换热网络夹点设计培训PPT.pptVIP

第四章 第三节 夹点设计 夹点设计法的原则 第一，应该避免有热流量通过夹点； 第二，夹点上方应该避免引入公用工程冷却物流； 第三，夹点下方应该避免引入公用工程加热物流。 要先从夹点着手进行物流间匹配换热的设计 离开夹点后，允许设计者更灵活地选择换热方案，但应当遵循尽可能地减少换热器设备个数的设计原则，以减少设备投资费用。 夹点匹配 夹点匹配可行性规则1 对于夹点上方（热端），热物流（包括其分支物流）数目NH不大于冷物流书目NC，即：NH≤NC 对于夹点下方（冷端），可行性规则1可描述为：热物流（包括其分支物流）数目NH不小于冷物流书目NC，即：NH≥NC 。 夹点匹配可行性规则2 对于夹点上方，每一夹点匹配中热物流（或其分支）的热容流率要小于或等于冷物流（或其分支）的热容流率，即FCp,H ≤ FCp,C 。 对于夹点下方，则上面的不等式变向，即FCp,H ≥ FCp,C 。 物流间匹配换热的经验规则 经验规则1 选择每个换热器的热负荷等于该匹配的冷、热物流中热负荷较大者，使之一次匹配换热可以使一个物流（即热负荷较大者）由初始温度达到了终点，这样的匹配，系统所需的换热设备数目最小，减少了投资费。 经验规则2 在考虑经验规则1的前提下，如有可能，应尽量选择热容流率值相近的冷热物流进行匹配，使得所选的换热器在结构上相对简单、费用低些。 例题 如表一个换热系统，指定热、冷流股间允许的最小传热温差△Tmin＝20℃。设计一个换热网络，其具有最大的热回收。 解：采用问题表格，确定出系统所需的最小热、冷公用工程负荷分别为QH,min＝107.5kW，QC,min＝40kW；夹点处热物流的温度为90℃，冷物流温度为70℃。 问题表格 热端的设计1 热端的设计2 热端的设计3 冷端的设计1 冷端的设计2 整体设计 夹点设计法的步骤 （1）选取最小温差?Tmin； （2）计算在?Tmin下的最小公用工程量； （3）利用总合成曲线确定所需公用工程品位及其用量； （4）如果该问题有夹点，将其从夹点处分为两部分（子问题）分别处理。夹点以上只需要加热流股，夹点以下只需要冷却流股。 （5）估计不同部分的换热器数量为N－1，N为每一部分的流股数（包括公用工程物流）； （6）生成网络，对每个子问题，先从夹点开始设计，采用夹点匹配可行性规则及经验规则，决定物流间匹配换热的选择以及物流是否需要分支。即夹点以上遵循NH≤NC，CPH≤CPC；夹点以遵循NH≥NC，CPH≥CPC。 （7）去除热量循环。 例题 问题表格 * （a）夹点上方的不可行匹配 （b）夹点上方的可行匹配（采用冷物流分支） （c）夹点上方的可行匹配（设置加热器H） （a）夹点下方的不可行匹配 （b）夹点下方可行匹配（采用热物流分支） （c）夹点下方夹点处的可行匹配（设置冷却器C） （a）夹点之上可行的匹配 （b）夹点之上不可行的匹配 （a）夹点之下可行的匹配 （b）夹点之下不可行的匹配 225 100 25 3.0 C2 262.5 125 20 2.5 C1 240 60 90 8.0 H2 180 60 150 2.0 H1 热负荷 kW 终了 温度 ℃ 初始 温度 ℃ 热容 流率 kW/℃ 物流 标号 0 12.5 -12.5 6 0 82.5 -82.5 5 300 165 135 4 60 165 -105 3 50 62.5 -12.5 2 10 0 10 1 子网热量累积 子网吸收热量 C1C2 H1H2 子网热量累积 子网放出热量 有外界供热 净热量累积 子网净热量 冷物流 热物流 子网号 0 10 60 123 420 420 420 1