基于夹点技术的加氢裂化装置换热网络节能改造

基于炼油厂加氢裂化装置现行换热网络,利用夹点技术对其进行分析改造,得到了较好的节能效果。首先以夹点温差为20℃,计算得出该装置换热网络的夹点温度为125℃,最小热公用工程量为10 449kW,最小冷公用工程量为49 193kW;针对换热网络不合理的情况提出节能改造方案,然后对提出的节能方案进行严格模拟,确定该方案可节省57.89%的热公用工程和27.76%的冷公用工程,投资回收期为1.2a。     

催化重整装置换热网络分析与优化

利用夹点技术,通过Aspen energy analyzer,对抚顺石化公司石油三厂催化重整装置中预加氢段和预分馏段的换热网络进行了能量分析,找出了用能瓶颈,并优化设计换热网络。优化后,预加氢和预分馏段的公用工程降低3 757kW,节能23.5%,达到了降低公用工程用量、增加经济效益的目的。     

海水冷却系统换热网络的夹点求解

针对目前国内海水直流冷却系统热能损失严重,存在海水冷却温排水和氯制杀生剂等环境影响问题,以某一采用海水冷却系统的合成氨生产装置为例,用夹点设计法对氨循环过程的换热网络进行用能诊断和优化.采用简洁、方便的电子表格建模法求解换热网络夹点,假定最小夹点温差为12℃,计算得出夹点位于子网络SN9与SN10之间,夹点在平均温度116℃处,换热网络所需的最小加热公用工程为19.91 MW、最小冷却公用工程为22.66 MW,与大型模拟软件的计算结果相近,验证了方法的可行性,并以此为依据,对该系统过程用能及工艺提出优化建议.     

用夹点法合成常减压蒸馏装置的换热网络

采用夹点法对某炼油厂常减压装置的换热网络进行了优化合成，与原换热网络相比，本换热网络的加热炉热负荷大约降低了１２．７％，换热面积增大了７．８％，冷公用工程均用于发生水蒸汽．     

运用夹点设计法对一实际换热网络的改造

随着能源价格的不断提升,化工企业的节能降耗成为紧迫必行的任务。通过在对一实际过程的换热网络结构分析的基础上提取热、冷工艺物流,在给定的最小传热温差（20℃）限制下运用夹点设计法合成具有最大热回收的新换热网络;采用断开热负荷回路、取消热负荷较小的换热器达到减少换热器个数、简化网络的目的;由于热负荷转移造成了某些换热器传热温差违反最小传热温差限制、甚至出现传热温差为负值（违反热力学第二定律）的情况,采用能量松弛法恢复这些换热器的传热温差至给定的最小传热温差。经过调优后换热器网络总换热设备个数与原实际网络的相同,但与原实际网络相比,热、冷公用工程均节省1220kW。     

氮肥厂变换工段能量分析

为了探讨进一步降低小氮肥厂能耗可能性,用夹点技术对氮肥厂变换工段换热网络进行分析.分析结果显示,该网络无夹点,其匹配基本上按照温度从高到低能级依次匹配,换热最小温差可以进一步提高.要想进一步降低变换工段所耗的公用工程用量,必须从改变工艺条件和换热网络两方面同时进行.通过改变工艺条件,对新流程下的换热网络进行分析,结果表明,改善后的工艺条件可以节约蒸汽量为120.1 kg/tNH3,节约蒸汽费用为4.8元/tNH3,所增加的换热器费用2.5月即可收回成本.     

夹点节能及其换热网络综合应用探讨

换热网络的优化设计一直是化工系统工程最活跃的研究领域。阐述了夹点技术工程设计的基本原理、工程要求与热力学分析方法，并对某常减压蒸馏装置换热网络进行优化设计，结果表明换热网络的热回收率得到显著提高，达到较好的节能效果。     

对芳烃抽提装置精馏系统的优化节能研究

采用流程模拟软件对海南油气公司芳烃抽提装置精馏单元进行了模拟和优化,模拟结果与实际生产工况吻合度较高,所得产品符合质量要求。采用热集成技术对苯塔、甲苯塔进行了优化,确立了最佳的工艺条件,可节约热公用工程585 kW,冷公用工程662 kW,全年节省122万元,具有较好的经济效益。     

石油二厂北蒸馏原油换热网络优化

利用夹点技术对抚顺石化公司石油二厂北蒸馏车间原油换热网络进行了节能分析及优化设计。该方法的特点是首先确立能量目标，为了满足这一能量 目标建立了夹点匹配的可 行性规则，然后结合一些经验规则进行综合分析及匹配，最后得到投资和能耗操作费用较优的换热网络。新的换热网络同原有的换热网络相比，一个主要优点是省去了原换热网络中 需要加热炉提供的部分热 量， 从而节省大量燃料油。不仅节省了９８ ．３６ ×１０５ ｋ Ｊ／ｈ 的加热负荷，还节省了相同数量的冷却负荷。避免了公用工程的双重浪费。换热器的数目由１６ 个减少为１２ 个。冷却器数目由９ 个减少为３ 个。剩余的热物流一部分作为网络中加热器的热负荷，其余部分全部用来发生低压蒸汽。     

利用水级联法确定用水网络的夹点及最小新鲜水和废水问题

利用水级联分析法对连续过程的用水进行分析,确定过程的用水夹点和最小新鲜水用量,并使过程产生的废水最小。水级联法是基于水夹点分析的一种新的水网络综合方法,利用水级联表格描述过程的水阱和水源,借鉴换热网络的问题表格算法来确定过程的用水夹点以及最小的新鲜水用量和废水产生量,克服了图解法的繁琐以及数学规划法的求解困难等问题。实例计算结果表明,水级联分析法易于理解,简便有效。     

平板微热管阵列相变蓄热装置蓄/放热性能

为提高相变蓄热装置的性能,基于平板热管技术设计了一套相变蓄热装置,将熔点58益的工业石蜡作为该蓄热装置的蓄热材料,对平板微热管阵列在蓄/放热过程的均温性能、蓄热装置内部石蜡温度变化以及蓄热装置的蓄/放热效率进行实验分析,同时对不同供/取热流体温度和流量的实验条件下蓄热装置蓄/放热特性进行研究.结果表明：平板微热管阵列在蓄/放热过程中性能稳定,蓄热装置蓄/放热效果良好;在供/取热流体流量为2.0 L/min,供热流体温度为80益,取热流体温度为20益的实验条件下,计算得到该蓄热装置平均蓄热功率、放热功率分别为662、764 W.     

无高差水平布管分离式热管性能实验研究

为了研究无高差水平布管分离式热管在空调冷量回收中的应用情况,对无高差水平布管分离式热管换热器在不同充液率和不同驱动温差的条件下其前后空气温度分布均匀性和热管换热器的节能效果进行了实验研究。研究结果表明,空调系统引入此分离式热管系统后可节能9％-26％,有一定节能效果;在不同充液率和不同驱动温差下空气温度分布都不均匀,温度在热管换热器不同高度的测量点差别较大;热管换热器前后空气平均温差总体偏小,换热器换热面使用效率低。该结果为与动力型分离式热管性能作比较提供实验依据。     

热管换热器用于木纤维干燥余热回收的可行性分析

采用热管换热器回收木纤维干燥排气余热为实例,分析计算了回收纤维干燥排废气余热的经济效益。当排气温度为90℃,相对湿度为50%,流量为20 000 m3/h的废气流过热管换热器后,它可使纤维干燥的排气热损失每h减少541.53 kW,实际节能率10.32%。排气余热回收设备总投资预计约204万元,每年可节省标准煤1 152 t,减少煤耗费约92万元,扣除设备折旧费,维修费及运行费用等,投资回收期约3年,从而在理论上论证了采用此节能方案的可行性。     

夹点技术在润滑油加氢脱酸装置节能改造中的应用

针对润滑油加氢脱酸处理装置,对装置流程进行了模拟,分析了现有换热网络,发现了两处违背夹点匹配原则的换热,并根据夹点技术设计原则提出了改造方案。在该方案中充分利用反应生成油和热高分气高温位热源,提高了热能回收率,加热负荷降低了61.8%,冷却负荷降低了84.5%,得到了良好的效果和可观的经济效益。     

添加隔热板对竖直U型地埋管换热器热短路的影响

采用FLUENT模拟软件,建立起U型地埋管换热器三维传热模型.分别模拟了有、无添加隔热板时的工况,对热短路进行数值模拟,分析了对地埋管换热器性能的影响.通过对比两种工况下的温度云图和出口温度监测图,证明了两支管间热短路现象严重,而且添加隔热板后,进出口温差变大可达3.94 ℃,可使单位井深换热量提升6.13%.     

An area method for visualizing heat-transfer imperfection of a heat exchanger network in terms of temperature–heat-flow-rate diagrams

The identification of the imperfection originating from finite-temperature-difference heat transfer is an indispensable step for both the performance analysis and the better design of a heat exchanger network(HEN) with the aim of energy saving. This study develops a convenient area method for visualizing the heat-transfer imperfection of a HEN in terms of temperature–heat flow diagrams( T-Q diagrams) by combining the composite curves that have already been used in pinch analysis and the recently developed entransy analysis. It is shown that the area between the hot and cold composite curves and the hot and cold utility lines on a T-Q diagram is just equal to the total entransy dissipation rate during the multi-stream heat transfer process occurred in a HEN, and this area can be used to graphically represent the total heat-transfer imperfection of the HEN. The increase in heat recovery or decrease in energy requirements with decreasing the minimum temperature difference, ΔT_(min), of a HEN can then be attributed to a lower entransy dissipation rate, quantitatively represented by the decrease of the area between the composite curves and the utility lines. In addition, the differences between the T-Q diagram and the pre-existing energy level–enthalpy flow diagram(Ω-H diagram) in the roles of visualizing process imperfection and designing HENs are discussed.