基于非線性溫焓關系的換熱網絡夾點方法研究.pdf

1、換熱網絡是煉油、化工等過程工業(yè)中能量回收的重要系統，能量目標是換熱網絡是否存在節(jié)能潛力的重要理論依據之一。在開展節(jié)能工作時，如果對所有的工業(yè)給定一個明確的節(jié)能目標，那樣是不合理的。因為對于一個經過多年改進的工廠而言，要進一步減少消耗的能量，這可能就很難達到的。但是對于一個設計和操作不好的工廠，減少相同量的能耗卻是很簡單的，因為它本身存在比節(jié)能目標更大的節(jié)能潛力。所以換熱網絡系統的能量集成問題，對開展節(jié)能工作具有非常重要的指導意義。

2、>　　能量目標階段作為換熱網絡綜合的一個重要環(huán)節(jié)，現有方法還存在一些問題和缺陷，迫切需要對其進行深入的研究。傳統夾點方法是最成熟的用于換熱網絡能量集成的方法，但它是基于假設流股的熱容為定值，溫焓關系是線性的。實際上，流股的比熱是與溫度有關的，是溫度的單值函數。特別是當流股在換熱過程中發(fā)生相變時，流股的溫焓關系將呈現嚴重的非線性。流股的非線性溫焓關系將直接影響換熱網絡的夾點位置、冷熱公用工程能量目標、網絡設計結果的可行性和可靠性。本文針對

3、流股的溫焓關系為非線性的換熱網絡能量集成問題，主要開展了以下幾方面的研究工作:
　　1.分析比較用平均熱容代替流股實際熱容對換熱網絡能量集成的影響，提出了改進的STEP方法，用圖形工具實現了基于非線性溫焓關系的換熱網絡綜合。
　　2.建立了基于非線性溫焓關系的換熱網絡夾點方法的數學模型，并給出運用此方法進行換熱網絡夾點分析的算法流程。
　　3.在借助Aspen Plus軟件的物性模擬來獲得流股實際的溫焓關系、并通過曲線

4、擬合溫度-焓多項式關系的基礎上，在MATLAB GUI設計平臺上進行編程，實現了基于非線性溫焓關系的換熱網絡夾點分析。該軟件系統為本文的案例研究提供了快速檢驗和比較的平臺。
　　4.采用本文提出的基于非線性溫焓關系的換熱網絡夾點分析方法對兩個具體的案例進行了換熱網絡綜合。第一個案例來自某化工廠過程系統，第二個案例來自某煉油廠的原油常減壓蒸餾系統。案例分析的結果表明:對于包含具有顯著非線性溫焓關系的流股的換熱網絡集成問題，本文所提出