国内换热网络综合方法研究进展与展望

换热网络作为大型工业企业的能量回收系统,对降低企业能耗、提高能量利用率具有重要作用,其设计方法一直是国内外学者的热点研究课题。本文介绍了我国换热网络综合方法的研究进展,对设计方法进行了分类阐述,分析了夹点设计方法、数学规划方法和优化算法的研究成果和存在问题。最后展望了同步综合方法和优化算法是未来的主要研究方向和重点,为指导综合方法的不断改进和实际应用服务。

用夹点分析法对换热网络用能的诊断和调优

本文概述了夹点技术、夹点分析法的发展概况。用问题表格法算出了某炼油厂常压精馏换热网络过程的夹点 ,用夹点分析法之一———“格子图”查出了跨夹点的换热器 ,经计算给出了有较大节能效果的改造方案。

运用夹点设计法对一实际换热网络的改造

随着能源价格的不断提升,化工企业的节能降耗成为紧迫必行的任务。通过在对一实际过程的换热网络结构分析的基础上提取热、冷工艺物流,在给定的最小传热温差(20℃)限制下运用夹点设计法合成具有最大热回收的新换热网络;采用断开热负荷回路、取消热负荷较小的换热器达到减少换热器个数、简化网络的目的;由于热负荷转移造成了某些换热器传热温差违反最小传热温差限制、甚至出现传热温差为负值(违反热力学第二定律)的情况,采用能量松弛法恢复这些换热器的传热温差至给定的最小传热温差。经过调优后换热器网络总换热设备个数与原实际网络的相同,但与原实际网络相比,热、冷公用工程均节省1 220 k W。

换热器网络窄点区物流分枝选择原则的分析

为了获得最小能量需求的换热器网络，可通过窄点设计法来确定是否有必要进行物流分枝．本文分析了物流分枝与物流匹配、换热器个数之间的关系，阐明了物流分枝的位置和分枝热容流率的大小．通过热容流率各矩阵和热负荷矩阵的系统分析。

挟点温差分析法在水源热泵开发中的应用

在水源热泵的研制开发过程中,系统各部件之间的匹配特性以及热泵机组的控制模式成为影响热泵机组运行特性的关键。将挟点温差分析法用于水源热泵的设计,按照制冷、制热两种典型工况下综合效率最佳的原则,力图使热泵主要部件的设计更加合理完善。作为设计方法的一种尝试,可为水源热泵的开发与设计提供一定的参考。

考虑换热器详细设计的换热网络综合的研究进展

随着对工业生产成本控制要求的不断提高,换热网络优化的深入研究已经引起了越来越多研究人员的重视。在换热网络综合过程中考虑换热器的详细设计是换热网络综合细化深入研究的一个重要方面,可以降低换热网络的年度总费用,并且提高换热网络综合结果的实际可行性。本文通过文献中的算例结果分析,考虑换热器详细设计的换热网络综合的总费用明显低于不考虑换热器详细设计的总费用,阐述了换热网络综合中考虑换热器详细设计的必要性,强调了换热器的详细设计对换热网络综合的影响。文献中考虑换热器详细设计进行换热网络综合时主要采用了夹点分析法和数学规划法,夹点分析法综合换热网络虽然使包含换热器设计的换热网络结构变得简化易于求解,但是无法保证结果是最优解,而数学规划法综合换热网络能有效的考虑换热器详细设计对换热网络综合的影响,但是考虑换热器详细设计也大大增加了模型的复杂性,本文对此进行了对比和评述,同时认为深入研究换热网络细化设计研究并利用快速而高效的算法搜索全局最优解是未来研究方向。