ASPEN ENERGY ANALYZER-化工過程熱集成仿真

1、最常用的化工過程最常用的化工過程分層設計模型是左圖所分層設計模型是左圖所示的洋蔥模型，由里到示的洋蔥模型，由里到外逐層細化設計。外逐層細化設計。過程熱集成設計的過程熱集成設計的對象是換熱系統(tǒng)的拓撲對象是換熱系統(tǒng)的拓撲結構和公用工程的規(guī)格結構和公用工程的規(guī)格配套設計。配套設計。洋蔥模型分層洋蔥模型分層結構的能量關系如結構的能量關系如右圖所示：熱回收右圖所示：熱回收子系統(tǒng)通過內部物子系統(tǒng)通過內部物流之間的換熱來減流之間的換熱來減少對外部公用工程少對外部公用工程的依賴，提高系統(tǒng)的依賴，提高系統(tǒng)能效；蒸汽動力子能效；蒸汽動力子系統(tǒng)是適用于大量系統(tǒng)是適用于大量高溫放熱過程的可高溫放熱過程的可選項。選項。

2、工藝過程子系統(tǒng)工藝過程子系統(tǒng)熱回收熱回收子系統(tǒng)子系統(tǒng)蒸汽動力蒸汽動力子系統(tǒng)子系統(tǒng)能量供給（熱公用工程）能量供給（熱公用工程）廢熱排出（冷公用工程）廢熱排出（冷公用工程）原料原料產品產品副產副產蒸汽蒸汽過程熱集成設計的方法過程熱集成設計的方法 夾點技術夾點技術 Pinch Technology Pinch Technology 溫-焓圖和組合曲線2. 夾點的形成3. 夾點的意義和設計原則夾點技術是廣泛應用的過程熱集成夾點技術是廣泛應用的過程熱集成設計的有效方法，其要點如下設計的有效方法，其要點如下：物流的熱特性可以用物流的熱特性可以用(T-H )圖表示圖表示兩流股間的換熱兩流股間的換熱: :溫度

3、及焓的變化在溫度及焓的變化在(T-H )圖上能夠很好地表達。圖上能夠很好地表達。H (MW)T ()Hot StreamCold StreamQEQHQCComposite Composite CurveCurve多股流股的組合溫焓線多股流股的組合溫焓線Pinch Pinch Point Point (1)(1)將全部熱物流的組合溫焓線與全部冷物流將全部熱物流的組合溫焓線與全部冷物流的組合溫焓線繪制在同一（的組合溫焓線繪制在同一（T-H）圖上：）圖上：HTHot StreamCold StreamPinch Point Pinch Point (2)(2)焓是熱力學狀態(tài)函數(shù)，具有實際意義的是其

4、增焓是熱力學狀態(tài)函數(shù)，具有實際意義的是其增量而非絕對值。因此可以將組合曲線水平移動。量而非絕對值。因此可以將組合曲線水平移動。HT冷、熱組合曲冷、熱組合曲線在橫坐標上線在橫坐標上的重疊部分代的重疊部分代表兩類流體間表兩類流體間可交換的熱量，可交換的熱量，在縱坐標上的在縱坐標上的差值代表傳熱差值代表傳熱溫差。溫差最溫差。溫差最小處稱為夾點。小處稱為夾點。極限情況是夾極限情況是夾點溫差為零。點溫差為零。QEPinch Point Pinch Point (3)(3)對于有限大的傳熱面積，最小傳熱溫差不能為對于有限大的傳熱面積，最小傳熱溫差不能為零。設定最小傳熱溫差值，就可根據零。設定最小傳熱溫差值

5、，就可根據(T-H)圖中的圖中的HTQCQHQEjjjjETAhQ）（冷、熱組冷、熱組合曲合曲線得到系統(tǒng)內線得到系統(tǒng)內部換熱量部換熱量QE、冷公用工程量冷公用工程量QC 和熱公用工和熱公用工程量程量QH。如果將每個溫區(qū)中的冷、熱流股的焓變加和起來，如果將每個溫區(qū)中的冷、熱流股的焓變加和起來，計算總焓變，并在溫焓圖上表示，則可得到總組計算總焓變，并在溫焓圖上表示，則可得到總組合曲線。合曲線。TH由總組合曲線可知不同溫位下的傳熱通量分由總組合曲線可知不同溫位下的傳熱通量分布，能更合理地配置公用工程。布，能更合理地配置公用工程。能量目標2. 換熱單元數(shù)目標3. 換熱網絡面積目標4. 經濟目標SLNU

6、min1S0L1 N222,2min1111minSLNUSLNU夾點之下：夾點之上：，2min1minmin，UUUTH,min1()jiiijijqATh CCHHEQCQCC)/(minmincNUAbaUCRCBCCNET/設備折舊年限年運行時間；RBCCHHEQCQCC)/(minmincNUAbaUCAspen Energy Analyzer Aspen Energy Analyzer 入門入門Aspen Energy Analyzer Aspen Energy Analyzer 入門入門 基本使用步驟基本使用步驟 獨立應用（獨立應用（1 1） 基本使用步驟基本使用步驟 獨立應用（獨立應用（2 2） User Interface Unit Pre