化工过程热集成

CT = CEB+CN / R
最优夹点确定
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3. 换热网络优化设计
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（1）夹点技术设计准则
夹点之上 NH ≤ NC 物流数目： 物流数目： 夹点之下 夹点之下 NH ≥ NC 夹点之上 CP ≤ CP H C 热容流率： 热容流率： 夹点之下 夹点之下 CP ≥ CP H C
ExampleExample-1
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Example-1
Fra Baidu bibliotek
Aspen Energy Analyzer 简 介
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Structure 基本术语
1. 管理员（Manager） 管理员（Manager） 2. 项目（Project）——方案（Scenario）和设计（Design） 方案（ 项目（Project）——方案 Scenario）和设计（Design） 3. 案例（Case）—— 只有一个设计 案例（Case） 4. 改造模式（Retrofit Mode） Mode） 改造模式（ 5. 案例/文档（Case/File） —— *.hcd 案例/文档（Case/File） 6. 事例（Session） 事例（Session）
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为达到最小加热和冷却公用工程量 —— Energy Target
① 夹点之上不应设置任何公用工程冷却器 ② 夹点之下不应设置任何公用工程冷却器 ③ 不应有跨越夹点的传热
2. 换热网络设计目标
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1. 能量目标——最小公用工程量 ——最小公用工程量 2. 换热单元数目目标 3. 换热网络面积目标 4. 经济目标
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∆H = M p T C∆
∆T
∆T
∆ H ∆ H
Composite Curve
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Composite Curve
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Pinch Point
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夹点的意义
夹点方法的设计原则
Q 得到Energy Target： 得到Energy Target： H,min = 7.5MW;QC,min =10.0MW
习题习题-1
习题习题-2
要求：对现有换热网络改造综合 要求： 考虑： 考虑：
• 现行的换热网络是否合理？ 现行的换热网络是否合理？ • 若不合理，那些用能不合理？ 若不合理，那些用能不合理？ • 系统有多大的节能潜力？ 系统有多大的节能潜力？ • 应如何进行节能改造？ 应如何进行节能改造？
习题习题-3
将附件中的甲醇合成分离系统的Aspen 将附件中的甲醇合成分离系统的Aspen Plus过程模拟结果 Plus过程模拟结果（ 3column.bkp ）导入 过程模拟结果（ HI Project进行能量分析和换热网络优化 Project进行能量分析和换热网络优化 设计。 设计。
换热单元数目标
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Um = N −L−S = N −1 in
U — 换热单元数，包括换热器、加热器和冷却 换热单元数，包括换热器、 器
N — 流股数，包括工艺物流和公用工程流股 流股数， L — 独立的热负荷回路数 S — 可能分离成不相关子系统的数目
换热网络面积目标
化工过程热集成
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Heat Integration by Aspen Energy Analyzer
1. Pinch Technology
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1. 温-焓图和组合曲线 2. 夹点的形成 3. 夹点的意义和设计原则
Example-1
温-焓图（T-H） 焓图（ ）
Aspen Energy Analyzer 使用基本步骤(1) 使用基本步骤(1)
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1. 启动 User Interface 2. 设置 Unit Preferences 3. 新建一个 HI Case/HI Project 4. 选择计算时的模型（Options） 选择计算时的模型（Options） 5. 输入 Process Stream 信息 6. 生成Composite Curve， 生成Composite Curve，
Vertical Matching (Bath Formula)
qj 1 ∑A = ∑ ∑ i T i i ∆ lm j hj
经济目标
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能量费用，设备投资费用和 能量费用，设备投资费用和总年度费用
CN =Um [a+b(∑A/Um ) ] in in
c
CE = CHQ +CCQ H C