Aspen-Energy-Analyzer换热网络设计学习资料.pptVIP

光盘5-AspenEnergyAnalyzer;主要内容;光盘5-AspenEnergyAnalyzer;§1.1基本概念和术语;夹点;2.温焓图（T-H图）;冷、热物流在同一温焓图上的表示;3.复合曲线;△H1;4.总复合曲线;§1.2夹点确定方法;1.图解法;h;2.问题表格法;（1）以垂直轴为温度的坐标，把各物流按其初温和终温标绘成有方向的垂直线。

在标绘时，处于同一水平位置的冷、热物流之间刚好相差ΔTmin，这样就保证了热、冷物流间有ΔTmin的传热温差。基于所有冷、热物流的初温和终温作出的水平线将换热网络划分成若干个子网络。

;问题表格法求解步骤：;（3）确定换热网络夹点的位置和所需的最小热公用工程用量和冷公用工程用量。

在某些子网络中会出现供给热量Ik和排出热量Ok为负的现象。Ok为负，说明在指定ΔTmin下，系统中热物流无法提供使冷物流达到终温所需的热量，需要采用外部公用工程热量，使Ok消除负值。所需提供??最小热量就是使Ok或Ik中负值最大者变成零的热量。

Ok=0处所对应温度为夹点温度，供给第一个子网络的热量即为所需的最小热公用工程用量，最后一个子网络输出的热量即为所需的最小冷公用工程用量。;§1.3夹点的意义;夹点之上只有换热和热公用工程，如果夹点之上设置了冷却器，用冷公用工程取走热量Q，那么根据热平衡，这部分热量必须由热公用工程来弥补。

同理，夹点之下只有换热和冷公用工程，如果夹点之下使用热公用工程来加热，也必然需要增加冷公用工程用量。

如果发生跨越夹点的传热，即夹点之上的热物流与夹点之下的冷物流进行换热，那么夹点之上的热公用工程和夹点之下的冷公用工程用量都必然增加。;

§2夹点技术与换热网络;换热网络合成就是确定出这样的流程，使它具有最小的冷换设备（换热器、加热器和冷却器）投资费用和操作费用，并将每一个过程物流由初始温度达到指定的目标温度。除此之外，换热网络还要求具备较好的灵活性、操作性和可控性。;§2.1换热网络合成的目标;1.换热单元数目目标;一般情况，当系统中不能分离出独立的子系统时，即S=1。若使U达到最小，必定使L=0，即把换热网络中所有的热负荷回路断开，则;;3.年度费用最小目标;§2.2夹点技术设计换热网络;1.夹点技术设计换热网络基本原则;2.可行性规则;可行性规则2

对于靠近夹点处的夹点上方，每一夹点匹配中的热物流的热容流率MCph不大于冷物流的热容流率MCpc，即

MCph≤MCpc

对于靠近夹点处的夹点下方，每一夹点匹配中的热物流的热容流率MCph不小于冷物流的热容流率MCpc，即

MCph≥MCpc

;3.经验规则;将换热网络从夹点处分隔成两部分，即热端-—夹点上方和冷端—夹点下方，分别进行匹配处理；

对于与夹点相邻的子网络，按照夹点匹配的可行性规则考虑冷、热物流的匹配换热，根据情况决定物流是否需要分支；

离开夹点后,确定物流匹配换热的自由度较大，工程师可以考虑系统操作性、弹性及具体工程项目的有关要求等；

将热端和冷端的匹配结果合并起来，作为初步的换热网络设计结果。;§3AspenEnergyAnalyzer;计算能量和设备投资目标

进一步改善能量热集成项目，从而减少操作费用、设备投资费用并使能量利用最大化

提供过程能量优化的工具

提供图表结合使用的方法;§3.2AspenEnergyAnalyzer简介;新建HICase/HIProject;光盘5-AspenEnergyAnalyzer;工具介绍;目标查看窗口;复合曲线窗口;总复合曲线窗口;光盘5-AspenEnergyAnalyzer;;换热网络网格图;自动设计换热网络;HIProject;右击Case1选择RecommendedDesigns;RecommendDesigns参数设置窗口

——设置每股物流的最大分离数和最大设计方案数;自动设计方案窗口;各方案比较

——可比较总费用、换热器面积、换热单元数、设备投资费用、冷热公用工程费用、操作费用，还可查看各参数目标值。;改造模式（Retrofit）

——对换热方案进一步优化;例题;;2.选择公用工程;3.设定△Tmin=20℃，得到夹点位置;4.按夹点技术设计换热网络——手动设计方案;冷端（夹点下方）的设计;5.自动设计换热网络;设置自动设计方案参数;三个自动设计方案，一个手动设计方案;如果以年度总费用最小为目标，则选择Design1方案，即手动设计方案为初步设计的换热网络。

将Design1方案设置为改造模式，可进一步优化换热网络。;[1]李志强．原油蒸馏工艺与工程[M]．北京：中国石化出版社，201