基于经济学观点确定换热网络传热温差

从分析和经济学的角度提出了确定换热网络最小传热温差的方法。在基于夹点技术温焓图的基础上,把冷、热公用工程物流的基本属性同工艺物流的组合曲线一起标示于温焓图上,组成平衡组合曲线。对平衡冷、热组合曲线进行分段积分,较精确地求取换热网络传热过程的损失。以损费用代替公用工程的能耗费用作为操作费用,确定经济目标函数,用以计算最佳的传热温差。该方法为合理地降低能源消耗指明了方向,同时揭示了能量在过程系统中演变和变化的本质。     

换热网络的新设计方法—双温差法

本文从热力学原理、设计准则及优化方法等几方面介绍了换热网络的一种新设计法——双温差法的最新发展状况。由于该法采取了EMAT≤HRAT的设计准则,较传统的单温差法设计的网络具有较少的分枝、旁路及混合等物流数,这不仅减少了网络的单元数,降低了其复杂性,而且换热面积也可能随之降低。这是目前换热网络设计的一种较理想的方法。     

有阈值问题的换热网络三温差设计法

根据换热网络多温差设计法所依据的热力学原理及门槛问题的性质特点首次对此问题的多温差设计法作了研究，将其划分为“夹点型”门槛问题和“非夹点型”门槛问题二大类，并作了相 应的定义，确定了适应的设计方法。     

基于参数k、z优化的换热网络温差贡献值设计方法

提出了一种可以降低换热网络运行费用的基于参数k、z优化的换热网络设计方法, 使得网络结构更加简化, 特别适用于流体传热系数有差异的换热网络合成问题。该优化设计方法将网络运行总费用作为目标函数, 以参数k、z的优化为基础, 通过网络约束确定参数的寻优区间, 经二维寻优得到最优参数k_opt和相似文献   

换热网络的新设计方法──三温差法的应用研究

在Ｇｒａｓｅｍａｎｎ新近提出的以双温差法为基础的垂直ＭＩＬＰ转运模型基础上，建立了三温差法的ＭＩＬＰ转运模型，并编制了相应的软件用于换热网络系统设计。还对实际中涉及到的流股相变问题作了研究，并提出相应的设计方法。     

基于热损失的换热网络夹点设计法

现行的换热网络目标方法,在进行换热网络价格估算时,未考虑热物流的热损失。在真实的设计中,换热器壳体保温后仍与环境温度相差较大,则其热损失不可忽略。文章提出了一个新的基于热损失的换热网络夹点设计法,该方法首先以综合费用最小为目标确定出最小温差,然后建立问题表格确定出夹点位置及最小公用工程消耗,最后再进行换热网络设计。文中采用某石油常减压换热网络系统为典型算例对该方法的前两步进行了分析研究,论证了该方法的必要性及可行性。结果表明:该方法与基本Linnhoff夹点技术法估算的投资费用有较大的差距之外,在一定的最小温差下,其与基本Linnhoff夹点技术法确定的夹点位置不同,公用工程消耗也有较大的差距。     

基于热容流率的换热网络夹点设计法

以Linnhoff换热网络夹点技术理论为基础,提出了在进行换热网络设计时,考虑热容流率随温度发生变化时确定夹点位置的方法,并结合实例进行分析计算。该法对夹点位置、最小温差、公用工程用量的确定更加准确,对投资费用的估算也更接近于实际。     

基于相对增益分析的换热网络旁路设计

提出一种考虑了可控性的换热网络旁路设计法。基于稳态模型增益的定量计算,推导换热网络稳态数学模型的求解过程,从可控性分析的角度逐一求解换热网络的非方相对增益矩阵,从中确定最优的旁路位置,使被控变量具有较高的可控性。突破相对增益矩阵仅用于控制配对的常规范畴,提出一种通过逐次求解换热网络非方相对增益矩阵优化选取最优旁路设置的方法,并给出了设置旁路的若干准则,以简化求算过程。分析稳态工作点变化后的情况,表明工况变化不影响上述得出的旁路设置。该法适用于大型复杂换热网络,满足生产控制要求,并能保证整个换热网络具有较高的可控性。以某常减压蒸馏装置脱盐前换热网络为例,验证方法的可行性和有效性。     

层流传热中有效传热温差的改善及复合强化传热

从层流流体有效传热温差的新视角出发, 分析与探讨了换热器层流传热的强化理论。首先对层流流体有效传热温差的现象、细节及其变化规律进行了分析, 揭示了采用插入物强化层流传热的内在强化机理, 探讨了有效传热温差缓变特性的合理利用方法, 提出了改善层流有效传热温差的寻优途径; 其次, 分析研究了缩放管粗糙传热肋面与插入物相配合的协同传热强化机理, 揭示了粗糙肋面协助改善层流有效传热温差的作用与规律。     

创新强化传热策略与应用提升炼化企业竞争力

强化传热是炼化企业实现绿色低碳发展和提升综合竞争力的有效途径。本文基于丰富的工程知识沉淀与炼化设计实践,通过系统梳理、总结,将炼化企业的强化传热工程策略划分为设备元件、工艺过程和全厂3个层次。通过梳理管壳式换热器等的工程应用方案,归纳了面向特殊工艺和介质的设备元件强化传热;通过总结芳烃、原油蒸馏、乙烯等装置热能/冷能利用,归纳了面向工艺与工程技术集成的工艺过程强化传热;通过总结全厂大系统回收与优化利用低温热资源、蒸汽系统梯级优化利用、循环水系统串级利用等,归纳了炼化企业全厂强化传热。强化传热工程策略在海南炼化公司、青岛炼化公司的实际应用表明,两者的综合能耗、单因能耗均达到国内先进水平。本文的阐述有望为强化传热工程策略的发展、完善,为丰富炼化工程强化传热内涵发挥积极的指导和示范作用。     

换热网络设计方法的研究进展

本文概括分析了近年来在研究换热网络设计方面所取得的新进展。指出夹点技术及其发展、双温差方法和分步优化方法的尚存缺陷，分析了围绕克服这些缺陷已采取的措施和进一步改进的方向。阐述了同步优化方法的优势和尚待改进的地方。指出目前从热力学、经济规模和“系统“的观点更全面地认识换热网络，从而设计高效、低费用的工业换热网络。     

换热网络的同步综合设计

提出了换热网络的一种新的转运模型,以并串模式和非等温混合过程描述换热网络的热力学和经济性的总要求,不使用挟点分离、最小单元数等启发式规则,并允许交叉换热和不同物流间的膜传热系数与温差合理匹配.这一模型与优化模型相结合,自动产生换热网络,确定相应的最优公用工程费用、换热面积、换热器台数与冷热流间的匹配,其可行域由一集线性约束确定,鲁棒性很好,易于求解.该方法克服了换热网络的各种分步骤综合方法的缺陷(包括挟点技术、双温差法及相关数学规划方法).与文献上其它同步优化方法比较,具有模型简单、规模小、可算性强、初始化简易、计算结果可靠的优点.通过对文献中广泛使用的例题的检验,结果优于现有的其它方法.     

换热网络的夹点设计法

介绍了采用夹点技术进行换热网络的最优综合的三个步骤,即预分析、形成初始网络和调优。采用此法可得到一个最优或接近最优的换热网络     

换热网络设计方法的研究进展

回顾了近年来换热网络设计研究的内容和方法。分析了当前求解换热网络最小公用工程设计的3种方法：传统的给定工艺条件的设计法、最近几年得到很大发展的弹性设计法和控制与工艺一体化设计法。阐述了这些方法各自的优势和尚待改进的问题,并指出换热网络的设计同时应考虑先进控制和动态优化,先进控制与工艺一体化换热网络设计是今后的发展方向。     

考虑间接换热额外换热温差的间歇过程储热集成

间歇过程流股间换热有直接换热和间接换热两种方式,通过储热介质进行间接换热会产生额外的换热温差。现有的夹点分析方法考虑间接换热额外换热温差后,难以得到经济且可行的储热集成方案。本文在夹点分析的基础上,提出了一种考虑间接换热额外换热温差的间歇过程储热集成方法。该方法首先使用不同的直接换热和间接换热温差进行热级联分析,确定储热集成后的最小冷、热公用工程用量,识别储热位置和储热量,并依据热级联分析结果,建立时间段温焓图确定储热介质温度,得到储热方案。然后,将储热流股转化为放热时间段的冷流股和需热时间段的热流股,进行换热网络综合与优化,得到符合实际应用的储热集成方案。最后,通过经典实例证明了所提方法的可行性和有效性。     

集成强化传热的换热网络优化方法研究与应用

针对某炼化企业的常减压装置,利用Aspen Plus软件模拟了装置与换热网络现状,找到影响装置高效运行的换热瓶颈,并对现有换热网络的热流量进行了优化。建立了利用强化传热技术优化换热网络的方法,并在实际案例中应用,发现采用强化传热技术后,需要新增换热面积大大下降,一些换热器不需要新增换热面积既能满足新工况的需求。     

蒸发结晶过程传热温差的选择

蒸发结晶是化工生产中常见的单元操作。蒸发结晶又分为单效蒸发和多效蒸发,大部分是靠加热的方式来进行的。在加热过程中,物料与加热介质（如水蒸气）之间的传热温差是很关键的因素,温差越高,传热效率也越高,并且可以提高设备蒸发能力。但是,传热温差过高会引起蒸发结晶操作的不稳定,不容易控制,物料粘壁,影响热量传递,甚至造成加热器堵塞,导致装置需频繁停车处理,不能连续稳定长周期运行。因此,必须合理选择传热温差,以保证生产装置在高效、稳定的状况下运行。     

加热器和冷却器传热温差的优化

分别以冷却器冷却水出口温度和加热器加热蒸汽温度为决策变量,以总费用为目标函数,提出了确定加热器蒸汽最佳湿度和冷却器冷却水最佳出口温度即最佳传热温差的数学模型,并结合实例说明了计算方法。     

基于物流焓值的换热网络夹点设计方法

提出一种新的基于物流焓值的换热网络夹点设计方法,首先以综合费用最小为目标确定最小温差,然后建立问题表格确定夹点位置和最小公用工程消耗,最后进行换热网络设计。采用某石油常减压换热网络系统为典型算例对该方法的前两步进行分析研究,结果表明:该方法与基本Linnhoff夹点技术法估算的投资费用有较大差距;在一定的最小温差下其与基本Linnhoff夹点技术法确定的夹点位置不同,公用工程消耗也有较大差距。