换热网络设计

换热网络设计

以下以例题形式给出解题步骤: 下表给出四股工艺物流的工况，最小允许传热温差 .汀mi x为20C。请用夹点设计法设计一具有最大能量回收的换热网络。

解题步骤：

①将热流端点温度减去•汀mix与冷流端点温度，去掉没有潜热存在的重复温度

点（热流

加.订mix），按从大到小顺序排序划分温度区间;

340,280,260,80,80,40

热流端点温度需+DTmX

具体温区：

温区：S x 1 SX2 Sx 3 Sx 4 Sx 5

热流：360 300 280 100 100 60

冷流：340 280 260 80 80 40

②计算每个温度区间的净需热量；

D1=-120; D2=-80; D3=-360; D4=600; D5=-80;

③从第一温区开始计算热量平衡；

01=120; 02=200; 03=560; O4=-40; 05=40;

④找到逆向传热最多的温度点；

⑤由外界向第一补充扭转逆向传热所需的热负荷，计算热量平衡；

⑥向下一个温区传热为零的温度点即为夹点，第一温区获得的热量即为最小加

热负荷，最末温区传出热量即为最小冷却负荷；

⑦ 跨过夹点进行传热的所有换热匹配均不合理 结果：

QHmX =40kW, QCmX =80 kW;

夹点位置：SX 4与SX 5的界面；夹点温度：热换热到 100C ;冷换热 潜热位置夹点之上子系统 ⑧ 设计换热网络方法:

｛这只是其中的一种方案，只要设计合理均可｝

〖设计夹点匹配时必须要注意温差的要求，遵循夹点匹配的两种可行性原则〗

a ）分别匹配，优先考虑热负荷，然后考虑热容流率相近，一次用尽 夹点之上要优先

考虑热流，必须完全通过换热降温到夹点温度 夹点之下要优先考虑冷流，必须完全通过换热升温到夹点温度

80C ；

i) 分夹点画冷热流热负荷分配

ii)

分别匹配，优先考虑热负荷，然后考虑热容流率相近，一次用尽

夹点之上要优先考虑热流，必须完全通过换热降温到夹点温度 CP

夹点之下要优先考虑冷流，必须完全通过换热升温到夹点温度

热负荷

kW

CP

热负荷

kW 80

120

80

40

360 C

60 C

520

2

600 3

360 2

200 1

600 0

80 C

夹点

匹配

夹点

100C