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《基于流程模拟的_火用_计算方法及其应用_王东亮》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第29卷第9期计其机与左用化母Vol.29,No.92012年9月28日ComPutersandAPPliedChemistryS印tember28,2012基于流程模拟的烟计算方法及其应用王东亮,冯宵,李广播,刘永健(1.中国石油大学化学工程学院,北京,102249;2.辽宁大唐国际阜新煤制天然气有限责任公司,辽宁,阜新,123000)摘要:设计了一种基于流程模拟技术的物流炯计算方法,对化工过程物流进行准确而直接的烟计算,为炳分析和过程优化提供基础数据该方法将总胡计算分解为物理朋化学烟和混合烟三部分,从流程模拟软件HYSYS中提取规计算所需要的热力学数据,利用自定义用户变量的方法
2、实现朋计算算法同时,建立基于炳效率的过程系统定量评价方法,用于改进典型煤制天然气甲烷化装置能量回收系统优化调优后,装置的4.8MPa等级蒸汽产量增加18.4%,朋效率提高1.4%关键词:烟计算;流程模拟;能量优化;阂值问题中图分类号:TQ021.8文献标识码:A文章编号:1001一160(2012)09一1069一10741引言甲烷化装置优化换热网络作为化工过程系统中能量回收利用的重要2换热过程火用计算方法子系统,其本身设计及其公用工程设置水平的高低直接化工过程的规计算策略主要分为2个方向:一是直决定了过程系统的能耗和经济性近年来,以夹点技术接计算流股烟;二是计算过程的炳损失化工过
3、程流股和数学规划法为代表的两类方法逐渐趋于成熟,不仅温度,而且组成压力,相态等均在变化,采用传Gun血psen[,]Furman[2]以及Mora/,]分别对不同时期热集统方法直接计算流股的朋非常繁琐,常采用简化方法把成和换热网络综合方法的研究成果及论文进行了归纳总温度作为衡量能量品质的唯一指标,但造成计算上的不结和分析评价根据热力学第二定律,在换热过程中消准确,从而限制了炽理论的实际应用范围t9]耗的只是能量中的朋,相对于以冷热公用工程量来求采用计算过程烟损失的策略,主要有图解法和公式取耗能费用的夹点技术和数学规划法,基于烟分析和胡法两类方法在Limth护6]构建的ECC图中,
4、复合曲线之经济目标优化换热网络的方法也日益受到人们的重视间的面积即代表了换热过程的火用损失,该方法中爪仅早在1991年,Lirmho护4]和Gaggioli[s]进行了夹点和胡分析为温度的函数,应用具有很大的局限性靳遵龙[l0]在冷的比较研究,将一个新建硝酸装置集成到现有工厂中,热复合曲线以及公用工程曲线构成的平衡复合曲线上,结果显示,火用分析节约的费用是夹点技术的数倍,火用分采用分段积分的方式求解烟损失,五an罗]在此基础上,析是更强力的分析工具1992年,Linnho扮6]在夹点设计考虑了压降造成的流动朋损失计算上述方法仅适用换方法的基础上,将复合曲线图(CC图)以及总复合曲线
5、图热过程Feng[v]提出的.万图法,分别对热量功以及稳(GCC图)的纵坐标由温度T改为了卡诺因子叮,构建了流系统的O进行定义,适用范围不局限于换热过程,诸多爪一图,包括明复合曲线图(ECC图)和朋总复合曲线图研究者采用此方法但该方法也有其局限性,应用于换(Eoee图)1997年,Feng[7]提出了用一图(能级一烩图)热过程时小爪=1一习T,不考虑流动炽损失公式法具有的方法,O=火用/能量,结合夹点和烟分析的优点对组合式代表性的是李志红等[l21结合数学规划法提出的分解协调燃气涡轮系统进行多层次分析2006年,Ananthar~[8]求解方法图解法计算的炳仅仅是温度的函数
6、,因此不以Feng提出的能级概念为基础,提出了能级复合曲线图能反映压力变化的流动烟损失,公式法考虑了流动朋损法,用于分析甲醇合成装置的能量集成上述方法构成失的计算,但以换热物流的数学平均温差来计算烟损,了以朋为基础,能量集成研究的基石精确度不高然而,在实际的应用中,以朋为基础的换热网络优考虑到炽作为物质的一种属性,通过从流程模化方法远不如夹点法和数学规划法应用广泛一个非常拟软件提取朋计算需要的热力学数据,可简捷而准确的重要的原因就在于准确的朋或者烟损失计算问题,火用或进行烟计算,即基于流程模拟技术的蝴计算Hinde油止13者朋损失的准确求解是能量过程集成的基础本文在回通过AsPe
7、nPlus外置子程序(Ex喊om)实现烘计算,并应顾换热过程胡或者朋损失计算的基础上提出了一种基于用于合成气生产过程分析Montelongo一Lunal4]设计了开AspenHYsys流程模拟软件的烟计算方法,同时建立基源的朋计算器,并嵌入到开源流程模拟软件sim42中于炳效率的能量系统定量评价方法,应用于煤制天然气收稿日期:20一2一06一30;修回日期:2012一08一9荃金项目:国家重点
