換熱網絡多級綜合策略研究.pdf

1、過程系統(tǒng)能量綜合、優(yōu)化是當今高耗能過程工業(yè)節(jié)能的重要手段。其對節(jié)約資源和保護環(huán)境，建設低投入、高產出、低消耗、少排放、能循環(huán)、可持續(xù)發(fā)展的國民經濟體系具有十分重要的意義。努力提高高耗能工業(yè)能源利用率，解決我國能源供應不足的矛盾，是社會經濟發(fā)展的重要一環(huán)，是國家經濟安全的重要保障。 本文針對我國過程工業(yè)能源利用率較低的現狀，在綜合研究分析國內外先進理論和技術的基礎上，結合具體過程工業(yè)中的某些實際問題，研究開發(fā)較為優(yōu)化的過程能量系統(tǒng)

2、，以期能夠為過程工業(yè)中新廠的建設、老廠的改造提供借鑒性建議。 首先，從能量的本質屬性出發(fā)，結合熱力學第一、第二定律，用換熱網絡傳熱過程的火用損費用代替冷、熱公用工程費用作為目標函數中的操作費用，提出了換熱網絡火用經濟目標函數，并對該目標函數進行分解、分級，逐級求解，以此求取換熱網絡的最小傳熱溫差?；趽Q熱網絡的溫焓圖，在平衡的熱、冷組合曲線上隨機地選取相垂直的兩點，取兩點之間的積分微元，并沿組合曲線對其進行分段積分，整體性求解換

3、熱網絡傳熱過程的火用損。 研究分析了污垢對換熱網絡溫度波動及其在網絡結構中傳遞的影響?；谡麄€網絡系統(tǒng)，對網絡結構中的換熱器相互影響因素進行研究，定性及定量分析污垢對換熱網絡傳熱性能、溫度波動在系統(tǒng)中的傳遞，并考慮消除其負面影響的應對措施。提出溫度傳遞系數的概念，并基于溫度傳遞系數的概念，制作溫度傳遞系數表，進而獲得需要改進換熱網絡的數據和信息，該表可以成為工程師們分析、評價網絡系統(tǒng)中溫度干擾傳遞的一個有力工具。 綜合考

4、慮換熱網絡的操作費用、清洗時間、清洗費用以及清洗停產造成的損失等因素。建立了最佳清洗周期數學模型，確定網絡結構中各個換熱單元的最佳清洗周期。并給出了合成氨變換系統(tǒng)及CO<,2>脫除系統(tǒng)換熱器的最佳清洗周期結果，對于工廠實際檢修、清洗換熱設備的時間、周期具有參考意義。 考慮網絡結構中換熱單元的優(yōu)化設計、強化傳熱對整個換熱網絡的影響，并考慮壓降約束在各個換熱單元中的分配。在考慮壓降約束的基礎上，對換熱網絡涉及的單體換熱設備進行詳細設

5、計。對于同一流股，整體壓降約束在所涉及到的單個換熱器當中按面積比例線性宏觀初始分配，并以詳細設計結果為依據進行二次分配。經過換熱器詳細設計，綜合出的新能量系統(tǒng)與現場能量系統(tǒng)的比較結果表明了該方法的可行性?；趽Q熱網絡的溫度傳遞系數分析，能夠定量地求得決策變量和參數對狀態(tài)變量和目標函數產生的影響，可以求得狀態(tài)變量隨決策變量的變化。為了進行實驗驗證，設計開發(fā)了一套換熱網絡實驗裝置，可進行單個換熱單元的傳熱實驗，或若干臺換熱器串、并聯(lián)組成小規(guī)