连续重整装置换热网络节能研究

采用夹点技术对连续重整生产过程进行用能分析,找出系统中用能不合理的环节,在不改变装置主要设备的前提下,针对这些环节对换热网络进行改造,实现了装置的节能降耗。现行换热网络热公用工程用量为43 664 kW,冷公用工程用量为25 139 kW。夹点温差确定为20℃,根据冷热组合曲线图,确定夹点位置在110℃处,最小热公用工程量为36 742 kW,最小冷公用工程量为18 216 kW,装置的节能潜力为热公用工程15.9%,冷公用工程27.5%。参考夹点设计原则并考虑现行的换热网络结构,提出了换热网络的改造方案:拆除一台加热炉,新增五台换热器和一台冷却器。最终可节约热公用工程4 584 kW,节能10.5%;节约冷公用工程4 580 kW,节能18.2%,节能效果显著。     

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。     

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．     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

大型化工换热网络优化分析

利用夹点技术对一个复杂化工换热网络进行了用能诊断,并结合流程模拟技术新设计出一个能量回收量最大的换热网络。在用断开热负荷回路的方法对所得到的新换热网络进行调优时,发现一些热负荷回路出现了与以往夹点技术论述中所没有提及的新特点。用常规的方法对这些特殊的热负荷回路进行断开已不太适应,对此提出了解决的办法,并借助流程模拟技术对此方法进行检验。结果表明,通过调整有关参数消除了新网络在实际运行中可能出现的问题。因此,采用流程模拟技术,可使夹点技术更好地应用于实际的换热网络设计中。     

基于改进粒子群算法的连铸传热模型参数辨识

连铸传热模型是实现连铸二冷动态控制的关键,换热系数的准确性是模型成功应用的前提。本文以连铸传热模型为基础,根据四个冷却段设定的换热系数计算得到冷却段末温度,基于不同工况下的温度数据,采用改进粒子群算法对综合换热系数反向推算,以铸坯表面实际温度和计算温度差为适应度函数,优化确定二冷各段换热系数,并验证辨识参数的可靠性。仿真结果表明,该方法辨识的参数精度及重复性较好,计算温度与实际温度偏差小于3℃,满足工程应用。     

基于超结构方法的氢网络系统优化

针对炼化企业的氢气分配网络系统,建立了以最小公用工程氢气用量为目标,综合考虑氢气流量、氢气纯度和有害杂质限制等因素的超结构和数学优化模型。介绍了采用该模型对进行氢气网络系统优化的计算方法,并通过实例进行了优化分析计算。研究表明:采用超结构数学优化模型可以综合考虑系统的各种限制条件对氢气网络进行优化。     

夹点理论及其在换热网络中的应用

换热网络优化综合目前主要有3种方法:试探法,夹点技术,数学规划法。但在实际应用中,夹点技术证明有效并已取得显著经济效益。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的找出换热网络中的夹点。应用这些方法可以有效的进行换热网络的最优设计,做到最大限度的利用能量。针对生产和实践中遇到的特殊情况给出了解决办法,并用一个具体实例说明改造后的传热效果。在分析了夹点技术的理论基础和热力学原理的基础上,提出了夹点技术的理论局限性,及其相关的原因及克服办法。     

带热贮存的间歇过程最小公用工程目标的确定

在级联分析法的基础上,采用只考虑热源与热阱的级联表,认为直接换热是单个时间段内热源与热阱的匹配,间接换热是所有时间段内热源与热阱的匹配;通过将热源、热阱等价为热流、冷流,提出了二次级联法;在分析各种热贮存传热温差的基础上,确定了带热贮存的间歇过程最小公用工程。     

极地船海水管道海水-冰晶两相流的换热特性分析

为了防止在极地低温的影响下,船舶海水冷却系统换热管道发生冰堵,保障船舶的航行安全,以海水冷却系统中水平换热管道为研究对象,热焓多孔介质模型为基础建立数学模型,利用CFD软件FLUENT对换热管道的海水-冰晶两相流体进行换热特性数值仿真。仿真结果表明流速对管道换热的影响显著。在以流速为被控量的管道两相流动过程中,为避免管道中冰晶堆积形成堵塞,需要选择合适的流速范围,以确保最优的换热效果,使船舶冷却水系统的正常换热,从而保证动力系统的正常运行。     

沿海电站海工工程的造价控制

无论是火电机组还是核电机组,在电力生产过程中都需要大量的冷却介质进行冷却,以保障机组安全高效生产。对于沿海电站,海水直流冷却有着先天的优势,冷却介质(海水)资源丰富、系统简单可靠、运行维护费用较低。沿海电站多采用直流冷却系统,尤其是在建和待批的核电站全部为沿海厂址,均采用海水直流冷却方式。大容量机组所需循环海水用量一般较大,以百万千瓦等级机组为例,单台机组循环冷却水量约60 70m3/s。海工工程是沿海电站的主要组成部分,是保证电站机组安全运行的重要因素。海     

基于CAE的注塑模冷却系统设计

针对遥控器外壳,设计了两种冷却系统A和B,通过利用成熟的CAE软件Moldflow,模拟计算了两种冷却系统对塑件冷却时间的影响,并结合冷却过程中的热交换和应力变化,比较分析了两种冷却系统对塑件成型质量的影响。通过计算实例表明,采用Moldflow软件,可以优化模具的冷却系统设计,选择最优的冷却系统,从而大大节省模具设计的时间和后期的修模次数,提高模具设计的效率和质量。     

夹点技术及其在蒸馏装置换热网络中的应用

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，本文阐述了夹点技术工程设计的基本原理，工程要求与热动力学分析方法，对并对某炼油厂蒸馏车间换热网络成化设计，对该优化设计的理论经济评价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。     

钢管超快冷过程数学模型的研究与开发

为了提高钢管超快冷过程的温度控制精度、冷却均匀性以及组织性能控制的精准度,分析了钢管超快冷过程的换热机理,确定射流冲击为钢管超快冷过程的主要换热方式。利用反传热法对钢管表面换热系数进行测定;利用导热方程,建立钢管超快冷过程射流冲击换热数学模型,采用第三类边界条件和有限差分法求解该数学模型。应用此数据模型可以计算特定温度范围内的平均冷却速度和所用时间,也可以计算一定时间范围内的温降和平均冷却速度。经现场测试,由该数学模型计算得到的温降曲线与实际温降曲线基本相同,模型计算精度很高,具有可应用性和执行性。     

常减压装置灵活加工换热网络的优化设计

针对原油供应情况的不确定性,应用化工过程模拟优化软件和换热网络系统软件,对某常减压装置进行了灵活加工换热网络的优化设计。通过装置的过程模拟、换热网络的合成、分析、模拟及换热器的核算与优化设计等工作,提出了切实可行的研究策略和改造方案。改进后的换热网络对现有换热设备全部利用,只需新增5台换热器,改造工程量小,且提高了装置的灵活加工性,只需经过简单切换即可实现加工高硫高酸重质原油和沙特阿拉伯轻质原油的能力,前者原油换热后温度可达315℃左右,后者原油换热后温度可达300℃左右。