本文選題：換熱網(wǎng)絡(luò)綜合　切入點：火積　出處：《青島科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：過程系統(tǒng)工程的一個重要的研究內(nèi)容是換熱網(wǎng)絡(luò)綜合,對高耗能的過程工業(yè)實現(xiàn)節(jié)約資源、提高能源的利用率具有重要意義。在換熱網(wǎng)絡(luò)綜合方法中,夾點分析法可以確定換熱網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能目標,得到與能量目標一致的最大熱回收換熱網(wǎng)絡(luò),但不能確定換熱網(wǎng)絡(luò)的熱效率;熵分析法和?分析法雖然能計算換熱網(wǎng)絡(luò)的熱效率,但是不能得到換熱網(wǎng)絡(luò)中的匹配關(guān)系。若能提出一種換熱網(wǎng)絡(luò)綜合策略,以熱效率為優(yōu)化目標,指導(dǎo)換熱網(wǎng)絡(luò)的合成,實現(xiàn)能量最大回收利用,而且具有科學(xué)意義。從換熱網(wǎng)絡(luò)存在火積耗散量的不可逆性出發(fā),首先討論了基于火積的傳熱狀態(tài)圖,從而確定了溫度-熱流圖,然后研究了冷、熱物流及公用工程火積量、火積耗散量、火積回收量間的關(guān)系,并提出了基于火積的換熱網(wǎng)絡(luò)能量目標的確定方法。接著分析了基于火積的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合問題,提出了火積量守恒準則、火積耗散量最小準則、溫差最小準則和熱勢能傳遞不可逆性準則的4個換熱網(wǎng)絡(luò)匹配準則。根據(jù)能量目標的確定方法和匹配準則得到了最高火積傳熱效率的換熱網(wǎng)絡(luò),從而形成了完整的基于火積的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合策略。為了驗證基于火積的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合策略的正確性,對柴油加氫裝置和汽油吸附脫硫裝置進行基于火積的換熱網(wǎng)絡(luò)節(jié)能研究。結(jié)果表明:柴油加氫裝置需要8.543×106 kW·K的最小熱公用工程火積量和7.428×106 kW·K的最小冷公用工程火積量,利用基于火積的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合策略,得到了與能量目標一致的最高火積傳遞效率換熱網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)了節(jié)約熱公用工程47.72%和冷公用工程41.19%,火積傳遞效率從69.77%提高到92.29%,投資回收期為0.71年;汽油吸附脫硫裝置需要8.196×105kW·K的最小熱公用工程火積量和5.506×105 kW·K的最小冷公用工程火積量,利用基于火積的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合策略,得到了與能量目標一致的最高火積傳遞效率換熱網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)了節(jié)約熱公用工程75.75%和冷公用工程71.60%,火積傳遞效率從77.63%提高到91.07%,投資回收期為0.38年。結(jié)果驗證了基于火積的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合策略的正確性。并通過兩個裝置換熱網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能研究,都得到了與能量目標一致的換熱網(wǎng)絡(luò),又證明了該策略的通用性,可以提高實際工業(yè)化生產(chǎn)裝置的節(jié)能效果,實現(xiàn)了能量的有效利用。
[Abstract]:One of the important research contents of process system engineering is the synthesis of heat exchanger network, the process of high energy consuming industry to economize resources, is of great significance to improve the utilization rate of energy. In the heat exchanger network synthesis method, pinch analysis method can determine the energy saving target of heat exchanger network, the maximum heat recovery and energy targets get the heat exchanger network, but can not determine the thermal efficiency of the heat exchanger network; entropy analysis method and analysis method? Although can calculate the thermal efficiency of the heat exchanger network, but can not be changed, relationship between the thermal network. If we can put forward a heat exchanger network synthesis strategy, taking thermal efficiency as the optimization goal, synthetic guidance the heat exchanger network, to achieve maximum recycling energy, but also has scientific significance. Starting from the irreversibility of heat exchanger network existence of entransy dissipation quantity, firstly discusses the state diagram based on entransy transfer, so as to determine the temperature and heat flow diagram, Then the cold heat, logistics and utilities fire volume, entransy dissipation quantity, relationship between the amount of fire product recovery, and proposes a method for determining the heat exchanger network energy target based on entransy. Then analyzes the synthesis problem of heat exchanger network fire product based on the entransy conservation standards, the amount of the minimum entransy dissipation criterion, and the criterion of minimum temperature difference between the heat energy transfer irreversibility criterion 4 heat exchanger network matching criterion. According to the energy method to determine the target and the matching principle, obtained the heat exchanger network maximum entransy heat transfer efficiency, thus forming a complete thermal network for comprehensive strategy based on entransy to. Verification of heat exchanger network synthesis strategy is correct based on entransy, diesel hydrogenation unit and gasoline adsorption desulfurization unit of energy-saving heat exchanger network based on entransy. The results show that most of diesel oil and small heat hydrogen device requires 8.543 x 106 kW - K Minimum cooling utilities utilities volume and fire fire 7.428 * 106 kW K volume, the use of comprehensive strategy for thermal network based on entransy, obtained the highest fire target product is consistent with the energy transfer efficiency of the heat exchanger network, can save the hot utilities and 47.72% cold utilities 41.19%, entransy transfer the efficiency is increased from 69.77% to 92.29%, the payback period is 0.71 years; the minimum cold utilities fire minimum heating utility gasoline adsorption desulfurization device requires 8.196 x 105kW K fire volume and 5.506 x 105 kW K volume, the use of comprehensive strategy for thermal network based on entransy, obtained the highest consistent fire the target product and energy transfer efficiency of the heat exchanger network, can save the hot utilities and 75.75% cold utilities 71.60%, entransy transfer efficiency increased from 77.63% to 91.07%, the payback period is 0.38 years. The results show the thermal network ensemble selection based on entransy transfer Through the energy conservation research of the two heat exchanger networks, we get the heat exchanger network which is consistent with the energy target, and prove the universality of the strategy. It can improve the energy saving effect of the actual industrial production device and achieve the effective utilization of energy.

【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE965

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本文編號：1729292