水夹点技术在循环冷却水设计中的应用

运用水夹点技术,对循环冷却水系统进行优化.传统的循环冷却水系统采用平行换热网络设计.换热效率低,用水量大.采用连续换热网络,对传统循环冷却水系统进行优化设计后的用水网络.可取得较高的冷却塔进口水温和较小的用水量,从而达到节约用水、提高换热效率的目的.     

水级联法确定间歇用水过程的夹点及废水最小化

利用水级联分析法对间歇过程用水网络进行研究,确定过程的用水夹点及最小新鲜水用量和最小废水排放量,提出了间歇用水过程的全局夹点的概念,考虑了用水过程的流率限制,在水级联表格中用流率替代了传统水级联分析法中的传质量,识别过程中每个时间段的局部夹点及公用工程目标,通过全局夹点和局部夹点的比较,指出过程的用水瓶颈,设置储罐打破瓶颈,使用水网络公用工程目标最小化。通过实例对水级联分析法进行了详细的阐述,计算结果与文献一致,表明该方法是一种易于理解、直观且简便有效的确定间歇过程用水网络的夹点及最小公用工程的方法。     

煤化工企业循环冷却水网络系统集成的探讨

通过水夹点技术对典型的煤化工生产流程中的循环冷却水网络进行计算和优化设计,煤化工企业采用该系统集成技术可取得一定的节水效果。     

再生循环水系统引入再生过程后夹点位置

引入再生循环的最优水系统可以最大限度地节约新鲜水的用量和减少废水的排放,是当前节水技术研究的重点。用水系统引入再生过程后,极限供水线会发生变化,从而水系统夹点个数以及位置都可能会发生变化。运用前人总结出的再生循环过程最佳供水线的构造方法,分析影响引入再生过程后夹点位置变化的因素,发现引入再生过程前后夹点位置的变化情况与以下因素有关：极限复合曲线上的凹点位置以及凹向极限供水线的程度和最高浓度用水单元水流率与新鲜水流率的关系,并分析得出夹点位置的变化规律,从而为用水网络的分析和设计提供理论性的指导。     

再生循环水系统引入再生过程后夹点位置

引入再生循环的最优水系统可以最大限度地节约新鲜水的用量和减少废水的排放,是当前节水技术研究的重点。用水系统引入再生过程后,极限供水线会发生变化,从而水系统夹点个数以及位置都可能会发生变化。运用前人总结出的再生循环过程最佳供水线的构造方法,分析影响引入再生过程后夹点位置变化的因素,发现引入再生过程前后夹点位置的变化情况与以下因素有关:极限复合曲线上的凹点位置以及凹向极限供水线的程度和最高浓度用水单元水流率与新鲜水流率的关系,并分析得出夹点位置的变化规律,从而为用水网络的分析和设计提供理论性的指导。     

水夹点分析与数学规划法相结合的用水网络优化设计

提出了水夹点分析和数学规划法相结合的用水网络最优设计法。水夹点分析基于对过程用水的理解,获得新鲜水用量目标并给出用水网络设计的基本规则。在此基础上建立过程使用新鲜水、排放废水和回用的各种可能匹配方案的用水网络超结构及其MINLP模型。既避免了用水夹点综合设计用水网络得不到真正意义上的最优解,又在一定程度上防止超结构规模过大,MINLP维数太高,求解困难。采用通用代数建模系统GAMS得到用水网络最优设计方案。文献中的应用实例表明,本文所提方法可充分发挥水夹点分析确定新鲜水用量或回用结构的简洁实用性和超结构MINLP寻求最佳方案的优点。     

应用夹点技术确定再生水用量

工业节水及废水减排已成为过程工业持续发展的前提之一。运用目标导向的夹点分析技术对过程用水网络系统进行系统地分析,可确定过程用水、再生水用量和废水排放量的最小目标。以固定再生出口浓度为基准,提出基于累积流量-累积污染质量负荷组合曲线图的夹点分析方法来确定用水网络的最小再生水流量,并给出了详细计算步骤和案例验证。     

碳酸钙生产企业用水分类循环利用

在对碳酸钙生产企业用水和废水排放进行分析的基础上,根据水分类循环和梯级利用的策略,将用水分为冷却水循环系统、除尘水循环系统和工艺水循环系统。冷却水循环系统包括压缩机、制冷机组或工艺介质降温用水;除尘水循环系统主要包括窑气水洗除尘净化处理及其循环利用;工艺水循环系统包括稠厚器的上清液、过滤机滤出液和干燥器排潮冷凝水的收集和循环利用。对用水进行分类平衡计算表明,若实施本文提出的3个水循环分类系统,对一次水的用量将大大减少,不仅节约水资源,而且将减少对环境的污染。     

纳尔科水处理技术在燕化公司的应用

在石化企业的用水构成中,循环冷却水系统补充水所占的比例相当大,随着水资源紧张状况的加剧,追求循环冷却水系统高浓缩倍数运行,势成必然.根据对现场试用新型水处理配方的全程跟踪,得到大量数据,通过对试验数据的分析,判断水处理配方的适用性及经济价值,并就该水处理配方的特点以及在线自动监测设备的应用性能进行了初步探讨.     

利用水量关系分析优化循环冷却水系统管理

为了解决循环冷却水系统存在的问题,可以通过对蒸发水量计算式E1=M(1-1/K),与蒸发损失水量经典计算公式E0=0.0017439 RΔt之间的对比分析:E1≈E0时,循环水系统合理;对E1E0二种不同情况来发现该循环水系统存在装置或管网的泄漏、装置用水点其它水种串入等问题。结合循环冷却水系统的实际管理工作,优化循环冷却水系统的管理,提出解决系统存在问题的新思路。     

电厂CO2捕集工艺夹点分析与过程集成节能

电厂一乙醇胺（MEA）法烟气CO2捕集（CCS）工艺换热网络能量流密集,固有能耗高,对该工艺进行过程集成节能研究,具有重要意义。对CO2捕集工艺换热网络的夹点分析说明该换热网络存在跨越夹点的热量传递。冷热物流的总复合曲线特征说明了CO2捕集工艺固有能耗高的特性。对换热网络进行调优并提出了节能技术方案：（1）在夹点之上利用MEA贫液的部分高温位热量加热预吸附塔再生气;(2)采用MEA再生塔产生的湿CO2混合物作为驱动热源,跨越夹点设置一台氨吸收式制冷机以替代CO2液化所需部分制冷量。基于过程集成节能提出的换热集成节能措施可有效降低CO2捕集工艺固有能耗,使蒸汽耗量降低21%,冷却水耗量降低17.2%,CO2液化所需低温冷却公用工程降低43.4%。     

A rigorous targeting algorithm for resource allocation networks

Techniques of process integration can be applied to conserve resources such as energy, freshwater, cooling water, hydrogen, solvent, etc. Process integration methodologies are broadly classified into two categories: methodologies based on the mathematical optimization techniques and methodologies based on the conceptual approaches of pinch analysis. In this paper, a mathematically rigorous methodology is proposed to minimize the requirement of a natural resource in a chemical process industry. The proposed methodology combines the simplicity of the pinch analysis with the mathematical rigor of mathematical optimization techniques. Conservation of resource in a chemical process industry is posed as a network flow optimization problem and a simple algebraic methodology is proposed to solve the optimization problem. The proposed algebraic methodology is mathematically proved in this paper. The proposed algorithm is numerically faster than the general mathematical optimization methods used for solving optimal resource allocation problems.     

我国海水利用工程取水构筑物型式研究

为了明晰不同海水利用工程中经济适用的海水取水构筑物型式,简化海水取水构筑物的选型过程,分类统计了现有海水冷却工程和海水淡化工程的取水流量及所采用的取水构筑物型式,并对取水流量、取水水温、水面波动和水文地质对取水构筑物选型的影响进行了分析。结果表明,取水流量是决定海水取水构筑物选型的最重要因素。在取水流量范围依次减小的情况下,滨海核电厂海水直流冷却工程海水取水构筑物主要以引水明渠、引水隧洞或明渠与隧洞的组合为主;滨海火电厂海水直流冷却工程海水取水构筑物主要以引水箱涵为主,明渠和隧洞也有少数采用;滨海火电厂海水循环冷却工程可以选用的取水构筑物型式多样,如引水箱涵、引水隧洞、潮汐式取水构筑物、岸边式取水泵房、与直流冷却取水构筑物合用等;海水淡化工程一般情况下宜与海水冷却工程共用海水取水构筑物,或采用沙滩井、大口井及潜水泵直接取水等。     

Pinch Location of the Hydrogen Network with Purification Reuse

In the hydrogen network with the minimum hydrogen utility flow rate, the pinch appears at the point with zero hydrogen surplus, while the hydrogen surpluses of all the other points are positive. In the hydrogen purity profiles, the pinch can only lie at the sink-tie-line intersecting the source purity profile. According to the alternative distribution of the negative and positive regions, the effect of the purification to the hydrogen surplus is analyzed. The results show that when the purification is applied, the pinch point will appear neither above the purification feed nor between the initial pinch point and the purification feed, no matter the purification feed lies above or below the initial pinch point. This is validated by two case studies.     

基于杂质赤字的再生回用水网络集成图示法

将氢网络中基于剩余率的集成优化法扩展至水网络，以杂质浓度为基础进行分析，提出了基于杂质赤字的再生回用水网络图像集成优化方法。该方法无需图像试差和迭代，通过构建浓度-流量图和杂质赤字图，可确定未考虑再生回用的水网络夹点位置及最小新鲜水用量。并在此基础上，考虑再生装置和水网络的优化以及二者的集成，分析水网络的新鲜水节省量与杂质脱除率、再生水源流量及再生废水浓度的定量关系；构建定量关系图确定最小新鲜水用量随各参数的变化关系、夹点位置、最大新鲜水节省量以及一定再生条件下的极限及最优提纯参数。案例分析表明，该方法简单、高效，对于各工况下的水网络，均可使新鲜水消耗量及废水排放量减小，为工艺设计和操作提供重要的参考。     

氢气网络系统的夹点分析与匹配优化

针对炼化企业的氢气分配网络系统,以最小公用工程氢气用量为目标,综合考虑氢气流量、氢气纯度、有害杂质和压力限制等因素,采用氢夹点方法进行分析,提出了匹配原则对氢气网络系统进行优化.通过实例进行了优化分析与计算.研究表明:氢夹点法是氢气网络优化分析的有效方法,所提出的匹配原则可以实现氢气网络的优化.     

环氧丙烷装置换热网络的分析与优化

利用夹点技术对某环氧丙烷装置换热网络进行了分析,并提出优化改造方案。基于MATLAB的操作型夹点分析表明,现行换热网络夹点温差偏大(34℃)。优选夹点温差为20℃,可得最小加热和冷却公用工程量分别为1 981 kW和9 132 kW,而现行换热网络中加热和冷却公用工程量分别为3 049 kW和10 201 kW,存在较大节能潜力。进一步分析表明,现行换热网络存在违背夹点设计原则的现象,导致用能不合理。考虑换热网络变动的复杂程度和经济性,提出了一种简便的优化改造方案,可减少冷热公用工程量各300.5 kW。     

具有不同操作工况的装置的热集成

针对具有不同操作工况的连续过程,为了使装置在任一工况下均能达到最大节能潜力,基于夹点技术,根据各工况所对应的夹点位置,扩展了夹点设计原则,提出了一个具有不同操作工况的装置的热集成方法,该方法可以使装置中固定不变部分换热网络结构相同,并且在不同工况下装置的换热网络始终是最大能量回收网络.     

Experimental study on nozzle’s characteristics in secondary cooling zone of slab continuous casting

连铸钢坯的质量直接受到二次冷却的影响,二冷段喷嘴的冷却效果受喷嘴的种类、喷水压力、水流密度等因素的影响。本文设计了测试连铸二冷喷嘴性能的实验方案。实验测定了不同喷水条件下喷嘴的压力和水流量的关系、喷水密度的分布、不同喷嘴对喷水效果的影响,分析了不同喷嘴的性能曲线,实验结果为合理布置二冷段喷嘴、优化二冷制度提供一定的依据。