基于vc编程的换热网络综合软件设计

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1、第27卷第5期计算机与应用化学Vo1．27．No．52010年5月28日ComputersandAppliedChemistryMay，2010基于VC编程的换热网络综合软件设计张贝克，李文博，任丽静，马昕(1．北京化工大学信息科学与技术学院81号信箱，北京，100029；2．河北化工医药职业技术学院，河北，石家庄，050026)摘要：针对利用夹点技术设计换热网络时，计算时间长、强度大、过程复杂等特点，本文研究换热网络夹点技术，基于VC而设计夹点技术的换热网络综合软件。该软件可以根据冷、热物流相关数据，计算出系统所需要的冷、热公

2、用工程的数值；绘制出换热系统的组合曲线、全局温焓曲线以及热级联图。同时，该软件还可根据换热网络设计规则设计换热网络；找出热负荷回路以及热负荷路径，合并换热器，满足不同最优换热网络目标的要求。该软件可大量节省计算时间，减小计算强度，简化计算过程。关键词：换热网络；夹点技术；软件设计中图分类号：TQ015．9；TP391．9；06—39文献标识码：A文章编号：1001-4160(2010)05-605-6091引言线可以左右平移。物流线的斜率是物流的热熔流率(C)，热熔流率越大，所含的热量就越多，物流线也越平缓。当今社会，能源的节约

3、、回收、合理利用，日益被人们关2．2组合曲线图注。在各生产行业中，化工企业的用能量尤为突出，而热交多股物流在相同的温度范围内可合并为一复合曲线。换过程是化工生产中的基本过程，所以换热网络是能量循环为了在图上标出焓值，需要为冷、热物流规定基准点。基准利用的重要子系统-2,16]。所谓换热网络就是将生产过程点可以任意选取，组合曲线绘制的过程如下：中需要冷却或加热的物流匹配换热器，形成交换网络，实现(1)对于热物流，取其中最低温度，设在时的=能源的回收利用，减少公用工程的用量。在化工生产中，相日。，以之作为基准点。从71开始向高温区移

4、动，计算每一个同的生产工艺，换热网络设计得越合理，则公用工程和换热区间上的积累焓，用积累焓对作图，得到热物流组合曲线。设备总费用越小，生产成本就越低。(2)对于冷物流，取其中最低温度T，设在T时的H=优化换热网络的方法很多，其中以Linnhof等为代表的。(>HH。)，以此作为基准点。从r开始向高温区移动，夹点技术能揭示问题的本质，为计算换热网络系统最大可回计算每一个区问上的积累焓，用之对作图，得到冷物流组收热能，最小冷、热公用工程提供热力学理论基础，所以最常合曲线。用。但是夹点技术比较繁琐，计算量较大，且相关夹点2．3问题表格

5、法技术软件如Aspen、THEN、Hextran等专业性又很强，更受版问题表格法是夹点技术中最基本的计算方法”，权所限制，不便于推广J。因此，开发1个界面既简单友好计算步骤如下：且功能又强大的夹点技术软件非常必要。本文设计换热网(1)根据工程设计要求，确定冷、热物流之间允许的最络，综合一夹点技术软件的功能及界面，并举实例说明。小温差△Tm；；(2)将热物流的始温、终温减去最小温差再除以2即2夹点技术△r，m／2，将冷物流的始温、终温加上△。／2，然后将冷、热夹点技术以热力学第二定律作为理论基础，根据系统中物流的初始温度、目标温度

6、一起按大到小排序，分别用，，⋯，冷、热物流的温度条件及换热要求，从宏观角度分析换热系+表示，划分为n个温度区间；统，找出其中的“瓶颈”，及受其限制的换热系统中的最大(3)平衡每个温区的流股焓，以确定热量的净需求量：可回收热量和最小使用冷、热公用工程用量。D；：，一0=(—+)(∑F。一∑F)(1)2．1温焓图式中，D为区间的净热需求量；，为输入到第i个区间的热温焓图(T—H图)描述物流的热特性简单明了。其纵轴量。表示从第i一1个温区传递的热量，或表示从外部加为温度(单位K或℃)，横轴为焓H(单位kW)-8]。物流热器获得的热量；

7、Q为从第i个温区输出的热量。这个量或的热量用横坐标2点之差的距离(即焓差AH)来表示，物流表示传递给第i+1个温区的热量，或表示传递给外部冷却收稿日期：2009-09-07；修回日期：2009．12-03作者简介：张贝克(1976一)，男，浙江湖州人，博士，教授．通讯作者：马昕(1975一)，女，辽宁沈阳人，博士，讲师，E—mail：simusafe@gmail．con计算机与应用化学2010，27(5)器的热量。终网络的总费用。(4)设第1个温区从外界输入的热量，。为零，则该温区(4)修改最小传热温差，重复步骤(1)～(3)。

8、的热量输出为：Q：，。一D=一D。根据温度区之间热量传经过计算，选总费用最小的方案作为最终换热网络，用递的特性，假定各温度区间与外界都不交换热量，则有：于施工。，I+。=Q(2)Q⋯：+一D⋯=Q一D(3)4换热网络软件综合设计利用上述关系，将算出的结果列入问题