过程系统节能—夹点技术

工艺系统节能夹点技术、现在的能源系统合理吗？ 如果不合理，什么样的用法不合理呢(瓶颈？ )系统有多少节能潜力？ (定量)应该如何进行节能改造？ (措施)系统的科学问题、主要内容、过程集成技术的发展历史剪辑技术的基本原理剪辑技术的新进展其他过程集成方法、过程集成技术的发展历史、化工过程的基本构成和问题、基本构成反应分离部分的热交换部分的共同工程部分中存在的问题：机械地分别考虑各部分，一个有机的(缺乏协同优化思想)、过程集成技术的主要原因、内在因素资源不足的能源紧张环境保护、外在因素过程综合模拟过程的热力学第二定律分析过程改造、夹层技术是基于热力学，采用拓扑概念和方法，直观地提高过程系统， 进行形象描述和处理，从客观角度分析工艺系统中能量的流动沿温度分布，从中发现系统能量的“瓶颈”，给出“解决瓶颈”的方法。 把握技术的应用成果，新设计把操作成本降低了3050%，投资降低了1020%，旧工厂改造把操作成本降低了2030%，投资费用回收期间为1-2年，把握技术的基本原理， 夹点的形成及其意义换热网络设计目标换热网络优化设计换热网络改造综合蒸汽动力系统优化综合过程系统的热整合、夹点的形成及其意义、温焓、物流吸入和释放dQ热时，其温度发生dT变化的情况下，dQ=CPdT 此外，温焓线表示在加热或冷却从供给温度TS到目标温度TT的物流时，所传递的总热量为Q=CPdT，如果可以设热容量流量CP为常数，则设Q=CP(TT-TS)=H时，以温度焓图上的直线加热一条冷流或者冷却一条热流的过程CP值越大，T-H图上的线越平缓。 单一物流的温度焓线的特征(两个特征)物流温度焓线的倾斜度或物流热容量流量的倒数温度焓线可以在t-h图上直线移动而不改变物流热特性的描述，温度焓线、冷物流热物流、图2、物流的复合温度焓线在过程工业的生产系统中总是存在若干偏差可以将多条热流合并为热复合曲线；对于多条冷流，也可以将它们合并为单条冷复合曲线。 用物流的复合温度焓线、复合温度焓线的方法划分温度区计算各温度区内的热量，各温度区的总热量可以表示如下。 图3的热流的复合温度焓线、冷热流的复合温度焓线、多个热流与多个冷流进行热交换时，将所有的热流合并为一条热复合曲线，将所有的冷流合并为一条冷复合曲线，然后将两者一起表示在温度焓图中。 夹点的形成在温焓图上，冷热复合曲线的相对位置可以有三个不同(QH和QC最大； QR的一部分重叠的把手的形成)，把手的形成，但是把手温度差为负操作需要无限大的传热面积，是不现实的。 通过技术经济的评价，可以确定系统的最小传热温度差抓地温度差。 因此，把手可以定义为冷热复合温度焓线上的传热温度差最小的场所。 (握把的形成具有一定成分的主观性)，确定握把温度差后的冷热复合图，握把的特征握把中的传热温度差为最小的握把，系统的热通量为零，握把的意义是： (1)握把中的热热流通间的传热温度差为最小，进一步回收工艺系统的能量(2)把手把工艺系统分为两个独立的子系统：把手上方为网热井，把手下方为网热源。(热井中没有冷却器热源不得带加热器)、把手的分析、把手设计的原则、把手上方不得设置公共工程冷却器的把手下方不得设置公共工程加热器的超越把手的传热、把手位置的决定方法t-h图表法的问题表法， 分温区计算各温区的热平衡，外部无热量输入时的热级联计算(寻找问题)外部输入最小加热通用工程时的热级联计算热通量零部分夹点、问题表法(例题)、问题表法(例题)、温区： (1)将所有热流和所有冷流的出入口温度按从小到大的顺序排列：热流体： 30，60 150 170冷流体： 20，80，135，140，划分问题表示法(例题)，温度区： (2)将冷热流体的平均温度，即热流体温度降低tmin/2，将冷流体温度提高tmin/2:(tmin=10)热流体： 25，55，145，165冷流体： 25，85，140， 145、问题表示法(例题)区温区： (3)将所有冷热流体的平均温度从小到大排列：冷热流体： 25，55，85，140，145，165、问题表示法(例题)、区温区： (4)区温区：系统整体可分为5个温区，第一温区： 165145； 第二温区： 145140； 第三温区： 14085； 第四温区： 8555； 第五温区： 5525、问题表法(例题)、温区内热平衡计算：hi=(cpc-cph)(ti-ti1)、问题表法(例题)温带内热平衡计算(缺损热量):第一温带：H1=-3.0(165-145)=-60第二温带：h2=(4.0-3.0-1.5)(145-140 )=-2.5第三温度带：H3=(4.0.0- 3.0-1.5 ) (140-85 )=82.5第四温度带：H4=(2.0-3.0-1.5)(85-55) =-75第五温度区：H5=(2.0-1.5)(55-25)=15，问题表法(例题)为： 计算外部无热量输入时各温区间的热通量(实际上各温区的输入和输出=输入-缺损):第一温区：输入热量=0、输出热量=0 60=60第二温区：输入热量=60输出热量=60 2.5=62.5第三温区：输入热量=62.5、输出热量=62.5-82.5=-20第四温区：输入热量=-20， 输出热量=-20 75=55第五温区：输入热量=55、输出热量=55-15=40、问题表法(例题)、从外部输入最小加热公共工程量时的热通量：第一温区：输入热量=20输出热量=20 60=80第二温区：输入热量=80、输出热量=80 2.5=82.5第三温区：输入热量=82.5， 输出热量=82.5-82.5=0第四温区：输入热量=0，输出热量=0 75=75第五温区：输入热量=75，输出热量=75-15=60，确定问题表法(例题)，把手位置：温区与温区之间的热通量为零，这里是把手，即把手为平均温度85(热通量温度)的最小加热共用工程量为20kW 最小冷却通用工程用量为60kW。 热交换网络设计目标、能源目标、能源目标为最小加热共同工程量和最小冷却共同工程量。 热交换单元数目标，Umin=N L-S式： u-热交换单元数； n-流通股的数量。 l-独立热负载回路数s :包括流程物流和加热和冷却公共工程在内的可分为不相关子系统的数量。 热交换网络面积目标、热交换网络面积目标、第I区间的热交换面积表示热交换网络的总面积， 根据经济目标、能源费用目标或能源目标求出CE=CHQH CCQC设备投资费用目标，根据热交换网络面积目标和热交换单元数目目标求出CN=Umina b(A/Umin)c、经济目标、总费用目标为CT=CEB CN/R、最佳夹持温度差(考虑到公共工程和换热器设备的价格、换热介质、传热系数、操作弹性等，例如钛材：一般为50度，能源价格高的过程中为5-10度)以不同的夹持温度差，综合不同的换热网络，比较各网络的总费用，对应总费用最低的网络基于冷热复合温度焓线，通过数学优化估算最佳抓地温度差.、换热网络优化设计、夹点技术设计标准、物流数标准夹点上(不能设计冷却器) NHNC夹点下(不能设计加热器) NHNC注意：夹点物流、夹点技术设计标准、 热容量流量基准抓取点上cphCPC抓取点下cphCPC，抓取技术设计基准热容量流量基准cphcpccphcpctmin，t、h、t、h，抓取技术设计基准，最大热交换负载基准：为了确保最小数量的热交换单元，每次交换两个物流中的一个。 阈值问题并非所有换热网络问题都存在把手，而是在必须加热公共工程的同时，只有需要冷却公共工程的换热网络问题才存在把手。 共同工程的问题，被称为门槛问题。 阈值问题、阈值问题、一些系统在冷热复合曲线距离远的情况下，需要加热共用工程和冷却共用工程，如果把手问题即向左方向直线移动冷复合曲线成为一定的状况，则一个共用工程消失，成为阈值问题，将此时的最小传热温度差称为阈值温度差，记为TTHR。 阈值问题、阈值问题以及这些系统是阈值问题还是夹点问题取决于夹点温差和阈值温差的大小。 若tthrtmin，则是抓取问题，相反，若tthrtmin，则是阈值问题。 门槛问题的设计可将需要加热的公共工程网络视为把手以上的部分，从低温开始设计，保证低温下热流体的热能传递给冷热流体，将需要冷热的公共工程网络视为把手以下的部分，从高温开始设计，高温下热流体从热流体中吸热如果不合理的话，什么样的使用方法不合理呢？系统有多少节能的可能性？ 应该如何进行节能改造？ 抓地温差为10，抓地位置为热流温度70、冷流温度60，能源目标为最小加热共用工程48单位，最小冷却共用工程6单位。 现在的能源系统是不合理的。 系统节能潜力=实际加热公共工程量-最小加热公共工程量=102-48=54，抓地设计原则，抓地上不得设置公共工程冷却器，抓地下不得设置公共工程加热器，检查抓地上有无冷却器，系统中有一个冷却器把手上的冷却器不存在。 检查把手下有无加热器。 系统有两个加热器。 一个是将冷却流3从85.5加热到120，另一个是将冷却流4从90加热到100。 你可以看到两个加热器都在把手上。 没有把手下面的加热器。 检查有无超过把手的传热。 系统有两个换热器。 一个是在热流2和冷却流4的热交换中，热流2从130降温到70，将冷却流4从60加热到90。 另一个是热流1与冷却流3的热交换，热流1从180降温到80，将冷却流3从30加热到85.5。 检查有无超过把手的传热，在热流1和冷流3的热交换中发生了超过把手的传热。 超过该把手的传热以(60-30)1.8=54单位，是本系统的节能潜力。 系统用的不合理环节出现在热流1和冷流3的热交换中，发生了超过54单位把手的传热。 现在应该如何进行节能改造？ 另外，冷流3的把手下部分(从30到60)的加热不是把手上的热流，只能使用把手下的热流，即70以下的热流。 蒸汽动力系统的优化是综合性的，在热机和热泵存在的条件下，将动力的产生和消耗与系统中的热能需求相结合，以最小化对外界的燃料和动力总消耗。 热通量串联图、总复合曲线、总复合曲线以冷热流体的平均温度为纵轴，焓为横轴。总复合曲线包括热通量级联图中每个温度域内边界的冷却、热流体的平均温度和其相应热通量，组成总复合曲线上的一个点(平均温度是其纵轴，热通量是其横轴)，并且相邻点连接成直线，从而构成总复合曲线。 总复合曲线、总复合曲线是系统中热通量与温度位置的关系总复合曲线的作用合理配置系统的公共工程合理设置热机、热泵、分离器等热机(汽轮机和燃气轮机)的设置原则、热机的设置原则、不超过把手的热泵设置的基本原则、热泵设置的基本原则、