换热网络

摘要： 换热网络优化是化工过程系统工程领域的研究难点,其数学模型具有高度的非凸、非线性,在使用单一启发式算法优化时,往往具有局限性。研究以换热网络的年综合费用最小为目标,针对强制进化随机游走(RWCE)算法在优化时由于个体间独立进化,导致优化过程中信息缺乏交流的问题,提出将遗传算法(GA)与其混合。混合后的算法在保持前一半优势种群中的个体单独进化的基础上,通过周期性的交叉、变异等操作产生子代来替换掉劣势种群,从而增强了原有算法的整型变量优化能力,并弥补了弱势个体无法更新的不足。为了兼顾算法在大种群下优化有分流换热网络的计算效率,节约时间成本,使用OpenMP系统将混合算法实现了并行化设计。通过三个不同规模的换热网络问题对并行后的混合算法进行验证,结果表明该算法能在有效提升优化质量的前提下相比串行算法大幅缩短计算时间,其中两个算例突破了目前文献最优解。

摘要： 常减压蒸馏装置是化工企业生产中一种极为重要的装置,该装置在实际应用中具有操作参数耦合程度大、高能耗的特点,能够让其呈现出良好的分离效果。而常减压蒸馏装置在运行的过程中会消耗掉较多的能量,在节能环保的要求下,减少常减压蒸馏装置的耗能逐渐成为了一项需要重点关注和解决的问题。基于此,以常减压蒸馏装置为主要研究对象,着重对常减压蒸馏装置的换热网络综合设计及优化进行了研究和分析。

摘要： 原油石化装置的换热器常受到结垢影响,导致换热器性能衰退严重,换热网络性能也会随之衰退,同时换热器之间的耦合关系,导致不同换热器的性能衰退对换热网络整体性能变化的影响不同。以往的清洗决策主要是根据单台换热器性能衰退到一定程度来制定的,这会导致换热网络整体可能处在较差的运行状态。因此,本文提出一种基于智能预测和机理模型的换热网络清洗决策方法,基于换热器的运行数据建立智能预测模型,获得换热器性能变化趋势,结合换热网络的性能模拟模型,进一步获得换热网络的性能变化趋势,从而从换热网络整体性能变化的角度来制定清洗方案。研究表明,对收集到的原油换热器运行数据,建立神经网络预测模型,具有较好的预测精度。通过对原油精馏装置换热网络的案例分析,当HE1、HE2和HE5三台换热器同时发生性能衰退时,换热网络年度公用工程能耗费用将增加12.1%。与传统基于单台换热器性能衰退情况制定的清洗方案相比,从换热网络整体性能衰退角度制定的清洗方案,年度额外公用工程费用减少13.1%,损失费用减少14.1%,年度总费用减少13.8%,而清洗次数仅增加3台次。

摘要： 某公司轻质凝析油加工装置中,稳定塔底加热蒸汽经疏水器返回至软化水系统。该系统在实际运行中发现稳定塔进料温度未能达到预期目标值,同时由于部分加热蒸汽乏汽余热偏大,导致软化水温度上升,锅炉上水泵容易抽空,存在安全隐患。通过利用装置现有闲置换热器,对稳定系统进行换热网络优化调整,现对优化效果进行分析总结。

摘要： 常减压蒸馏作为原油加工的第一道工艺,服务于全厂加工流程,其装置用能约占炼厂能耗的五分之一,对企业炼油综合能耗有重要的影响。应用Aspen HYSYS软件模拟某企业的常减压装置,利用夹点技术进行用能分析,通过中段取热方式调整和换热网络优化,使换热终温提高5°C以上;并结合全厂生产流程,优化调整常压塔进料过汽化率,使加热炉负荷降低6.58%,有效降低了装置能耗。

摘要： 针对某炼油厂13.0 Mt/a常减压蒸馏装置能耗高的问题,结合实际运行工况,重点围绕如何降低燃料和1.0 MPa蒸汽消耗,实施了减二线至产品储罐区的流程改造,用燃料气替代产品储罐氮封的技措,以及Robust-IPC全流程智控技术应用的节能综合优化措施。结果表明:技改后,装置常压炉、减压炉的含氧体积分数均降至1.8%,热效率分别提高了0.12,0.14个百分点;燃料气中含N2体积分数月平均降幅4.9个百分点,燃料气热值提高了3443.02 J/g;换热网络的换热终温提高了3.59°C,节约燃料消耗330.5 kg/h;稳控了减压塔残压,使1.0 MPa蒸汽能耗(以标准油计,下同)月平均降低了0.128 kg/t;装置综合能耗由8.550 kg/t降至7.750 kg/t,降幅为9.36%。

摘要： 针对某石化企业70×10^(4) t/a汽油加氢装置,采用夹点技术对汽油加氢装置的换热网络进行分析与节能优化,实现装置内高品质热源的梯级利用,消除了违背夹点规则的不合理传热现象。以最小传热温差18°C确定换热网络能量目标,该装置现最小传热温差为50°C,现热公用工程能耗3.48×10^(7) kJ/h,冷公用工程能耗5.24×10^(7) kJ/h;优化后所需最小热公用工程能耗2.52×10^(7) kJ/h,最小冷公用工程能耗4.3×10^(7) kJ/h;具有热公用工程节能潜力为27.6%,冷公用工程节能潜力为17.9%。优化改造后可节约热公用工程27.3%,冷公用工程17.6%。该优化方案的总投资94.6万元,经济效益为594.3万元/a,投资回收期为2个月。

摘要： 苯、甲苯、二甲苯作为重要的基础化工原料,目前主要来源于石油裂解,而我国富煤少油,同时煤基甲醇产能过剩,因此需积极发展煤基甲醇制芳烃(MTA)生产工艺,对石油制芳烃进行补充,同时在“双碳”背景下,加强节能减排。MTA工艺流程主要分为4部分,即甲醇芳构化单元、芳烃-非芳烃分离单元、芳烃分离单元和非芳烃分离单元。根据不同物质及操作条件对MTA各单元选取了不同物性方法,分别为PRMHV2、UNIFAC、SRK、PENG-NOB,并修正其反应动力学参数,使模拟结果与试验结果基本一致。在此基础上,利用Aspen Plus对MTA工艺进行全流程模拟,通过灵敏度分析,优化了反应器、萃取精馏塔、甲苯提纯精馏塔的操作条件,最后采用变压精馏、完全热耦合精馏方法完成节能改造,并利用Aspen Energy Analyzer对工艺流程进行换热网络优化。结果表明,优化得到的反应器最佳反应条件为470°C,催化剂用量为7000 kg,萃取精馏塔的最佳萃取剂用量为10000 kg/h,甲苯提纯精馏塔的塔板数量为59,进料位置为29,回流比为3。节能改造后,变压精馏节约能耗43%,CO_(2)排放量降低227.3 kg/h;完全热耦合精馏节约能耗56.26%,CO_(2)排放量降低185.5 kg/h。经换热网络优化,MTA工艺节约能耗52.82%,即36.34 MW,减少CO_(2)排放量64.40%,即6282 kg/h。最终主产物的模拟结果为:纯度97.89%的苯产量397.28 kg/h,纯度99.99%的甲苯产量2772.81 kg/h,纯度99.99%的二甲苯产量5486.49 kg/h。利用化工流程模拟软件对MTA工艺进行操作条件优化及节能改造,为实现MTA工艺工业化提供了参考意义,同时符合我国节能减排要求。

摘要： 调整精馏塔的操作条件是节省塔能耗的有效途径之一,然而在对已有装置进行用能优化时,需同时考虑精馏塔操作条件对塔能耗和换热网络能耗的影响。基于装置所有流股的冷热复合曲线,针对跨夹点的精馏塔,同时考虑了精馏塔的再沸、冷凝以及过程流股,分析了塔压变化对装置公用工程消耗的影响,并对某连续重整装置汽提塔进行了案例分析。结果显示,塔压降低可使冷凝器能耗增加,再沸器能耗减小,而对于塔顶塔底出装置流股,塔压降低可节省冷却公用工程但增加加热公用工程。装置总体的节能效果为塔顶冷凝器、塔底再沸器和塔顶塔底出装置流股节能效果的综合作用。对某连续重整装置汽提塔分析表明,塔压降低200.0 kPa时,其加热公用工程用量将减少577.5 kW。

摘要： 针对启发式方法优化换热网络在优化后期易陷入局部极值的问题,提出一种阻尼优化方法,即通过引入延缓概率的概念,以一定的概率不接受费用下降的结构,延缓该结构形成固定匹配,避免因连续变量优化过快导致整型变量优化不充分而陷入局部最优。通过探讨不同阶段的优化特点及优化陷入局部极值的成因,进而提出分阶段延缓策略,合理调控延缓条件以及延缓概率的取值,从而提高算法的全局搜索能力。最后采用四个不同规模的算例进行验证,结果表明该方法可有效地跳出局部最优解,促进结构的进一步优化。

摘要： 夹点技术作为一种成熟的过程系统用能分析方法,在过程工业中已取得显著的节能效果,本文首先利用夹点技术对天然气净化装置脱硫单元换热网络进行了分析,确定了夹点温度,并结合脱硫单元物流实际情况按照夹点技术换热网络设计准则对天然气净化装置脱硫单元换热网络进行了优化设计,核算结果显示优化后的换热网络换热器减少了两台,热公用工程量节约30248kW,冷公用工程量节约30251.2kW,回收利用能量为99774.2kW,大幅提高了能量利用率,节能效果显著.

摘要： 分离系统与换热网络的有效热集成在不考虑分离过程的换热网络总复合曲线的基础上，考虑分离系统在整个过程系统中的位置。若一分离系统正好跨越夹点，可以通过改变压力将其位置移到夹点之上或之下，以实现与过程的热集成。如果分离系统的热负荷很大，在背景过程中找不到合适的能量级来提供其全部热负荷时，可以以成本最优为依据用不完全的热集成;减小回流比;将热负荷适当分配在几个子系说中，各自与背景过程实现热集成;采用多效流程。

摘要： 介绍了夹点理论在换热网络集成优化过程的原理,和采用夹点理论对换热网络集成优化的步骤、物流匹配原则;通过某氯碱企业的一个实例,介绍了采用Aspen Energy Analyzer软件对换热网络的集成优化的过程.

摘要： 常减压蒸馏装置是炼油厂的用能大户之一,其能耗占燃料型炼厂总能耗的14％～15％.因此对常减压换热网络进行合理优化,尽可能降低常减压装置的能耗具有非同寻常的意义.现以福建联合石化的新常减压装置所提供的工艺物流数据为基础,利用专用的优化软件,以夹点技术法为理论依据,对常减压装置进行全流程换热网络优化并给出最优的操作条件,对常减压优化后的换热网络进行了能耗经济核算.

摘要： 炼油工艺过程中,换热网络的用能优化与分馏系统的运行密切相关,分馏系统的用能优化是换热网络能量优化的必然要求.本文以Aspen Tech软件为工具,通过建立荆门分公司3.5Mt/a常减压装置分馏系统和换热网络的模型,在能量优化利用的前提下重点对常压塔底汽提蒸汽量、常压炉出口温度、常压塔中段回流、常二线和常三线抽出量等参数进行了优化调整,以此为基础,建立了装置现有换热网络的能量分析模型,利用夹点技术对现有换热网络进行了用能分析,投出了网络中跨夹点传热的换热器并提出了改进建议.

摘要： 本文应用夹点分析技术对中国石化广州分公司乙烯装置换热网络进行研究,对换热网络进行稳态流程模拟,确定夹点温差为16.8°C,发现低温热回收过程存在调优空间,经过换热物流匹配分析,提出"碳二加氢进料预热优化"和"除盐水预热优化"两个换热流程改造措施,为乙烯装置用能优化提供技术支持.

摘要： 常减压蒸馏装置是炼油厂的用能大户之一,其能耗占燃料型炼厂总能耗的14％～15％.因此对常减压换热网络进行合理优化,尽可能降低常减压装置的能耗具有非同寻常的意义.现以联合石化的新常减压装置所提供的工艺物流数据为基础,利用专用的优化软件,以夹点技术法为理论依据,对常减压装置进行全流程换热网络优化并给出最优的操作条件,对常减压优化后的换热网络进行了能耗经济核算.

摘要： 针对大规模复杂换热网络全局热集成问题,提出了换热网络结构序列的两种生成方法:随机序列生成法和M进制序列生成法,分析研究表明,基于结构性能连续原理的M进制序列生成法能将物理问题与数学方法统相结合,实现复杂整型变量的降维处理,成为一种不同于传统整型变量连续性松弛技术的新方法,为连续变量全局最优化技术提供了应用基础.

摘要： 标准粒子群算法(PSO)作为换热网络全局优化的一种启发式方法,存在进化后期收敛速度慢、易于陷入局部极值点的缺陷,且对于复杂问题可能找不到全局最优解.本文提出结合强制跳出策略的PSO算法来优化换热网络,在利用PSO算法优化换热网络得到局部最小解之后,采用强制跳出策略,改进粒子群算法的全局最优解的搜索路径,不断向全局最优解逼近.通过算例验证了以上策略的有效性.

摘要： 本文提出染整工业碱回收低碳节能热力流程,建立优化的换热网络.充分利用蒸汽的能量,回收末效蒸发器及分离器尾汽低品位能量,达到节能、减少冷却水消耗和增产的目的.

摘要： 一种换热结构及换热集成装置和发动机的机油换热系统，涉及换热技术领域。该换热结构包括换热基座和换热器；换热基座与连接壳体之间形成密闭的换热腔；换热器设置在换热腔内，且换热器与换热基座连接；换热器内设置有互不连通的换热内流道与原液流道；换热基座上设置有与原液流道连通的原液进口和原液出口，还设置有与换热内流道连通的换热出口；换热器外部的换热腔为换热外流道；换热内流道与换热外流道连通。该换热集成装置和发动机的机油换热系统均包括换热结构。本发明的目的在于提供一种换热结构及换热集成装置和发动机的机油换热系统，以在一定程度上解决现有技术中存在的在较小的换热空间内换热性能难以满足散热要求的技术问题。

摘要： 本发明涉及一种换热设备、换热方法以及换热系统。在该换热器中，制冷剂流动通过的冷板(30,32)限定了在其之间的狭槽(34)，其能够接收闸盒(50)，具有相对较低流速的从血管内换热导管(12)流出的无菌工作流体通过该闸盒。来自导管(12)的工作流体通过闸盒(50)的壁通过与冷板(30,32)的换热而被加热或冷却从而维持工作流体的无菌。另一方面，高流速工作流体腔围绕冷板(30,32)并且来自外部换热垫(14)的非无菌的工作流体流动通过高流速工作流体腔以通过与冷板(30,32)的直接接触换热。

摘要： 本申请提供一种换热部件、换热芯体和换热装置。换热部件应用于微通道紧凑式换热器，换热部件包括用于容纳换热介质的腔室，所述腔室包括沿第一方向并排分布的：换热区和流量分配区；换热区包括至少一条第一流道；流量分配区包括至少一条第二流道，第二流道和第一流道的入口连接，第二流道的第二方向的尺寸d2大于第一流道的第二方向的尺寸d1，使一个第二流道能够匹配多个第一流道，至少一条第二流道内设置有至少一个阻流体，阻流体可以起到扰流的作用，为经过第二流道进入第一流道的换热介质增加在第二方向上的速度，使换热介质经过第二流道后能均匀分配到多个第一流道内，达到在换热装置内部均匀分配换热介质的目的，提高换热部件的换热性能。

摘要： 本发明公开了一种烧嘴用水夹套的换热计算方法、换热方法及换热系统，换热计算方法包括如下步骤：确定即将饱和冷却水的出口温度T′1；设定即将饱和冷却水的出口干度x′1，确定即将饱和冷却水的出口比焓H′1；根据H′0＝H′1‑q′/Q′计算出即将饱和冷却水的入口比焓H′0；确定即将饱和冷却水的入口温度T′0；确定出口密度ρ′1和入口密度ρ′0；判断比值ρ′0/ρ′1是否满足ρ′0/ρ′1＜A，如果不满足，则自动调整出口干度x′1，直至满足该关系，通过调整后的最终出口干度x′1，确定最终入口温度T′0。根据本发明，可以实现过冷沸腾换热，提高换热系数例如提高至1.5倍以上，强化换热，可以降低烧嘴尤其是其壁面的温度，能大大提高换热效率，有效保护烧嘴尤其是烧嘴端部的壁体，延长烧嘴的使用寿命。

摘要： 用于机动车的换热装置(1)，所述换热装置具有能被调温介质穿流的基体(3)和穿过基体(3)的介质引导装置(6)，借助所述介质引导装置能引导要调温的介质穿过基体(3)，由此能通过与调温介质的热交换来对要调温的介质调温，其中，所述基体(3)以注射整体法制成，由此所述基体(3)构成为在周侧封闭的并且在内部开孔的。

摘要： 本申请提供一种换热部件、换热芯体和换热装置。换热部件应用于微通道紧凑式换热器，换热部件包括用于容纳换热介质的腔室，所述腔室包括沿第一方向并排分布的：换热区和流量分配区；换热区包括至少一条第一流道；流量分配区包括至少一条第二流道，第二流道和第一流道的入口连接，第二流道的第二方向的尺寸d2大于第一流道的第二方向的尺寸d1，使一个第二流道能够匹配多个第一流道，至少一条第二流道内设置有至少一个阻流体，阻流体可以起到扰流的作用，为经过第二流道进入第一流道的换热介质增加在第二方向上的速度，使换热介质经过第二流道后能均匀分配到多个第一流道内，达到在换热装置内部均匀分配换热介质的目的，提高换热部件的换热性能。

摘要： 一种换热结构及换热集成装置和发动机的机油换热系统，涉及换热技术领域。该换热结构包括换热基座和换热器；换热基座与连接壳体之间形成密闭的换热腔；换热器设置在换热腔内，且换热器与换热基座连接；换热器内设置有互不连通的换热内流道与原液流道；换热基座上设置有与原液流道连通的原液进口和原液出口，还设置有与换热内流道连通的换热出口；换热器外部的换热腔为换热外流道；换热内流道与换热外流道连通。该换热集成装置和发动机的机油换热系统均包括换热结构。本发明的目的在于提供一种换热结构及换热集成装置和发动机的机油换热系统，以在一定程度上解决现有技术中存在的在较小的换热空间内换热性能难以满足散热要求的技术问题。

摘要： 一种改进工业换热网络的旧换热设备高效利用方法，首先基于“最小改动旧换热设备”的条件，分若干优先级逐步配置换热面积；然后对剩余换热器，采用“换热设备最大化利用”原则，分两个优先级分别配置换热单元；最后在“满足需求”的前提下，为剩余所需换热面积匹配新换热器。通过分层、逐级的将旧换热单元与所需换热器进行匹配，以实现对全部旧换热设备的优化利用，大大提高了旧换热设备的面积回用率，减少了投资成本。

摘要： 一种改进工业换热网络的旧换热设备高效利用方法，首先基于“最小改动旧换热设备”的条件，分若干优先级逐步配置换热面积；然后对剩余换热器，采用“换热设备最大化利用”原则，分两个优先级分别配置换热单元；最后在“满足需求”的前提下，为剩余所需换热面积匹配新换热器。通过分层、逐级的将旧换热单元与所需换热器进行匹配，以实现对全部旧换热设备的优化利用，大大提高了旧换热设备的面积回用率，减少了投资成本。

摘要： 一种采用常减压换热系统进行换热的换热工艺，包括第一换热器组(E1)、第一电脱盐装置(1)、第二换热器组(E2)、第一初馏塔(2)、第三换热器组(E3)、汽提塔(9)、常压塔(3)和减压塔(4)，还包括有第四换热器组(E4)、第二电脱盐装置(5)、第五换热器组(E5)、第二初馏塔(6)、第六换热器组(E6)；第六换热器组末端的第二初底油输出端依次与常压塔(3)、减压塔(4)相连，且第一初馏塔(2)或/和第二初馏塔(6)或/和常压塔(3)或/和减压塔(4)出来的油分按照所需工况与第四、第五、第六换热器组相连。与现有技术相比，本申请能同时处理两种不同的原油，且能简化换热网络。