石化装置余热吸收式制冷系统分析与优化

摘要

大型石化企业生产过程中有大量的低温余热被冷却排放，同时装置中还需要采用电或蒸汽驱动制冷机制取一定的冷量。利用余热来驱动溴化锂制冷机制取装置中需要的冷量是目前石化行业余热回收的一个趋势。对于优化能源利用结构，提高能源利用率，节约能源，环境保护等都有十分重要的现实意义。 首先，本文讨论了单效余热吸收式制冷机的串联系统和并联系统，并对单效余热吸收式制冷机的设备的热负荷、传热面积、传热系数的计算进行了探讨。其次，分别建立了基础热物性参数计算模型、热力参数计算模型、制冷机目标函数模型和约束方程，并结合石化企业的实例进行了建模，应用Matlab程序中的fmincon函数即序列二次规划函数编制了相应的设计计算程序进行优化分析计算：然后分别以最大热力系数、最小换热面积和最小面积性能比为目标函数，对单效余热吸收式制冷循环系统进行优化；通过优化分析对比，得出以最小面积性能比为目标函数的优化能真正反映制冷系统的综合性能的结论。最后，通过对各种运行参数对于溴化锂制冷机的影响和工程实例的运行分析，讨论了溴化锂制冷机性能提高的途径，并得到了一些有用的结果。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1研究的背景

1.2溴化锂制冷技术发展及其优化研究情况

1.2.1溴化锂制冷技术的发展

1.2.2溴化锂吸收式制冷机的优化研究

1.3本文研究的基本内容

2余热吸收式制冷循环分析

2.1单效余热吸收式制冷机的循环原理

2.1.1单效余热吸收式制冷机的串联系统

2.1.2单效余热吸收式制冷机的并联系统

2.2制冷机的各主要设备的热负荷

2.3单效余热吸收式制冷机的传热计算

2.3.1传热计算公式

2.3.2各换热设备传热面积的计算

2.3.3传热系数的确定

2.4单效余热吸收式制冷机的结晶分析及控制对策

2.4.1溴化锂制冷机的结晶分析

2.4.2溴化锂制冷机的结晶的控制对策

2.5本章小结

3单效余热吸收式制冷机的系统建模及设计计算

3.1设定基础热物性参数

3.1.1水和水蒸汽的热物性参数计算模型

3.1.2溴化锂溶液的热物性参数计算模型

3.2溴化锂制冷机的热力参数

3.2.1溴化锂制冷机初始参数的设定

3.2.2溴化锂制冷机设计参数的选定

3.3单效余热吸收式制冷机的计算程序

3.3.1溴化锂吸收式制冷机的优化计算方法

3.3.2溴化锂吸收式制冷机的目标函数模型

3.3.3溴化锂吸收式制冷机的优化计算程序

3.4单效余热吸收式制冷机的设计计算及验证

3.4.1单效余热吸收式制冷机的设计计算

3.4.2单效余热吸收式制冷机设计验证

3.5本章小结

4单效余热吸收式制冷循环系统参数优化分析

4.1单效串联余热吸收式制冷循环系统参数优化分析

4.1.1以最大热力系数为优化目标

4.1.2以最小换热面积为优化目标

4.1.3以最小面积性能比为优化目标

4.2各种运行参数变化对计算结果的影响

4.3溴化锂制冷机的运行分析

4.3.1溴化锂制冷机的参数分析

4.3.2溴化锂制冷机的效益分析

4.4溴化锂制冷机的性能的提高途径

4.5本章小结

结论

参考文献

附录A 部分参数优化代码

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢