利用夹点技术优化设计换热网络

本文主要介绍了利用夹点技术设计换热网络的原则及需要注意的问题,并利用夹点技术对延安某炼油厂300万t/年常压蒸馏装置换热网络进行优化设计,使其物流能流合理地匹配,从而达到减少换热单元数目的目的。经过优化设计后,与原有的换热网络相比,换热网络的换热设备数目减少5个,使设备数目达到最优化,从而节省了设备的投资。     

基于夹点技术的航煤加氢换热网络优化

针对某航煤加氢装置现行换热网络夹点温差不合理导致能耗较大的现状,利用夹点技术对该装置换热网络进行分析、优化。在该装置实际工况下的夹点温差附近选取相应的夹点温差,计算出不同夹点温差对应换热网络的年总费用,得出年总费用最小的夹点温差,即最优夹点温差。在最优夹点温差的基础上生成新的换热网络,结果表明,节能效果显著。     

夹点理论及其在换热网络中的优化分析

本文主要介绍了利用夹点技术设计换热网络的原则及需要注意的问题,并利用夹点技术对乙烯生产原有换热网络进行夹点分析,研究换热网络利用的瓶颈,找出换热网络不合理的环节和原因。经优化改造后新增4台换热设备,新增设备及改装费用约2 900万元,但每年节约公用工程费用2 949万元,回收期为一年,故改造合理,节能明显。     

应用夹点技术优化多能流企业的能源利用

本文以能源的梯级利用为出发点,分析了整个企业能源优化的多个因素、并且考虑了不同季节的能源利用特点,针对某用能单位换热网络进行了夹点技术分析,确定较合理的夹点运行温度,进而得到全年的能源利用优化方案。通过对节能率计算的分析表明,优化后的方案能源利用率可提高10%～12%。对具有较多且较复杂能流的企业进行能源的合理利用,本文提供了一种理论分析方式。     

基于AspenTech的分馏塔用能优化及换热网络夹点分析

炼油工艺过程中,分馏系统的用能优化是换热网络能量优化的必然要求。以荆门石化3．5Mt／a常减压蒸馏装置为例,利用AspenP1us和AsDenEnergyAnalyzer软件,对常压塔以及换热网络的用能情况进行分析,提出能量优化利用思路：变工况条件下．首先优化分馏系统操作参数,再以此为条件,优化换热网络结构,才能实现整个网络的能量优化。利用AspenPIus软件的模型分析功能,确定了常压塔底汽提蒸汽、常压炉出口温度、中段回流以及侧线的最佳操作参数,为换热网络的夹点分析提供基础数据;在分馏塔操作优化基础上,对现有换热网络进行夹点分析,找出最优夹点温差,求得现有换热网络最高理论换热终温（317．7℃）,为进一步优化换热网络提出了目标;通过建立现有换热网络的网格图,找出跨夹点换热的换热器（总共有5台）,为换热网络的改进提供了方向。     

基于Matlab的夹点分析法研究换热网络

利用Excel软件,采用夹点技术对换热装置及换热网络用能进行诊断,并计算出系统存在的节能潜力。运用Matlab软件,编制出一个适用于任意多流股换热优化的.m函数文件。通过该程序,文件能够快速准确地计算出任意换热系统所需最小公用工程热物流和所需最小公用工程冷物流的流量,并得出当前系统的换热节能潜力,为新系统的设计和已有系统的改造优化提供快捷的计算及分析工具。     

基于最优夹点温差的换热网络优化设计

介绍了夹点技术基本原理及其在换热网络优化设计中的原则。利用ASPENPinch软件设计了一个有三股热股流、两股冷股流的换热网络，求得最优夹点温差是23．7℃，设计时取值23℃。夹点温差分别取10、23、30％进行换热网络初步优化设计，在相同换热器情况下，三者的总费用分别是44279、41931、42156美元／a。这证明采用最优夹点温差的换热网络经济性最好。     

基于VB与Matlab混合编程的换热网络综合夹点技术软件设计

基于VB和Matlab,对换热网络综合夹点技术的问题表格法进行混合编程。利用该程序能够直接求出换热系统所需的公用工程热物流和公用工程冷物流数值,并且绘制出组合曲线和总组合曲线。     

蚁群算法在换热网络优化中的应用

提出将蚁群算法应用于换热网络优化中,按照相等的能量份额将各股热流体分解成能量集合,热流体能量通过换热器在与冷流体换热的过程中得到分配,换热器单元面积得到相应地调整．能量分配过程中换热网络得到优化,从而使年综合费用减少的换热器面积不断积累,最终形成了一个最优的换热网络结构．通过具体算例验证了该方法的可行性和有效性,最终优化的结果证明该方法具有较强的全局搜索能力,能够应用于复杂换热网络的优化问题中．     

夹点分析在原油常减压蒸馏换热网络的应用

对常减压蒸馏过程的换热网络进行了夹点分析。得到了各热流体和冷流体在各自温度间隔的热负荷分布情况,绘制了组合曲线和总组合曲线。对于热流体,热端提供的热负荷较大,冷端提供的的热负荷较小,其中热物流减黏渣油(JNZY)对整个热负荷的贡献最大。对于冷流体,需要热负荷的冷流体主要是流体拔头油(BTY)和原油(YY),且集中在中低温度间隔内。组合曲线和总组合曲线说明换热网络热回收接近温差(ΔtHRAT)越小,回收的热量越大,需要的热公用工程和冷公用工程也越少,公用工程投资和冷热公用工程费用将减少,但是由于换热网络接近温差变小,整个换热网络的换热器面积将增大,从而增加了换热器投资,这表明在实际过程中要兼顾换热器等设备的投资成本。不同ΔtHRAT的换热网络,其夹点是变化的。     

基于压降二次分配的换热网络综合研究

在换热网络的综合过程中,依据单体换热设备的换热面积,进行压降约束的初步线性分配,根据单体换热设备的详细设计结果,按流体流动方向,对压降约束进行再次分配,并校核流股总压降是否在允许的范围内,给出了考虑压降分配前提下的换热器详细设计流程框图,算例结果表明,依此方法综合出的新的能量系统与现场能量系统相比节省换热面积30．87％,系统压降总和降低12．66％。     

Optimizing heat exchanger networks with genetic algorithms for designing each heat exchanger including condensers

This paper presents a procedure for the design of the components of a heat exchanger network (HEN). The procedure first uses pinch analysis to maximize heat recovery for a given minimum temperature difference. Using a genetic algorithm (GA), each exchanger of the network is designed in order to minimize its total annual cost. Eleven design variables related to the exchanger geometry are considered. For exchanger involving hot or cold utilities, mass flow rate of the utility fluid is also considered as a design variable. Partial or complete condensation of hot utility fluid (i.e., water vapor) is allowed. Purchase cost and operational cost are considered in the optimization of each exchanger. Combining every exchanger minimized cost with the cost of hot utility and cold utility gives the total cost of the HEN for a particular ΔT_min. The minimum temperature difference yielding the more economical heat exchanger network is chosen as the optimal solution. Two test cases are studied, for which we show the minimized total cost as a function of the minimum temperature difference. A comparison is also made between the optimal solution with the cost of utilities and without it.     

芳烃厂异构化装置换热网络的节能改造

采用夹点技术对某芳烃厂的异构化装置进行了分析,并提出换热网络集成改造方案。从分析中可 知,现行换热网络需要加热公用工程34.13MW,而取夹点温度为20℃,可得最小加热公用工程量为 11.87MW,可见,该装置换热网络存在着较大的节能潜力。提出了两个节能改造方案:一个完全按照夹 点技术的设计法则,为最大回收热量方案,但投资费用较高;另一个方案,保持原有网络结构不变,为最 小变动方案,可以回收20.78MW的热量,投资费用较低。两个方案的投资回收期均较短。     

换热器网络设计的优化研究

基于感知器模型本文提出一种换热器网络优化新算法,在遗传迭代过程中,依据目标函数的适应值,该算法不断调节感知器的权值,使感知器以随机方式搜索网络拓扑结构和运行参数。经过本文的计算表明：这一算法对于多维、多峰、非凸函数也具有很好的适应性,能够有效地克服传统方法（混合整数非线性优化）的不足之处。     

Investigation on the pinch point position in heat exchangers

The pinch point is important for analyzing heat transfer in thermodynamic cycles.With the aim to reveal the importance of determining the accurate pinch point,the research on the pinch point position is carried out by theoretical method.The results show that the pinch point position depends on the parameters of the heat transfer fluids and the major fluid properties.In most cases,the pinch point locates at the bubble point for the evaporator and the dew point for the condenser.However,the pinch point shifts to the supercooled liquid state in the near critical conditions for the evaporator.Similarly,it shifts to the superheated vapor state with the condensing temperature approaching the critical temperature for the condenser.It even can shift to the working fluid entrance of the evaporator or the supercritical heater when the heat source fluid temperature is very high compared with the absorbing heat temperature.A wrong position for the pinch point may generate serious mistake.In brief,the pinch point should be founded by the iterative method in all conditions rather than taking for granted.     

管翅式换热器遗传算法优化

管翅式换热器作为一种高效的换热设备,提升其换热效率和降低投资成本显得至关重要.通过单目标遗传算法(GA)和多目标非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对管翅式换热器进行优化设计,设置翅片高度、翅片间距、管长、横向管数和纵向管数5个自变量的合理设计范围,单目标优化选用换热器效率、压降熵产和最大收益3个目标函数,根据热力学第一...