基于非線性溫焓關(guān)系的換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)方法研究.pdf

1、換熱網(wǎng)絡(luò)是煉油、化工等過程工業(yè)中能量回收的重要系統(tǒng)，能量目標(biāo)是換熱網(wǎng)絡(luò)是否存在節(jié)能潛力的重要理論依據(jù)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(biāo)，那樣是不合理的。因為對于一個經(jīng)過多年改進(jìn)的工廠而言，要進(jìn)一步減少消耗的能量，這可能就很難達(dá)到的。但是對于一個設(shè)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(biāo)更大的節(jié)能潛力。所以換熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的能量集成問題，對開展節(jié)能工作具有非常重要的指導(dǎo)意義。

2、>　　能量目標(biāo)階段作為換熱網(wǎng)絡(luò)綜合的一個重要環(huán)節(jié)，現(xiàn)有方法還存在一些問題和缺陷，迫切需要對其進(jìn)行深入的研究。傳統(tǒng)夾點(diǎn)方法是最成熟的用于換熱網(wǎng)絡(luò)能量集成的方法，但它是基于假設(shè)流股的熱容為定值，溫焓關(guān)系是線性的。實(shí)際上，流股的比熱是與溫度有關(guān)的，是溫度的單值函數(shù)。特別是當(dāng)流股在換熱過程中發(fā)生相變時，流股的溫焓關(guān)系將呈現(xiàn)嚴(yán)重的非線性。流股的非線性溫焓關(guān)系將直接影響換熱網(wǎng)絡(luò)的夾點(diǎn)位置、冷熱公用工程能量目標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計結(jié)果的可行性和可靠性。本文針對

3、流股的溫焓關(guān)系為非線性的換熱網(wǎng)絡(luò)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(shí)際熱容對換熱網(wǎng)絡(luò)能量集成的影響，提出了改進(jìn)的STEP方法，用圖形工具實(shí)現(xiàn)了基于非線性溫焓關(guān)系的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合。
　　2.建立了基于非線性溫焓關(guān)系的換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)方法的數(shù)學(xué)模型，并給出運(yùn)用此方法進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)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(shí)際的溫焓關(guān)系、并通過曲線

4、擬合溫度-焓多項式關(guān)系的基礎(chǔ)上，在MATLAB GUI設(shè)計平臺上進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)了基于非線性溫焓關(guān)系的換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)分析。該軟件系統(tǒng)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(guān)系的換熱網(wǎng)絡(luò)夾點(diǎn)分析方法對兩個具體的案例進(jìn)行了換熱網(wǎng)絡(luò)綜合。第一個案例來自某化工廠過程系統(tǒng)，第二個案例來自某煉油廠的原油常減壓蒸餾系統(tǒng)。案例分析的結(jié)果表明:對于包含具有顯著非線性溫焓關(guān)系的流股的換熱網(wǎng)絡(luò)集成問題，本文所提出