换热网络设计与优化-习题讲解.ppt

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1、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。解：1）提取流股信息H1150————60FCP=2.5H290————60FCP=8.0C120————125FCP=2.5C225————100FCP=3.02）画温度区间图13012570402520子网络序号124351006子网络赤字序号Dk/kWIkOkIkOk（3）填问题表格1-12.5012.57

2、7.5902012.512.5909039012.5-77.59004-150-77.572.50150582.572.5-1015067.5热流量/kWDi＝Ii－Qi=(Ti－Ti＋1)(∑CpC－∑CpH）612.5-10-22.567.555得到如下信息：在Tmin=20oC的情况下，夹点温度在90oC（热流体夹点温度）和70oC（冷流体夹点温度）之间，故最小公用工程加热量QHmin=77.5kw最小公用工程冷却量QCmin=55kw（4）夹点之上换热网络设计H1，FCP=2.5C1，FCP=2.5C2，F

3、CP=3.0150901257010070137.512.577.5FCP=2.29FCP=0.21（5）夹点之下换热网络设计H1，FCP=2.5C1，FCP=2.5C2，FCP=3.0906070207025501359060H2，FCP=8.075FCP=4.555150901257010070137.512.577.56020255090607555具有最小公用工程的换热网络H1H2C1C2135（6）具有最少换热器的网络设计a夹点之上调优H1C1C2150901257010070137.512.577.5夹点

4、上方的最少换热设备单元数为：Umin=1（热）+2（冷）+1（公用工程）-1=3现有换热设备单元数为3。b夹点之下调优H1C1C2906070207025501359060H27555夹点下方的最少换热设备单元数为：Umin=2（热）+2（冷）+1（公用工程）-1=4现有换热设备单元数为4。150901257010070137.512.577.56040255090607555最少换热设备单元数为：Umin=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。1352015012510

5、0137.512.52025507555135125100212.512.5202550551501456040125100212.5+x202550-x551501456012.5-x135+x125100225202537.55515060147.53577.577.59074.571.6温差小于20度125100225202537.555+x15060147.5-x3577.5+x9071.6125100225202537.567.5150601353590907071.6换热网络改造设计的基本步骤1、弄清现有

6、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/℃℃℃H11018080H2213040C11.830120C34601003、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。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=102—48=54，节能潜力达53%

7、。4、应用夹点设计原则进行分析改造。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。