换热网络_夹点设计法完整版.pptVIP

SN1 SN2 SN3 SN4 SN5 SN6 I1=0 I2=10 I3= -2.5 I4= -107.5 I5=27.5 I6= -55 O6= -67.5 SN1 SN2 SN3 SN4 SN5 SN6 I1=107.5 I2=117.5 I3= 105 I4= 0 I5=135 I6= 52.5 O6= 40 为保证温位低的网格不需向温位高的网格提供热量（不可能实现），需向系统提供补充热量，所需补充的最大值与计算所得输入最大负值相等。 温位高 温位低 公用工程需提供的最小冷量=40 公用工程需提供的最小热量=107.5 （3）确定夹点位置： 夹点：即消除 Ik 或 Ok 的负值后， Ik 或 Ok 的值为零的网格界面，（前提是其它Ik，Ok 均无负值）。 SN1 SN2 SN3 SN4 SN5 SN6 I1=107.5 I2=117.5 I3= 105 I4= 0 I5=135 I6= 52.5 O6= 40 夹点 （1）夹点特点及意义： a、夹点正处于两侧流体实际温差最小(△T＝ △Tmin)处。 b、夹点构成一个截面，夹点两侧的网格之间无相互的热量交换，即夹点两侧的网格间热的流量为零。 2 夹点意义及夹点设计法的三个基本原则： I= 0 c、夹点将问题分成两个区域： 热端：夹点之上，冷热物流温度均高于夹点温度。只需要公用设施提供热量，又称热阱。 冷端：夹点之下，冷热物流温度均低于夹点温度，只需要公用设施提供冷量（取走热量），故又称热源。 热端 冷端 热阱 热源 d、当通过夹点热量为零时，公用设施热负荷最小。 热端 冷端 热阱,可补充热 热端 冷端 热端 冷端 107.5+x 107.5+y 107.5 40+x x 热源,可取走热 0 40＋z 40 热端取走热量会增大公用系统热负荷 y 0 冷端补充热量会增大公用系统热负荷 z （2）夹点 设计法的三个基本原则： （为保证热能的最大回收） 热端 冷端 107.5+x 40+x x 原则一：尽量避免热流量通过夹点。 原则二：夹点上方尽量避免引入公用设施冷却物流，但可引入加热设施。 热端 冷端 107.5+y 40 y 0 z 原则三：夹点下方尽量避免引入公用设施加热物流，但可引入冷却设施。 热端 冷端 107.5 0 40＋z z 二、夹点设计法： 为保证夹点处无热流通过，故以夹点为界，设计换热网络。 先设计夹点处的物流匹配，再设计离开夹点后的流程。 1、夹点匹配的概念： 称：热物流与冷物流均直接与夹点相通时的匹配即为夹点匹配。 夹点 H1 H2 H3 C1 C2 夹点匹配 H1 H2 H3 C1 C2 非夹点匹配 2夹点处物流间匹配换热的可行性规则： 规则1： 夹点上方（热端）：热物流数目不大于冷物流数目（含分支）， NH ≤ NC（避免热端引入冷却物流）。 夹点下方（冷端）：NH ≥ NC。 举例说明： 夹点 H1 H2 H3 C1 C2 需调整 H1 H2 H3 C1 C2 C2’ NC =NH 研究热端 NH NC NH NC：有一股热物流找不到匹配，而从外部引入冷流，又不符合基本原则二（夹点上方不引入冷物流）。 当NH NC 时（冷物流数多于热物流数）：在物流 C3处另加一个换热器不违反基本原则。 夹点 H1 H2 H3 C1 C2 需调整 H1 H2 H3 C1 C2 C2’ NC =NH 研究热端 NH NC 夹点上方（热端） 夹点下方：则应 NH ≥ NC （冷端）。多出的 H 可引入冷却剂平衡，而不违反基本原则。 可行 H1 H2 C3 C2 C1 夹点 夹点 H1 H2 H3 C1 C2 夹点上方 夹点下方 夹点上方：当Nc ≥ Nh （热端）。多出的 C 可引入加热介质平衡，并不违反基本原则。 对于含有换热物流的工艺流程，将其中需要换热的物流提取出来，就组成了换热网络系统。 在换热网络系统中： 需要被加热的物流称为冷物流； 需要被冷却的物流称为热物流。 换热网络合成的基本思想： 在工艺过程设计中节能非常重要，因此换热网