(过程装备优化设计)最大热回收换热网络设计
换热网络优化实施方案
编号：P1******* 大修项目实施方案项目名称：换热网络优化申报单位：中海沥青（四川）有限公司项目经理：邱震宇主管领导（签字）：日期：2013年12月4日中海油气开发利用公司制一、大修实施方案1．项目的主要内容1.1中段取热温差大，改变中段取热控制方式。
目前中段取热控制方式为通过流量调节阀控制中段循环抽出量，由于在换热器面积一定的情况下，中段循环抽出量越小，换热温差越大。
将目前的控制方式更换为三通调节阀控制抽出和返塔温差，增加中段循环量，减少换热温差，增大高温位部分的热量利用。
将常二中和减二中调节阀更换为三通调节阀，原流量计移至三通调节阀后，流量仍通过中段循环泵变频控制。
1.2针对换热网络中存在跨夹点传热的现象，调整目前的换热网络，主要有以下几个方面：a调换6组换热器换热顺序。
主要为原油-常二中（II）换热器E113调整至原油-减二中（II）换热器E114A/B后换热；闪底油-减二中（I）换热器E120调整至闪底油-减四线换热器E117后换热。
将闪底油-减渣（II）换热器E118A～D拆分成两组，即闪底油-减渣（II）换热器E118C/D和闪底油-减渣（III）换热器E118A/B，其中闪底油-减渣（II）换热器E118C/D调整至闪底油-减三线（I）E119后换热；b将换热器E108A/B和E110A/B沥青由走管程改为走壳程，原油由走壳程改为走管程。
c新增3台换热器，分别为原油-减三线（II）换热器E107B、原油-减二线换热器E106B和原油-常三线（II）换热器E105B。
改造后换热网络换热流程详见改造后的PFD图。
1.3增加相应的管道和阀门新增3台换热器，新增换热器原油侧压降为80kPa，工艺侧增加压降均在5kPa左右，可忽略不计；换热器E113和E114A/B调整换热顺序，原油管道系统增加9kPa压降；换热器E108A/B原油由走壳程改为走管程，原油管道系统增加16kPa压降，减渣管道系统减少144kPa压降；换热器E110A/B原油由走壳程改为走管程，原油管道系统减少20kPa压降，减渣管道系统减少6kPa压降；闪底油换热顺序调整，闪底油管道系统合计增加25kPa的压降。
化工设计竞赛换热网络择优选取及优化过程(0002)
1.1 概述在大型过程系统中，存在大量需要换热的流股，一些物流需要被加热，一些物流需要被被冷却。
大型过程系统可以提供的外部公用工程种类繁多，如不同压力等级的蒸汽，不同温度的冷冻剂、冷却水等。
为提高能量利用率，节约资源与能源，就要优先考虑系统中各流股之间的换热、各流股与不同公用工程种类的搭配，以实现最大限度的热量回收，尽可能提高工艺过程的热力学效率。
热集成网络的分析与合成，本质上是设计一个由热交换器组成的换热网络，使系统中所有需要加热和冷却的物流都达到工艺流程所规定的出口温度，使得基于热集成网络运行费用与换热设备投资费用的系统总费用最小。
Aspen 能量分析器软件采用过程系统最优化的方法进行过程热集成的设计，其核心是夹点技术。
它主要是对过程系统的整体进行优化设计，包括冷热物流之间的恰当匹配、冷热公用工程的类型和能级选择；加热器、冷却器及系统中的一些设备如分离器、蒸发器等设备在网络中的合适放置位置；节能、投资和可操作性的三维权衡；最终的优化目标是总年度运行费用与设备投资费用之和（总年度费用目标）最小，同时兼顾过程系统的安全性、可操作性、对不同工况的适应性和对环境的影响等非定量的过程目标。
因此，夹点技术不仅可以用于热回收换热网络的优化集成，而且可用于合理设置热机和热泵、确定公用工程的等级和用量，去除“瓶颈”、提高生产能力，分离设备的集成，减少生产用水消耗，减少废气污染排放等。
在此基础上，利用Aspen Energy Analyzer 设计换热网络，具体步骤如下：（1）确定流程中需要换热的冷流股和热流股；（2）利用物流数据做出冷热流股的温焓图和总组合曲线图（GCC）；（3）确定最小传热温差；（4）找出夹点及最小冷、热公用工程用量；（5）构建优化换热网络。
1.2 工艺流股的提取过程流股的提取如下：由于R101_heat反应器外已经模拟使用饱和水汽化带走热量，故反应器热应删去，V101V_To_C01OUT已经将这部分热量移走。
供热管道网络的热力性能优化设计
供热管道网络的热力性能优化设计随着人民生活水平的提高和城市化进程的加速，供热系统作为城市基础设施的重要组成部分，在满足人们生活、生产等多样化需求的同时，也面临着诸多挑战。
供热管道网络的热力性能优化设计是解决这些挑战的关键，本文将从经验和专业性角度出发，对供热管道网络的热力性能优化设计进行探讨。
首先，供热管道网络的热力性能受到多种因素的影响，其中包括供热管道的材料选择、铺设方式、管道路径设计等。
在材料选择上，应优先考虑导热性能好、抗压强度高、耐腐蚀性好的材料，以减小能量传输的阻力和损耗。
同时，铺设方式应合理选择，包括地下铺设、地面铺设、架空铺设等，可以通过考虑地形地貌、城市规划等因素进行合理布局，以降低管道长度和线损。
此外，管道路径设计也应适度考虑地形地貌的因素，选择合适的路径，以尽量减少管道的高低差和弯曲度，保持管道的连续性，减小管道的压力损失。
其次，供热管道网络的热力性能优化设计还需要考虑供热方式、换热器的选型和布局等。
在供热方式上，应根据不同地区的气候特点和用户需求，选择合适的供热方式，包括蒸汽供热、热水供热和温水供热等。
同时，换热器的选型和布局也十分重要，应根据供热热源的类型和供热负荷的需求，选择合适的换热器，并且合理布局，以提高热量转移效率，减小能量的损耗。
此外，管道绝热设计和运行管理也是供热管道网络热力性能优化的重要方面。
绝热设计应选用导热性能好、耐温性好的材料，合理选择绝热材料的厚度和种类，以降低管道的散热损失。
在运行管理上，应做好管道的定期维护和检修，及时发现漏损和故障，并进行及时修补和更换，以保证供热管道网络的正常运行。
此外，供热管道网络的热力性能优化设计还需要考虑节能环保的要求。
对于现代供热系统，节能环保已成为设计和运营的重要指标之一。
在供热系统设计中，应充分考虑使用高效换热设备和设备的合理配置，以提高能源利用率。
同时，在供热系统运行中，应加强对运行参数的监测和调整，以确保供热系统的平稳运行，并采用节能措施，如余热回收、热泵技术等，以降低能源消耗和环境污染。
化工设计竞赛5、能量集成及换热网络设计
表6-1有无热泵技术对比表
项目
无热泵技术
热泵技术
塔顶冷凝能耗（kW）
28285.43
1913.22
塔底再沸能耗（kW）
30529.69
336.32
总能耗（kW）
58815.12
166.551
由上表可知，考虑压缩机做功和冷却器能耗，热泵技术比无热泵技术节省热泵技术节省冷耗98.8%，节省热耗93.7%，总的节约能耗为96.17的炼厂干气为原料，经分离提纯得到高纯度的乙烯，将其通过与氧气、醋酸反应转化成附加值高、需求量大的产品醋酸乙烯酯。该项目采用国外先进的乙烯气相氧化法路线，传统的乙烯法路线主要有Bayer法和USI法，两者都采用气相固定床工艺，技术流程也很相似，它们的区别在Bayer法催化剂以Pd-Au为主体，硅胶为催化剂载体，反应压力为0.5~1.1MPa；而USI法催化剂以Pd-Pt为主体，采用α-Al2O3为载体，反应压力为常压。由于Bayer法具有醋酸单程转化率高、催化剂活性高、选择性好等优点，目前工业生产中大部分采用Bayer法。
12.81
-20
5173.86
0304 To 0305
E0304
62.25
165
13968.84
0309 To 0310
E0305
170
10
26061.89
0316 To 0317
E0302
19.09
70
4452.62
0324 To 0326
E0308
17.24
120
398.83
0336 To 0337
过程流股
加热器/换热器名称
进口温度/℃
出口温度/℃
空调排风能量回收用热管换热器的优化设计
翅片厚度的选择主要从机械强度 、 制造工艺以 及腐蚀和侵蚀裕量等方面进行考虑 ,而翅片高度的 选择 ,应尽可能与翅片厚度相匹配 [ 4 ] 。 5) 翅片间距 sf : ( 16) sf > sfmin 翅片最小间距必须大于相邻两翅片表面间流 体的流动边界层厚度之和 , 此外还应考虑积灰 、 预 期的翅片结构及工艺要求 。 6) 迎面流速 w n :
1 000
・c1
( 7)
其中 :
h Nd = h Δ Ph d ・V d ; η 3 600 ・ p
( 8)
Nd =
h
c Δ Pc d ・V d η 3 600 ・ p
( 9)
h[3 ] 式中 : N d 为冬季热流体侧消耗功率 ( W) ; N c d 为
的制约 。 4) 翅片厚度 δ f 和翅片高度 lf : δ fmin < δ f <δ fmax
t > 12
表1 供暖期 ( 12 月 、 1 月、 2 月) 室外空气温度频率分布
- 2< t≤ 0 89 - 0. 73 0< t≤ 2 93 1. 23 2< t≤ 4 222 3. 07 15 - 3. 01 101 14. 16
表2 供冷期 ( 6～9 月) 室外空气温度频率分布
室外温度 t / ℃ 小时数/ h 平均气温/ ℃
2 目标函数的建立
M1 = (
Qd Qx ) ・c1 / W + CO Pd CO Px
( 4)
式中 : c1 为电费比价 ( 元/ 千瓦时) ; CO Pd 为制冷机 冬季平均制冷系数 ; CO Px 为制冷机夏季平均制冷 系数 。
过程装备简介
3. 过程装备发展的推动力
3.3 在国家发展方针指引下的具体推动力 推动力之一——过程工艺发展的需要
推动力之二——生态环保的需要
推动力之三——节能降耗的需要
推动力之四——长周期安全运行的需要
推动力之五——现代高新技术的促进
26 27
3. 过程装备发展的推动力
3.4 过程工艺发展不断要求新装备
(0.1μm, ＜5mg/L) (占地1/10)
生物膜过滤
37 38
3. 过程装备发展的推动力
固体废弃物—— 高10倍
24 25
3. 过程装备发展的推动力
3.2 当前国家的急需
方针
改变经济增长方式
资源 投资
粗放
科技 支撑
. 集约
全面协调 科学发展 观
走新兴工业化道路
资源节约、环境友好 (循环经济，绿色GDP)
以科技发展和创新为主导 以高新技术为主导，
制造业为支柱
产业结构的战略调整
优先IT技术，发展高技术产业 用高新技术改造传统产业 加快现代服务业（知识型）
古代的炼丹术 士们通过炼金炼丹 的研磨、蒸馏、升 华、结晶、测定等 技术操作，积累了 金属的置换、物质 的化合、分解、氧 化、还原等化学反 应方面的知识。
3
1. 概述 1.1 过程装备的由来
但是化学，走出化学家的实验室，与 工程结合，还是这一百多年以来的事。
4
1. 概述 1.1 过程装备的由来
英国人帕金，于1856年发现 了苯胺染料，并实现了工业化的 生产。法国化学家拜特洛对有机 化合物的合成进行过系统研究， 于1856年合成了甲烷，1858年合 成了甲醇，1859年合成了乙炔， 1866年从乙炔合成了苯，进入了 合成化学的年代。
余热回收换热器经济最优化设计
ａ ｅ ｒｎｅ ｏｔ ｅｉ ，ｙｅｓ ｅ ｉ ， ｎ ｅ ｙｅ ｃ ｎｙｅａ ａ ｏ ｗ ｓ ｅ ｃ ｅ ｃａｇ ｒ ｆ ｅ ｄｓ ｔ ｌ ｔ ｎ ａ ｄ ｎｒ ｆ ｉ ｌ ｔ ｎｏ ａｔ ｈａ ｒ ｏ ｒ ｅ ｈ ｅ ｓ ｒｅ ｃ ｔ ｈ ｅ ｎ ｇ ｐ ｅ ｃｏ ｅ ｇ ｆ ｅ ｉ ｃ ｖｕｉ ｆ ｅ ｔ ｅｖ ｙ ｘ ｎ ．
Ｍ ｌＰｌＣ ・ ３ ０ Ｚ ＝ ・ ｌ Ｑ・ ０＂ Ｈ ６ （） ４
２ 资金现值 系数、 ． ４ 热价 、 单位 面积换热器成本和单 位面积换热器耗 电功率的计算 ２４１ 现 值系 数 Ｐ１Ｐ２Ｐ３ ． ． 】 、 、 【 ５
Ｐ昔 ｄ Ｐ（ ）． ）ｉ （ １ ＝ ； Ｉ ．（ ＃ １ ＝ ［昔 ］ ｄ ｏ 击 １ ， ）
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ｔ — ｔ ｈ ｃ
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式 中 ：’ ｔ 为热流 体进 入换 热器 的温 度 ， ℃；
ｔ’为冷 流 体进入 换 热器 的温度 。
， Байду номын сангаас℃：
（’ 为热流体 或冷 流体在 换热器 中 的实际温 ｔｔ 一 度 差值 中的大 者 ， ℃；
关键 词： 换 热器； 余热 回收； 净收益； 最优 化
中图分 类号 ： Ｔ ３ Ｕ８ １ 文献标志码 ： Ａ 文章编号： １７ —２ ７２ １）１０ ２ —５ ６ ３７ ３ （０ ２０ —０ ５０
Ｅ ｏｎ ｍ ｉ ｔｍ ｉａ ｉ ｓｇｎ ｏ ａ ｃ ｎ ｅ ｏｒ ａ ｔ ａ ｃ ｅ ｙ ｃ ｏ ｃＯｐ ｉ ｚ ｔｏｎ Ｄｅ ｉ ｆＨｅ ｔＥｘ ｈａ ｇ ｒｆ ｓ ｅＨｅ ｔＲｅ ｏｖ ｒ Ｗ
一
（） ２
般而言 ， 换热器 的效能 、 传热单元数和热容之
高性能换热器设计与优化
高性能换热器设计与优化换热器是一种用于加热或冷却流体的设备，广泛应用于工业生产、能源系统和空调等领域。
高性能换热器的设计与优化是提高设备性能和效率的关键。
本文将探讨高性能换热器的设计原则、常见问题及其优化方法。
高性能换热器的设计考虑因素较多，其中包括换热效率、紧凑性、流动阻力、材料选择等。
首先，换热效率是衡量换热器性能的重要指标。
通过增加传热表面积和改善流体流动方式，可以提高换热效率。
例如，增加热交换管的数量和长度，采用增强换热片或管子的内部结构，都可以增加传热表面积，从而提高换热效率。
其次，紧凑性是换热器设计的另一个重要考虑因素。
在有限的空间内实现高效的换热是挑战性的。
为了实现紧凑性，可以采用一些设计手段，如采用多流通道、采用波纹管或薄膜技术、增加管子的内部通道，以增加流体流动的路径，从而提高换热效果。
流动阻力是流体在换热器内部运动过程中所遇到的阻力，也是影响换热器性能的重要因素之一。
在设计过程中需要平衡换热效率与流动阻力之间的关系。
如果流动阻力过大，会导致能源的浪费和系统压力的增加，从而影响设备性能。
为了降低流动阻力，可以采用一些优化措施，例如增加流道的宽度、设计合理的角度和弯曲半径，减小局部流动的阻力。
此外，材料的选择对于换热器的性能和耐久性也起着重要的作用。
常见的材料包括金属和非金属材料。
金属材料具有良好的导热性和机械强度，但在一些特殊工况下可能受到腐蚀和腐蚀疲劳的影响。
非金属材料具有耐腐蚀性和良好的绝缘性能，但其导热性和机械强度较差。
因此，在选择材料时需要综合考虑使用环境、工作压力和温度等因素。
在实际应用中，有一些常见的问题需要特别关注和优化。
首先，换热器内部的污垢和结垢可能会降低换热效率，增加流动阻力。
因此，定期清洗和维护换热器是必要的。
其次，换热器内部的冷凝水和冷却液可能会导致腐蚀和腐蚀疲劳。
因此，适当的防腐措施和材料选择是必要的。
为了进一步优化高性能换热器的设计，可以采用一些先进的技术和工具辅助设计。
【精品】热网换热站课程设计任务书指导书
热源热网课程设计任务书一、设计目的热源热网课程设计是《供热工程》、《燃料燃烧与设备》《流体输配管网》课程的重要组成部分。
通过本设计，掌握小区集中供热热水管网系统的设计程序、方法、步骤有关外网的基本知识，训练绘图技能。
做到能够分析和解决集中供热中的一些工程技术问题。
二、设计条件小区所在地区：北京小区建筑分布情况：如平面图所示，建筑功能包括:住宅、下层公建上层住宅式建筑、地下车库;供暖面积热指标：根据建筑功能、建筑物所在地区从相关手册中选择最高建筑物高度：18m；热媒及参数：热水，设计供回水温度为：85℃/65℃。
用户预留压力3mHO。
2三、设计步骤及内容1、采暖热负荷计算热负荷计算采用指标法进行，对于普遍民用建筑采用面积指标法,对于大空间建筑采用体积指标法。
热指标查《供热工程》附录，将各单体建筑的热负荷计算结果列表于计算书中.2、确定热源（换热站)的位置需考虑的因素（1）尽量靠近主要负荷及负荷密度较大处。
(2）应考虑整个管网的水力平衡性。
（3）热源若为锅炉房，还应考虑小区内环境卫生及美观、交通运输、主导风向,且宜位于区域地势较低处。
3、管网的布置(1)管道尽量平行于道路和建筑物。
（2）尽量将管道设在人行道及绿化地带下，且少穿道路。
（3）管网形式采用直埋敷设或地沟敷设。
(4）管网敷设应力求线路短直。
（5）热力管线与建筑物、构筑物及其他管线的最小间距应符合规范的规定。
（6)将管线布置草图绘于计算书中。
4、确定定压方式定压方式有：（1）膨胀水箱定压。
（2）补给水泵定压。
（3）气压罐定压。
（4）变频水泵补水定压。
尽可能选用先进的定压方式。
5、水力计算根据热负荷，对各热网管路进行水力计算,比摩阻取40-80Pa/m，给水管网按经济流速计算管径，排水及雨水按重力流计算管径，计算结果分别列入相应水力计算表中，并附加局部阻力。
6、绘制水压图（草图）根据热网水力计算结果在说明书中绘制热网水压图（草图）7、循环水泵及定压系统计算（1）循环水泵的选择①根据流量，阻力损失选择循环水泵。
集中供热系统优化设计
集中供热系统优化设计现代社会的高速发展使得城市化进程不断加快，城市规模也在不断扩大，其中最为重要的是城市的建筑。
建筑是城市的重要组成部分，而建筑对于人们的生活和劳动有着至关重要的作用。
而在城市建筑的过程中，一个重要的问题就是如何为城市提供遮风避雨的温暖居所。
而为了提供温暖的住所，供热系统成为了一个有着至关重要作用的系统。
然而，在供热系统建设的过程中，必须面对很多挑战，而其中最为关键的是系统的优化设计。
首先，供热系统优化设计需要从系统的总体策划出发，进行全面且细致的规划。
在规划的过程中，需要考虑供热系统的总体需求，包括建筑的总体面积、使用者密度、各种功能的需求等等。
同时还需要考虑到建筑的使用年限，在不同的使用年限下，建筑对供热系统的需求也会有所不同。
只有全面考虑，才能够确保供热系统的优化设计符合建筑的实际需求，而且可以满足建筑的长期使用和发展。
其次，在供热系统的优化设计中，需要注重系统的稳定性和可靠性。
在供热系统的设计中，一定要格外关注系统的运行稳定性和可靠性，因为这两者是保证供热系统正常运行的关键。
如果系统出现了一些漏洞或者问题，不仅会影响到供暖效果，还会影响到系统的寿命。
为了保证系统的稳定和可靠，可以采取一系列的措施，比如安装监控系统、引入定期维护系统等等。
第三，在供热系统优化设计中，重要的一点是节能和环保。
在设计过程中，需要尽可能的利用各种节能和环保的措施，来降低系统的能耗和对环境的影响。
为了达到这个目的，可以采用各种技术手段，比如使用高效节能的锅炉，安装智能控制系统等等。
最后，在供热系统的优化设计中，合理的经济评估也显得尤为重要。
在供热系统建设过程中，经济效益是非常重要的。
而在实际建设中也需要合理的考虑供热系统经济效益的评估，要做到尽量降低成本，同时保证最佳的供热效果。
为了达到这个目的，可以采用各种经济、技术和管理措施，来确保整个供热系统的经济效益最大化。
综上所述，供热系统的优化设计是建筑的重要组成部分，是保障人们生活的重要条件。
天然气回收装置换热网络优化设计
天然气回收装置换热网络优化设计黄明忠;潘多涛;张学军;袁德成【摘要】对某天然气回收装置换热网络的节能潜力进行了研究,应用夹点分析法找出了原换热网络不合理的环节及原因,并据此对该装置的换热网络进行优化设计,形成翻新设计方案.该翻新设计改进了换热网络中不合理的环节,使装置换热网络的加热公用工程和冷却公用工程分别节省37.7％和27.4％的电能.优化改进后的换热网络提高了过程能量回收能力,每年可节省电能37.6万kWh,达到了降低过程能耗的目的.%The energy saving potentiality of the exchanger network of certain natural gas recovery plant is studied, by using pinch analysis method, the unreasonable aspects and causes of existing exchanger network are found out, and the optimized design of the network is carried out, thus the retrofit design is obtained. This design improves the unreasonable aspects of the heat exchanger network, and saves energy 37.7% and 27. 4% respectively for the heating common engineering and cooling common engineering in heat exchanger network of the plant. The optimized and improved network enhances the recovery capability for process energy, saves energy 376 000 kWh every year, and reaches the purpose of reducing process energy consumption.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2012(033)012【总页数】5页(P58-61,66)【关键词】天然气;换热网络;翻新设计;夹点分析;优化;节能【作者】黄明忠;潘多涛;张学军;袁德成【作者单位】沈阳化工大学信息工程学院,辽宁沈阳110142;沈阳化工大学信息工程学院,辽宁沈阳110142;辽河油田油气集输公司,辽宁盘锦124010;沈阳化工大学信息工程学院,辽宁沈阳110142【正文语种】中文【中图分类】TE080 引言流程工业一般分为反应转换、分离提纯、换热网络和公用设施等4大类单元操作，其中换热网络用于提高能源利用率。
工程热力学热力循环中热交换网络的优化设计
工程热力学热力循环中热交换网络的优化设计优化设计热交换网络在工程热力学热力循环中的作用在工程热力学热力循环中，优化设计热交换网络起着至关重要的作用。
热交换网络是将燃料能转化为电力或其他形式的能量的过程中不可或缺的一环。
通过优化设计热交换网络，我们能够提高热效率、减少能源消耗，实现可持续发展。
本文将讨论工程热力学热力循环中热交换网络的优化设计。
一、热交换网络的基本原理热交换网络是将热力系统中的热能传递给其他介质的系统。
其基本原理是利用热传导的方式，将高温热能转移到低温介质中，实现能量的转化。
热交换网络通常由热源、热交换器和热负荷组成。
二、热交换网络的优化设计目标在优化设计热交换网络时，我们追求以下目标：1. 提高能量转移效率：通过优化设计热交换器的结构和材料，使得能量传递更加高效，减少能量损失。
2. 减少能源消耗：通过合理布局热交换网络，减少能源在传递过程中的损失，降低能源消耗。
3. 实现稳定运行：优化设计热交换网络，使得系统能够稳定运行，减少故障发生的概率，提高系统的可靠性。
4. 节约成本：通过热交换网络的优化设计，降低系统建设和运行的成本，提高投资回报率。
三、热交换网络的优化设计方法在热交换网络的优化设计中，有多种方法可以应用。
其中，以下为几种常见的方法：1. 热负荷匹配法：通过拟合和优化热负荷曲线，实现热交换网络与热负荷的匹配，提高能量转移效率。
2. 网络布局优化法：通过对热交换网络的结构和流体路径进行优化设计，使得能量传递更加顺畅，减少能源损失。
3. 管道直径优化法：确定管道直径的大小，使得换热器的体积最小化，减少建设和维护成本。
4. 系统热效率优化法：通过对热交换网络整体的优化设计，提高系统的热效率，减少能源消耗。
四、热交换网络的优化设计案例研究为了更好地理解热交换网络的优化设计，我们将介绍一个实际案例的研究。
某热电厂为了提高系统的热效率，决定对热交换网络进行优化设计。
通过对系统进行模拟和分析，他们确定了最佳的热交换器布局和管道直径。
大型化工换热网络优化分析_图文(精)
YY原油
406.7054.062.56243.0343.24B T Y拔头油480.13242.0332.40315.2459.04R HS1软化水20.5640.0 2.9690.0 6.67R HS2软化水13.2090.0
2.4514
3.5
21.83R HS3软化水7.6090.0 4.22179.239.66C1X
第21卷 第4期 石油化工高等学校学报Vol.21No.4 2008年12月J OU RNALOFPETROCH EMICALUNIV ERSITIESDec.2008
文章编号:1006-396X(200804-0078-06
大型化工换热网络优化分析
葛玉林1,2,沈胜强1,冀新生1,刘晓华1
(1.大连理工大学能源与动力学院,辽宁大连116024;2.锦州石油化工公司设计院,辽宁锦州121001
2实际化工换热网络的设计
利用夹点技术对某炼油厂常减压装置的换热网
络进行了分析,找出了原有设计的弊病,并在此基础上对装置的换热网络进行优化设计,并用PRO -II进行模拟计算,提出了能量回收量最大的换热网络。讨论了带有分支的热负荷回路断开的问题,提出了改进的方法,并用此改进的方法对初始网络进行调优,得出总费用为最小的最优设计方案。2.1最初设计的换热网络的用能诊断 某炼油厂常减压蒸馏装置最初设计的换热网络流程见图2,按最初设计的换热网络提取的冷、热换热流体的各参数见表1。
摘 要:利用夹点技术对一个复杂化工换热网络进行了用能诊断,并结合流程模拟技术新设计出一个能量回收量最大的换热网络。在用断开热负荷回路的方法对所得到的新换热网络进行调优时,发现一些热负荷回路出现了与以往夹点技术论述中所没有提及的新特点。用常规的方法对这些特殊的热负荷回路进行断开已不太适应,对此提出了解决的办法,并借助流程模拟技术对此方法进行检验。结果表明,通过调整有关参数消除了新网络在实际运行中可能出现的问题。因此,采用流程模拟技术,可使夹点技术更好地应用于实际的换热网络设计中。
空调冷源系统及热回收系统的优化设计论文[共5篇]
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空调冷源系统及热回收系统的优化设计论文[共5篇]第一篇：空调冷源系统及热回收系统的优化设计论文1空调系统设计1.1冷热源设计该工程空调计算冷负荷为1058kW，计算热负荷为423kW。
由于该项目的功能特性决定了其空调设备同时开启的情况极少，故在冷热源装机容量的选择上取同时使用系数为较小值，制冷时的同时使用系数约为0.8，制热时约为0.6。
由此，该工程选用了2台60冷吨(211kW)的螺杆式水冷冷水机组(其中有1台为热回收型机组)、1台120冷吨(422kW)热回收型螺杆式水冷冷水机组作为冷源，集中放置于地下一层空调主机房。
热源选用2台额定制热量为130kW模块式风冷热泵机组作为热源，同时该风冷热泵机组可兼作过渡季节或夜间的极低负荷以及高峰负荷时的冷源。
冷源系统的冷却塔及风冷模块式热泵机组放置于二层露天平台处，水泵则统一置于地下一层主机房内，方便集中统一管理。
如图1所示为空调冷热源系统流程图。
1.2空调水系统设计结合本工程业主方的要求及整体管理水平，该空调水系统以方便有效的管理为原则，以合理的节能运行为目的进行设计。
空调水系统采用分区两管制，按照建筑功能，分为客房区域、餐饮区域及办公会议区域。
各区供冷/供热转换在主机房内分集水缸的各环路总管上设手动蝶阀实现手动切换。
空调冷却水、冷冻水、供暖热水系统均为水泵与主机一对一的一次泵定流量系统。
冷冻水/冷却水/供暖水系统均采用二管制异程式系统。
冷冻水供回水温度为7℃/12℃;冷却水供回水温度为32℃/37℃;供热系统供回水温度为45℃/40℃。
1.3热回收系统设计为了降低能耗，酒店建筑一般需要设计空调热回收系统，利用回收其冷水机组的冷凝热来获得免费的生活热水，而广东地区明确规定采用集中空调系统的大面积酒店建筑应当配套设计和建设空调废热回收利用装置。
本工程空调热回收系统分别由1台制冷量为60ＲT(211kW)的热回收型螺杆式冷水机组和1台制冷量为120ＲT(422kW)的热回收型螺杆式冷水机组、2台热回收循环水泵以及2个梯级蓄热水罐组成。
换热网络设计及热泵节能技术应用说明书
目录换热网络设计及热泵节能技术应用说明书 (2)一、概述 (2)二、工艺流股提取 (3)三、确定能量目标 (3)四、换热网络设计 (5)五、热泵精馏分析 (9)六、总结 (11)换热网络设计及热泵节能技术应用说明书一、概述本项目上石化利用C4抽余馏分制备甲基丙烯酸甲酯（MMA）的分厂，运行操作成本是一个重要评价参数。
原料的预热、冷却、精馏等都是非常耗能的过程，会消耗大量的公用工程。
本项目采用C4抽余馏分提纯异丁烯两步直接氧化法合成MMA工艺。
该工艺由异丁烯提纯、MAL合成、MMA合成、MMA提纯四个工段组成。
流程中冷热物流均比较多，潜在的热量可供回收，通过对换热网络的设计和优化，可以尽可能地实现流程内部热量的集成和最大化利用，以减少公用工程的消耗，降低能耗。
为此，我们运用Aspen Energy Analyzer V8.4软件来进行换热网络的设计，并且寻找可能节能的措施，以最大限度的降低成本。
本项目需要的冷公用工程包括空冷、凝结水、冷却水和-25℃冷冻剂，热公用工程包括为125℃的低压蒸汽、175℃的中压蒸汽和280℃的热油和1000℃的加热炉，可由厂区热力站和冷冻站提供。
为了充分利用过程中的能量，本项目在异丁烯提纯工段中，对反应精馏塔T0101采用了热泵精馏技术对工艺流程进行了优化。
热泵可认为是热机的逆过程。
热机从高温位热源吸收热能，用于对外做功和传给低温位热源。
热泵需要提供外界功或者驱动能，用于将低温位热源的热能移取并提高其温位。
当塔顶与塔底的温差相差不大时，可考虑热泵精馏实现热集成。
热泵精馏充分利用了温差小、跨夹点传热的特点，通过改变精馏塔塔顶蒸汽温位使原本不能换热的流股有换热的可能，从而提高了可回收能量的比率，实现了较大程度的节能。
二、工艺流股提取表2-1 工艺过程物流信息表表2-2塔设备物流信息表三、确定能量目标将上述工艺流股信息输入到Aspen Energy Analyzer V8.4，在能量分析软件中，对最小传热温差进行经济评估，获得总费用～最小传热温差关系曲线如图3-1所示。
较大能量回用的换热网络设计综述
浙江大学 怦然心动 团队李盛巧、喻虹羽、王挺、王啸、蓝佳龙扬子石化年产55万吨对二甲苯项目较大能量回用的换热网络设计附录三目录一、换热网络设计概述..................................................... - 1 -二、工艺流股提取............................................................. - 2 -三、确定能量目标............................................................. - 3 -四、较大能量回用的换热网络设计 ................................. - 5 -五、分隔壁塔的节能效果分析 ......................................... - 8 -六、热泵精馏的节能效果分析 ....................................... - 10 -6.1 利用热泵精馏节约冷热公用工程....................... - 10 -6.2 利用热泵精馏改变组合曲线以增大能量回收 ... - 12 -七、总结 .......................................................................... - 13 -一、换热网络设计概述本项目为扬子石化设计一生产对二甲苯（PX）的分厂，运行成本是其中一个很重要的考核参数，其中很重要的一部分是公用工程的消耗。
通过换热网络的设计和优化，可以尽可能地实现对内部流股热量的集成和最大化利用，减少公用工程的消耗。
本项目采用甲苯甲醇烷基化制取对二甲苯工艺，该工艺由三苯分离工段、甲苯甲醇烷基化工段、甲苯歧化及烷基转移工段、异构化工段四个工段组成。
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• 经验规则2 应尽量选择热容量流率相近的冷、热流体进行 匹配换热，使得换热器在结构上相对合理，且在相同的热 负荷及相同的有效能损失下，其传热温差最大。
Cold Utilities:
We want to USE at the HIGHEST level and GENERATE at the LOWEST level.
(1) 蒸汽系统
4~12MPa 1~4MPa <1MPa
Furnace
Process
Heat Work 变配电系统
Pump
制冷系统
Fuel
Refrigeration Freezing Medium
Water-cooling tower
真空系统 ……
公用工程应用原则
Hot Utilities:
We want to USE at the LOWEST level and GENERATE at the HIGHEST level.
Yes
CPH<CPC for pinch
matches?
No
Stream data at pinch
Yes
NH<NC
No Split cold stream
Split hot stream
Place Matches
Summary
Below Pinch
Yes
CPH>CPC for pinch
matches?
Summary
夹点设计法的要点：
① 在夹点处，换热网络分隔开，热端和冷端分别处理。 ② 热端和冷端都先从夹点开始设计，遵循夹点匹配可行性规
则及经验规则。 ③ 离开夹点后，采用经验规则，但传热温差约束紧张时还应
遵循可行性规则
4 合理利用公用工程
Multiple Utilities
4.1 公用工程的种类
违背以上三条，就会增大公用工程负荷及相应的设 备投资
Summary
夹点处流股匹配换热的可行性规则：
• 规则1 对于夹点上方，热工艺物流(包括其分支物
流)的数目NH不大于冷工艺物流(包括其分支物流)
数目NC：
NH NC
• 对于夹点下方，热工艺物流（包括其分支物流）
数目NH不小于冷工艺物流（包括其分支物流）的
NH NC
H1 3
H2
1
H3
2
C4
C5
(a)
3 1
2
(b)
H1
1
H2
2
C3
C4 C5 H
（C）
(2) 夹点下方
分割热流股
夹点匹配可行性规则
夹点匹配可行性规则
可行性规则：
规则2 对于夹点下方，热工艺物流（包括其分支物流）数目 NH不小于冷工艺物流（包括其分支物流）的数目NC , 即：
NH NC
175 960
Hinterval=-1000 125
1960
Hinterval=-480 105
2440
Hinterval=1680 75
760
Hinterval=760 65
0
Hinterval=-120 35
120
T*pinch=65℃。热流股：Tpinch=70℃；冷流股：Tpinch=60℃
4 7
3
4
90
3
3
Split cold stream 3
CPH>CPC NH>NC
5
4
7
4
3
✓ Branch flow rates = degree of freedom in design
✓ Finding best choice = optimization problem
Summary
Above Pinch
We normally have a choice of many hot and cold utilities.
Boiler
Fuel
HP of steam
MP of Steam
LP of stream
Steam Work Turbine
Gas Work Turbine
供热系统 空压系统 燃气供应系统
数目NC ：
NH NC
Summary
规则2 夹点上方，每一夹点匹配中热物流的热容流率 CPH小于或等于冷物流的热容量流率CPC,即： CPH ≤ CPC 夹点下方，每一夹点匹配中热物流的热容流率 CPH或等于冷物流的热容量流率CPC,即： CPH ≥ CPC
Summary
物流间匹配换热的经验规则：
QH,min=960， QC,min=120
Result
CPH<CPC
40
80
20
36
CPH>CPC
40
36
1 180℃ 2 130℃
100℃
120℃
2000
CP
80℃
20
2400
800
H
90℃
1080
120
70℃
43℃ C 40℃ 40
60℃ 3
80
160
H
116℃
60℃
30℃ 4 36
2000
Pinch
Hot 1 180℃
80℃
Hot 2
3240 130℃
100℃ H 85℃
60℃
1200
49℃ C 40℃
360
Cold 3
120℃
Cold 4
30℃
3.2 流股分割
Stream Splitting
(1)ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ夹点上方
分割冷流股
夹点匹配可行性规则
夹点匹配可行性规则
可行性规则：
规则2 对于夹点上方，热工艺物流（包括其分支物流）的数 目NH不大于冷工艺物流（包括其分支物流）数目NC，即：
过程装备优化设计
Working Session
Heat Exchanger Network Design for Maximum Energy Recovery
T 180
160
140
QH,min=960
120
100 Qc,min=120
80
60
Tmin=10
40
Pinch
2000 4000 6000 8000 10000 H
No
Stream data at pinch
Yes
NH>NC
No Split hot stream
Split cold stream
Place Matches
Summary
夹点设计法基本原则(夹点匹配三原则)：
✓ 应该避免有热流量通过夹点 ✓ 夹点上方避免引入公用工程冷却物流 ✓ 夹点下方避免引入公用工程加热物流
H1
1
H2
C3
C4
C5
（d）
3 2 1
(e)
1
H1
2
H2
C
H3
C4 C5
（f）
Example
Pinch CP 5 1 100 4 2 100
CPH>CPC NH>NC
5
7
4
7
90
3
No feasible match!
Example
CPH>CPC NH>NC
5 4 CP Pinch 5 1 100 4 2 100