夹点技术理论及其求解方法讨论

换热网络优化目前主要有3种方法:试探法、夹点技术、数学规划法.在实际应用中,夹点技术十分有效,经济效益显著.文中给出了夹点技术中几个关键问题的求解方法以及如何准确快捷地找出换热网络中的夹点.应用这些方法可以有效地进行换热网络的最优设计,做到最大限度地利用能量.在分析夹点技术的基础理论和热力学原理的基础上,提出了夹点技术的理论局限性、相关原因及克服办法.     

夹点技术在延迟焦化换热网络中的应用

某石化企业处理量为1.20 Mt/a的延迟焦化装置存在较大的节能潜力,应用夹点技术对其能量利用进行分析与优化。首先确定换热网络夹点位置和能量目标,消除违背夹点规则的换热,然后对优化后换热网络的热负荷回路进一步优化,提高原料渣油进炉温度,并得到最终换热网络。研究结果表明,改造后的换热网络取得了显著的经济效益,年节省能耗11.89×104 GJ,改造总投资77.82万元,年增经济效益457.70万元,投资回收期为2个月。夹点技术对延迟焦化装置的节能降耗、经济效益的提高有着十分重要的理论和现实意义。     

天然气半贫液脱碳工艺换热网络优化

针对某装置天然气半贫液脱碳工艺中能量浪费的现状,利用模拟软件,对换热器及换热网络进行了分析,发现该工艺中的换热器传热有效度和火用效率均处于较低水平,且换热网络存在跨越夹点传热、公用工程设置不合理等问题.基于夹点分析的换热网络设计准则,对天然气半贫液脱碳单元换热网络进行了优化设计,优化后换热网络可节约热公用工程12855...     

换热网络节能潜力分析评价

换热网络是工艺装置中重要的能量回收子系统,优化换热网络能够有效提高能量回收利用效率。在优化改造之前,分析换热网络的节能潜力,指出节能量,评价节能难度,对指导换热网络的优化改造显得十分必要。基于夹点技术,本研究通过分析实际热公用工程用量和最小 热公用工程用量之间的相互关系,将实际热公用工程与最小热公用工程的差值作为换热网络优化改造的节能量,探讨提出将换热网络节能量与夹点区间热物流热量的比值作为节能潜力指标,用于评价换热网络改造的节能难度,并研究该指标在不同工艺装置热集成上的应用。以延迟焦化装置和喷气燃料加氢装置为案例,对其进行换热网络热集成改造,改造后增加热量回收4 537 kW,节能效果显著。     

二甲苯装置换热网络夹点分析与优化

针对目前二甲苯装置换热网络节点能源消耗量大的问题,开展二甲苯装置换热网络夹点分析与优化研究.通过对二甲苯装置换热网络数据提取、换热网络操作型夹点进行分析,并通过换热网络夹点温差提取,提出换热网络具体改造方案,以期为减少冷却和加热公用工程量提供指导意见.     

基于加减原理的原油蒸馏装置换热网络优化策略

根据原油蒸馏装置的冷、热物流特点,借助夹点技术将换热网络冷、热物流划分为夹点上方热物流、夹点上方冷物流、夹点下方热物流和夹点下方冷物流等四个部分,分析换热网络冷物流股数少于热物流股数以及夹点上方热物流热量不足而夹点下方热物流热量过剩的瓶颈,探讨基于加减原理的换热网络优化策略。案例研究结果表明,对国内某5 Mt/a原油蒸馏装置换热网络进行优化改造,原油换热终温提高了33 ℃,装置综合能耗下降了26 MJ/t,节能效果显著。     

基于夹点技术的汽油加氢装置换热网络节能研究

针对某石化企业70×104 t/a汽油加氢装置,采用夹点技术对汽油加氢装置的换热网络进行分析与节能优化,实现装置内高品质热源的梯级利用,消除了违背夹点规则的不合理传热现象.以最小传热温差18℃确定换热网络能量目标,该装置现最小传热温差为50℃,现热公用工程能耗3.48×107 kJ/h,冷公用工程能耗5.24×107 ...     

芳烃歧化装置换热网络的用能诊断与优化

利用夹点技术对某芳烃歧化装置换热网络进行了分析,并提出优化改造方案.采用操作型夹点分析法表明,现行换热网络夹点温差偏大(73.6 ℃).优选夹点温差为15 ℃,可得最小冷却和加热用能分别为54.096 MW和59.146 MW,而现行换热网络中冷却和加热用能分别为73.970 MW和79.020 MW,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,提出了两种优化改造方案,可明显的减少公用工程的使用量.     

柴油改质装置能耗分析及优化

利用夹点技术对柴油改质装置的换热网络冷热物流的特点进行了分析,并用Aspen Energy Analyzer V 8.4软件绘制装置的换热网络曲线对装置换热网络存在问题进行分析和优化。结果表明:该装置的换热网络夹点温度为221.5 ℃,换热网络的夹点位于热物流253.5 ℃、冷物流189.5 ℃处;最小传热温差为64.0 ℃,最小热公用工程为22.36 MW,最小冷公用工程为27.67 MW。通过对原料油进料、精制柴油换热流程优化后,可分别节约热、冷公用工程5.53,1.64 MW,节能效率分别为24.70%,5.93%。     

换热网络操作夹点优化控制设计方案

换热网络的夹点法设计是针对某一特定的工艺条件而进行的,投入运行以后,当流量或温度波动时,换热网络的操作夹点就不同于优化设计值,最小温差也不再是设计时根据设备费用和操作费用优化得到的最小温差.利用空间离散化的动态模型,对某炼油厂常减压蒸馏装置的换热网络进行操作分析,并提出了操作夹点优化控制设计方案,对换热网络进行动态优化...     

塔河一号联合站天然气处理装置参数优化研究

对换热网络的传统夹点设计法进行了改进。将换热网络组合曲线分成若干段单独处理,以温差均匀性因子作为评价指标设计各段网络结构,将各段设计的结构及远离夹点处的匹配组成完整的换热网络初始结构,采用牛顿法优化初始结构的换热器单元,以达到调优的目的,最终获得具有最优年综合费用的换热网络结构。通过具体算例表明,依据温差均匀性原则设计的换热网络具有较好的换热性能,且最终的年综合费用优于其他文献报导的数据,验证了该方法的有效性。     

工业规模换热网络的计算机自动合成─—双最小换热温差法

分析了采用双最小换热温差合成换热网络的原理。此原理允许能量穿越伪Ｐｉｎｃｈ点进行冷热流股匹配而不会招致外供能量的增加，因而可以把网络作为一个整体进行合成，从而可减少换热单元个数和避免不必要的分流，使得合成后的网络更加简洁和年操作费用下降。在此基础上，本文提出了一种设计价格最优换热网络的计算机自动合成方法，能对工业规模的换热网络进行自动合成。     

用夹点技术对丙烷脱氢制丙烯装置换热网络优化分析

丙烷脱氢制丙烯是一种较新的丙烯生产工艺,目前国内已有多套丙烷脱氢装置。为了有效地降低装置能耗,采用夹点技术对丙烷脱氢制丙烯工艺的换热网络进行了分析及流程优化。结合实际生产操作参数,建立了装置全流程模型,并从该模拟结果中提取参与换热的冷、热物流数据。利用夹点分析技术,找出原有换热网络存在的问题,并提出了节能优化方案,对优化方案进行模拟计算,证明方案的合理性及节能效益。     

加氢裂化装置的能量回收及利用

运用夹点技术对加氢裂化装置的换热网络进行优化,利用Aspen Energy Analyzer V 8.4软件模拟换热网络曲线对换热网络的特点进行分析,提出相应的优化方案,并利用Aspen Hysys模拟软件对优化方案进行模拟。结果表明：该换热网络的夹点温度为147.2℃,装置换热网络最小热公用工程用量为7.72 MW,最小冷公用工程用量为8.39 MW,节能潜力仍有6.67 MW;通过采用新增1台换热器E 1（利旧）,利用152℃的柴油给45.5℃的冷低分油换热的优化方案,可分别节约热、冷公用工程2.11,0.36 MW,热、冷公用工程节能效率分别为27.34%,4.29%。     

常减压蒸馏装置换热网络的节能优化

利用夹点技术理论对耗能严重的某炼油厂常减压蒸馏装置进行用能诊断分析;并结合热力学原理得到两种优化换热网络,节能效果显著。     

公用工程与工艺过程热集成的综合分析方法研究

在单过程能量集成夹点分析的基础上，进一步发展和完善了公用工程系统与过程系统热集成的夹点分析方法，通过构造全局组合曲线及公用工程总组合曲线，直观地反映出全局的用能状况及节能潜力和方向。在全局夹点分析原理的指导下，实现对工艺子系统的用能履行，使工艺子系统、热换网络 和公用工程子系统得到同时优化。与原有单过程夹点分析方法相比，工程应用实例充分表明了全局夹点分析方法的先进性和实用性。     

裂解汽油加氢装置的节能改造方案

采用Aspen Plus流程模拟软件对一种典型裂解汽油加氢装置工艺流程进行了模拟计算,并对换热网络进行了夹点分析,结合实际生产运行情况,对装置进行了用能分析。模拟结果表明,裂解汽油加氢装置存在换热网络跨夹点传热量大、二段加氢反应器进料加热炉热效率低、二段加氢反应器出料水冷却器有效能损失大、脱C5塔进料温度低造成塔的加热蒸汽消耗量大等问题。提出了包括二段加氢反应器进出料换热采用高效换热器、二段加氢反应器出料循环氢气采用热分离流程和优化换热网络等内容的改造方案;分析了改造方案的可行性,估算了改造的投资和收益情况,通过改造可显著降低裂解汽油加氢装置的能耗。     

基于夹点技术的催化裂化装置的低温余热回收网络优化研究

在中国炼厂是能耗最大的工业企业之一,因此当前低温余热回收是炼厂节能的重要途径之一。本文以某炼厂催化裂化装置存在的低温余热为例,通过采用夹点技术进行低温余热回收网络的优化设计为MED选择出最佳的驱动热源。通过分析,冷热物流中存在相变化物流,故为避免忽略的潜热,首先进行对相变化物流进行处理,即物流被分成液相和气相两股物流对待。通过计算最佳的ΔTmin是26℃,在此ΔTmin下换热网络的成本费用最下为1.098×106$。通过问题表格法进行进一步分析,在夹点处热、冷物流的温度分别为119和93℃;在119℃之上,最小公用工程加热负荷QH,min为440457.64 kW;在93℃,所需的最小公用工程冷却负荷QC,min为1965993.85 kW。最后,换热网络设计采用夹点之上的设计和夹点之下2步分别优化,并得到最终的综合换热网络。