关于利用换热器网络夹点技术减少能源消耗的调查
B.Raei和A.H.Tarighaleslami
Mahshahr科，化学工程学院，伊朗伊斯兰阿扎德大学，Mahshahr63519
收稿日期：4月27,2011接受日期：7,2011/7月发布：2010年12月20日 摘要：有多种方法可以提高效率的能源利用率和减少能源消耗。在本文中。所研究的是应用夹点技术在分析换热器网络(HEN),以减少一个热系统中的能源消耗。因此,在这个设计中，求解得到ΔTmin大约为10℃时区域的效率(α)是0.95。作者还描述了网格图和驱动力图为额外的分析。为了提高节能量，在诊断阶段传热从夹点自上而下是通过各种途径来验证,，包括重新测序，更换管道，增加热交换器和流体的分流。结果表明,该网络有一个潜在的能力来降低能耗，计划用夹点原则来减少单元能耗。对于夹点分析结果,为了减少能源消耗。换热器网络单元的改变是不必要的。获得的结果表明,恒定的换热网络完全证实了高效率区域是因为换热器通过了夹点并产生推力。 关键词:夹点技术,换热器网络、能源消耗、复合曲线、大组合曲线
1.介绍
在20世纪80年代末的,Umeda和他的同事在Chiyoda为了过程的最优化建立了新的技术。在1978到1982,这个团队提出过程分析的概念和复合曲线表明了如何评估单元消耗和通过这种方法实现热回收和减少热损失。同时,Linnhoff和他的同事提出分析换热器网络减少能耗等概念,介绍了一些概念如复合曲线，这是研究热能回收的一个重
要工具。但与Chiyoda团队相反,他们强调夹点是热回收关键,所以他们选择夹点技术这个名字用于此方法。随着时间的推移,夹点技术已经得到提升。和HEN一样,它被用于蒸馏塔、火炉、蒸发器、涡轮机和核反应堆中优化能源消费。夹点技术是基于热力学第一定律、第二定律的一种系统方法,这用于分析化学过程和公用事业。工业过程中夹点分析用于设计前能量和HEN成本的定义，还包括夹点的定义。这个方法中,在设计前,最低单元消耗,最小区域面积和最小传热单元数是所考虑过程的目标。在下一个阶段HEN的设计将用于实现该目标。最后,最低的年度成本用于比较能源成本和资本。因此,夹点分析主要目标是传热整合过程的优化,提高热回收和降低单元能耗。至于分析,首先,获得转变温度然后是温度和焓的情节吸引(占一半数量的最低温度是减小热流和添加冷流)图1显示了复合曲线和大组合曲线作为工具用于夹点分析。
图1.夹点分析工具：复合曲线和大组合曲线
复合曲线表明累加焓流率和HEN中冷热流体的温度之间的关系。在实践中复合曲线产生于超过一定温度范围的累加过程，冷热流体的结果标于大组合曲线上。
2.1 换热器网络的提出
在换热器网络中,网络中的换热器的设置是很重要的。为了呈现这个布置,用到“阶段”这个概念。在每个阶段,每个阶段热量输入和输出和用于特殊流体的整个换热器等同,并且最优换热网中的阶段数目不是太多。在本部分中,用于减小能量消耗的换热器网络分析的阶段得到了说明。减少能源消耗使用夹点技术进行解释。因为目标和设计是基于提取数据，任何错误和粗心数据组装都可导致完全虚幻的结果。在夹点分析中，一些设计数据，如供应和目标温度的流、信息流和热容都将会用到,另一方面,热换器的设计是与传热系数直接相关。因此,需要的数据包括流信息(流体流动、物理性质、供应和目标温度)、换热器数据(换热器几何、类型的流,和管壳属性)和经济信息成本的能源消耗(能源成本)和成本，换热器安装(资本成本)应该小心地提取和组装。
在表1中,提取必要的信息和示例网络为代表。在这个研究中,阿斯彭捏软件已经使用。
表1.提取的数据
正确的经济数据包括操作时间、利率和设备寿命对于成功的执行起到重要的作用。这个值显示于表格2.条件下的实用工具,包括蒸汽,冷却水也在表3中所示的。
资本成本和网络的能源成本可以通过薄膜数量计算出来，并且成本的计算可应用于任何换热器Eq：（1）。
CapitalCost=a+b(Area)c (1)
在这个方程式中,a,b和c是不变的。因此,“a”是压强的强度。“b”的作用是换热器材料和“c”的作用是各种不同类型的换热器;所以0
CapitalCost=30800+750(Area)0.81 (2)
关于利用换热器网络夹点技术减少能源消耗的调查
B.Raei和A.H.Tarighaleslami
Mahshahr科，化学工程学院，伊朗伊斯兰阿扎德大学，Mahshahr63519
收稿日期：4月27,2011接受日期：7,2011/7月发布：2010年12月20日 摘要：有多种方法可以提高效率的能源利用率和减少能源消耗。在本文中。所研究的是应用夹点技术在分析换热器网络(HEN),以减少一个热系统中的能源消耗。因此,在这个设计中，求解得到ΔTmin大约为10℃时区域的效率(α)是0.95。作者还描述了网格图和驱动力图为额外的分析。为了提高节能量，在诊断阶段传热从夹点自上而下是通过各种途径来验证,，包括重新测序，更换管道，增加热交换器和流体的分流。结果表明,该网络有一个潜在的能力来降低能耗，计划用夹点原则来减少单元能耗。对于夹点分析结果,为了减少能源消耗。换热器网络单元的改变是不必要的。获得的结果表明,恒定的换热网络完全证实了高效率区域是因为换热器通过了夹点并产生推力。 关键词:夹点技术,换热器网络、能源消耗、复合曲线、大组合曲线
1.介绍
在20世纪80年代末的,Umeda和他的同事在Chiyoda为了过程的最优化建立了新的技术。在1978到1982,这个团队提出过程分析的概念和复合曲线表明了如何评估单元消耗和通过这种方法实现热回收和减少热损失。同时,Linnhoff和他的同事提出分析换热器网络减少能耗等概念,介绍了一些概念如复合曲线，这是研究热能回收的一个重
要工具。但与Chiyoda团队相反,他们强调夹点是热回收关键,所以他们选择夹点技术这个名字用于此方法。随着时间的推移,夹点技术已经得到提升。和HEN一样,它被用于蒸馏塔、火炉、蒸发器、涡轮机和核反应堆中优化能源消费。夹点技术是基于热力学第一定律、第二定律的一种系统方法,这用于分析化学过程和公用事业。工业过程中夹点分析用于设计前能量和HEN成本的定义，还包括夹点的定义。这个方法中,在设计前,最低单元消耗,最小区域面积和最小传热单元数是所考虑过程的目标。在下一个阶段HEN的设计将用于实现该目标。最后,最低的年度成本用于比较能源成本和资本。因此,夹点分析主要目标是传热整合过程的优化,提高热回收和降低单元能耗。至于分析,首先,获得转变温度然后是温度和焓的情节吸引(占一半数量的最低温度是减小热流和添加冷流)图1显示了复合曲线和大组合曲线作为工具用于夹点分析。
图1.夹点分析工具：复合曲线和大组合曲线
复合曲线表明累加焓流率和HEN中冷热流体的温度之间的关系。在实践中复合曲线产生于超过一定温度范围的累加过程，冷热流体的结果标于大组合曲线上。
2.1 换热器网络的提出
在换热器网络中,网络中的换热器的设置是很重要的。为了呈现这个布置,用到“阶段”这个概念。在每个阶段,每个阶段热量输入和输出和用于特殊流体的整个换热器等同,并且最优换热网中的阶段数目不是太多。在本部分中,用于减小能量消耗的换热器网络分析的阶段得到了说明。减少能源消耗使用夹点技术进行解释。因为目标和设计是基于提取数据，任何错误和粗心数据组装都可导致完全虚幻的结果。在夹点分析中，一些设计数据，如供应和目标温度的流、信息流和热容都将会用到,另一方面,热换器的设计是与传热系数直接相关。因此,需要的数据包括流信息(流体流动、物理性质、供应和目标温度)、换热器数据(换热器几何、类型的流,和管壳属性)和经济信息成本的能源消耗(能源成本)和成本，换热器安装(资本成本)应该小心地提取和组装。
在表1中,提取必要的信息和示例网络为代表。在这个研究中,阿斯彭捏软件已经使用。
表1.提取的数据
正确的经济数据包括操作时间、利率和设备寿命对于成功的执行起到重要的作用。这个值显示于表格2.条件下的实用工具,包括蒸汽,冷却水也在表3中所示的。
资本成本和网络的能源成本可以通过薄膜数量计算出来，并且成本的计算可应用于任何换热器Eq：（1）。
CapitalCost=a+b(Area)c (1)
在这个方程式中,a,b和c是不变的。因此,“a”是压强的强度。“b”的作用是换热器材料和“c”的作用是各种不同类型的换热器;所以0
CapitalCost=30800+750(Area)0.81 (2)