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换热网络的综合 化工0101 任琳 No 7 周敏燕 No 20 张硕 No14 陶怀志 No21 ·前言 ·夹点技术的发展史 ·换热网络的原理 ·设计计算 ·优化 ·总结 ·人员分工 ·参考目录 前言 化学工业是耗能大户，所以说 在现代化学工业生产过程中，能量的回收及再利用有着极其重要的作用。换热的目的不仅是为了改变物流温度使其满足工艺要求，而且也是为了回收过程余热，减少公用工程消耗。在许多生产装置中，常常是一些物流需要加热，而另一些物流则需要冷却。将这些物流合理的匹配在一起，充分利用 热物流去加热冷物流，提高系统的热回收能力，尽可能减少蒸汽和冷却水等辅助加热和冷却用的公用工程（即能量）耗量，可以提高系统的能量利用率和经济性。合理有效的组织物流间的换热问题，涉及如何确定物流间匹配换热的网络结构及相应的换热负荷分配。换热网络系统综合就是在满足把每个物流由初始温度达到制定的目标温度的前提下，设计具有最加热回收效果和设备投资费用的换热器网络。 本文主要利用夹点技术对换热网络进行优化。通过温度分区及问题表求出夹点及最小公用工程消耗，找出换热网络的薄弱环节提出优化建议，寻求最优的匹配方法。再从经济利益上进行权衡提出最佳的换热网络方案。提高能量的利用效率。 夹点技术的发展史 在七十年代能源危机刺激了过程集成技术的发展。过程设计从对单元操作的优化逐渐发展到对全系统的优化集成。从70年代末发展起来的夹点技术是一项最成功的过程集成技术。英国学者Linnhoff博士领导的英国帝国化学公司（ICI）的过程综合小组率先在工程设计中采用了这种全新的设计方法，取得了令人瞩目的节能效果。在新建工厂的设计中，每个工程项目比常规设计平均节能30%，并且还同时节省了设备投资，在现场装置技术改造的应用中，投资回收期一般为12个月左右。 80年代，夹点技术在欧美等工业国家迅速得到推广应用，并取得了显著的经济效益和社会效益。目前国际上许多著名的大型化工公司局普遍采用这一先进技术。一些大型工程公司都有专门研究小组从事夹点技术的研究和应用。Linnhoff March博士于1984年创立了Linnhoff March 工程技术公司,专门从事夹点技术的推广应用，之后又在英国曼彻斯特大学建立过程综合研究中心作为公司的技术后盾。 换热网络与夹点技术的原理 上世纪70年代末，Linnhoff等人首先提出了换热网络的温度夹点（Pinch point）问题，该夹点限制了网络可能达到的最大能量回 根据上述夹点特性及设计基本原理，夹点设计法可归纳如下: · 温度区间的划分 · 最小公用工程消耗 · 温焓图与组合曲线 · 夹点的特性 · 物流的匹配原则 · 换热网络的调优 据初步统计，迄今为止，国际上已有2000多个工程项目采用了这项技术。原化工部1992年7月邀请Linnhoff March 工程技术公司到我国试点，制定全国乙烯生产能耗最低的盘锦天然气化工场作试点单位，实验结果令人满意。 夹点技术立足于严格热力学和数学原则，具有完备的理论基础。计算简单，可靠，方法灵活，实用，工程技术人员容易掌握，并可以发挥设计者多年工程设计经验和生产实践经验，更好的从事设计工作。因此，夹点技术代表了一种全新的，强有力的设计方法。在本文下面的内容中我们会具体的介绍夹点技术的使用方法、步骤及其在换热网络中的应用。 工程设计计算中，为了保证传热速率，通常要求冷、热物流之间的温差必须大于一定的数值，这个温差称作最小允许温差△Tmin。热物流的起始温度与目标温度减去最小允许温差△Tmin，然后与冷物流的起始、目标温度一起按从大到小顺序排列，生称n个温度区间，分别用T1,T2……Tn+1表示。下标n为温度区间数，可由下式计算。 n=2z-1-d 式中 d—始温和终温相同的股流重复数（热股流始、终温应减去△Tmin） z—股流数 通过把原问题划分为n个温区，可以把原网络综合问题分解成n个子网络综合任务。由于子网络中的所有股流均处于同一温度区间，所以综合问题相对容易些。由于落入各温度区间的物流已考虑了温度推动力，所以在每个温度区间内，都可以把热