换热网络设计与优化-习题讲解PPT参考课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,习题,：对最小温差,20,度，在四股物流间进行热量交换，建议采用如下图所示的换热网络，确定该网络是否具有最小的公用工程需求量，如不具有，设计一具有最小公用工程需求量的网络。作为另一种选择，设计一个换热器最少的网络。,1,2025/4/20 周日,解：,1,）提取流股信息,H1,150,60,FCP=2.5,H2,90,60,FCP=8.0,C1,20,125,FCP=2.5,C2,25,100,FCP=3.0,2,）画温度区间图,130,125,70,40,25,20,子网络序号,1,2,4,3,5,100,6,2,2025/4/20 周日,子网络 赤 字,序 号,D,k,/kW,I,k,O,k,I,k,O,k,（,3,）填问题表格,1,-12.5 0 12.5 77.5 90,2,0,12.5 12.5 90,90,3,90,12.5,-77.5 90 0,4,-150 -77.5,72.5 0 150,5,82.5 72.5,-10 150 67.5,热 流 量,/kW,D,i,I,i,Q,i,=(T,i,T,i,1,)(,Cp,C,Cp,H,）,6,12.5 -10 -22.5 67.5 55,3,2025/4/20 周日,得到如下信息：,在,T,min,=20,o,C,的情况下，夹点温度在90,o,C（,热流体夹点温度）和70,o,C（,冷流体夹点温度）之间，故,最小公用工程加热量,Q,H min,=77.5 kw,最小公用工程冷却量,Q,C min,=55 kw,4,2025/4/20 周日,（,4,）夹点之上换热网络设计,H1,，,FCP=2.5,C1,，,FCP=2.5,C2,，,FCP=3.0,150,90,125,70,100,70,137.5,12.5,77.5,FCP=2.29,FCP=0.21,5,2025/4/20 周日,（,5,）夹点之下换热网络设计,H1,，,FCP=2.5,C1,，,FCP=2.5,C2,，,FCP=3.0,90,60,70,20,70,25,50,135,90,60,H2,，,FCP=8.0,75,FCP=4.5,55,6,2025/4/20 周日,150,90,125,70,100,70,137.5,12.5,77.5,60,20,25,50,90,60,75,55,具有最小公用工程的换热网络,H1,H2,C1,C2,135,7,2025/4/20 周日,（,6,）具有最少换热器的网络设计,a,夹点之上调优,H1,C1,C2,150,90,125,70,100,70,137.5,12.5,77.5,夹点上方的最少换热设备单元数为：,U,min,=1,（热）,+2,（冷）+,1,（公用工程）-1=,3,现有换热设备单元数为,3,。,8,2025/4/20 周日,b,夹点之下调优,H1,C1,C2,90,60,70,20,70,25,50,135,90,60,H2,75,55,夹点下方的最少换热设备单元数为：,U,min,=2,（热）,+2,（冷）+,1,（公用工程）-1=,4,现有换热设备单元数为,4,。,9,2025/4/20 周日,150,90,125,70,100,70,137.5,12.5,77.5,60,40,25,50,90,60,75,55,最少换热设备单元数为：,U,min,=2,（热）,+2,（冷）+,2,（公用工程）-1=,5,现有换热设备单元数为,7,。因此需要断开回路。,135,20,10,2025/4/20 周日,150,125,100,137.5,12.5,20,25,50,75,55,135,125,100,212.5,12.5,20,25,50,55,150,145,60,40,11,2025/4/20 周日,125,100,212.5+x,20,25,50-x,55,150,145,60,12.5-x,135+x,125,100,225,20,25,37.5,55,150,60,147.5,35,77.5,77.5,90,74.5,71.6,温差小于,20,度,12,2025/4/20 周日,125,100,225,20,25,37.5,55+x,150,60,147.5-x,35,77.5+x,90,71.6,125,100,225,20,25,37.5,67.5,150,60,135,35,90,90,70,71.6,13,2025/4/20 周日,换热网络改造设计的基本步骤,1,、弄清现有换热网络的流程结构,2,、收集冷热流股数据,3,、确定能量回收目标和计算节能潜力,4,、应用夹点设计原则进行改造设计,5,、估算投资回收期和提交方案,14,2025/4/20 周日,15,2025/4/20 周日,解：,1,、认识现有换热系统,2,、收集物流数据,热容流率,初始温度,目标温度,kW/,H1,10,180,80,H2,2,130,40,C1,1.8,30,120,C3,4,60,100,3,、确定能量回收目标。取夹点温度,10,，对该网络用问题表格法，确定夹点温度,70,和,60,。能量目标为：最小热公用工程,48,个单位，最小冷公用工程,6,个单位。,16,2025/4/20 周日,3,、节能潜力,节能潜力,=,实际热公用工程量,最小热公用工程量,=10248=54,，节能潜力达,53%,。,4,、应用夹点设计原则进行分析改造。,17,2025/4/20 周日,用能不合理环节：夹点之上物流加热夹点之下物流，能量通过夹点。,通过夹点的能量,=,（,60-30,）,1.8=54,18,2025/4/20 周日,为了消除用能不合理环节，将冷物流,3,在夹点之下部分（,30,60,）的加热不用夹点之上的热物流，改用夹点之下的热物流，即用,70,以下的物流,H2,，为此增加一个换热器。,19,2025/4/20 周日,20,2025/4/20 周日,