已有工艺数据进行对照。

　　2、保留能够重新跑通的模型状态

　　①、保存当前已经收敛的【Aspen Plus工程】。

　　②、记录使用的【Property Method】。

　　③、保留循环物流的初始估计和【Convergence】设置。

　　④、记录修改过的【Design Spec】和【Vary】条件。

　　⑤、另存一份准备继续调整的模型副本。

　　后面增加设备、改变进料或者修改操作条件时，可以从这份已经跑通的模型继续做。新版本突然不收敛，也容易通过前后两份工程找到到底是哪项修改带来了变化。

　　总结

　　Aspen Plus建立流程模拟，难点往往不在把设备图画出来，而在让组分、物性、物流和设备条件彼此说得通。碰到不收敛时，先看Control Panel里较早出现的问题，再处理设备规定、循环物流和设计规定，会比一遍遍点运行更有方向。模型跑通以后也别急着收工，把主要物流和设备结果再过一遍，确认数值符合工艺常识，这份模拟结果才更值得继续用。平时留好能够稳定运行的版本，后面改流程时也会轻松不少。