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1、第39卷第2期石油化工设备Vol139No122010年3月PETRO2CHEMICALEQUIPMENTMar.2010文章编号:100027466(2010)0220018205换热网络操作夹点的求解与分析孙文涛,胡永锁(中国石油工程建设公司,北京100011)摘要:从操作的角度研究换热网络结构已定或网络正在运行情况下的操作夹点,在验证了管壳式热交换器动态机理模型有效性的基础上,提出基于动态机理模型,应用MATLAB/SIMULINK求解换热网络的最小温差和操作夹点位置,归纳了影响其变化的主要因素。以简单换热网络和现场原油换热网络为例进行验证,
2、深入分析了最小温差的变化趋势。关键词:换热网络;操作夹点;最小温差;动态机理模型中图分类号:TQ02118文献标志码:ASolutionandAnalysisoftheOperatingPinchPointinHeatExchangerNetworksSUNWen2tao,HUYong2suo(ChinaPetroleumEngineering&ConstructionCorporation,Beijing100011,China)Abstract:Theoperatingpinchpointwasstudiedwithfixedheatexcha
3、ngernetworks(HEN)andrunnigHENfromtheaspectofoperation.WithverificationofthedynamicmechanicmodelbasedonTube2shellheatexchanger,anewdynamicmodelwasdevelopedtoobtaintheminimumtemperaturedifferenceofHENandthelocationofoperatingpinchpointbyusingMATLAB/SIMULIN.Leadinginfluencingfact
4、orsfortheminimumtemperaturedifferenceofHENandthelocationofoperatingpinchpointwerealsodiscussed.Theeffectivenessofthenewmodelwastes2tifiedbyusingasampleHENandapracticalcrudeoilHENwithdeepanalysisonthetrendofminimumtemperaturedifference,whichwouldlayasolidbaseforoptimizationofHE
5、Noperationandforabettereconomicalperformance.Keywords:heatexchangernetwork;operatingpinchpoint;theminimumtemperaturediffer2ence;dynamicmechanicmodel夹点设计是针对某一给定的操作条件而进行况下,根据热交换器热平衡方程和传热方程求解最[1]的,夹点的意义仅在于它代表网络完成能量回收小温差稳态值,并通过管壳式热交换器动态数学模目标时所具有的最小温差的地方。在实际生产当型求解其动态值,但是这种方法计算过程复杂,
6、结果中,炼油化工过程的生产条件经常在某一范围内波也不够精确。动,网络的最小传热温差往往大于设计的最小温差影响换热网络费用的因素主要包括换热面积、值。针对这一情况,TrivedikK在1990年提出了单元数以及冷热公用工程。对于换热网络结构已定[2]伪夹点的概念和双温差法,但其将EMAT(网络或正在运行的换热网络,影响其费用的因素主要是中热交换器换热所允许的最小温差)当成优化变量冷热公用工程。根据夹点原理,最小温差降低公用是错误的,而且双温差法很难解决复杂网络的实际工程减小。因此,对最小温差的深入研究是换热网问题。文献在[3]假设物流热容不变且无相变
7、的情络节能降耗的关键问题。收稿日期:2009211218作者简介:孙文涛(19742),男,山东海阳人,工程师,学士,主要从事石油工程建设工作。第2期孙文涛,等:换热网络操作夹点的求解与分析·19·文中从操作的角度对换热网络结构已定或网络正在运行的情况下最小温差和操作夹点位置的求解方法进行分析,论述了应用管壳式热交换器的动态机理模型求解最小温差的方法。对生产条件波动和在网络运行中设备结垢情况下最小温差的变化规律进行分析。以简单换热网络和现场复杂原油换热网络为例验证模型仿真结果的准确性,采用动态机理模型求解并分析其最小温差。1操作夹点的求解与分析(a
8、)流型I1.1操作夹点的求解在生产操作中,实际冷、热流体之间传热最小温[4,5]差的位置即为操作夹点处。对于管壳式热交换器
