ASPENENERGYANALYZER-化工過(guò)程熱集成仿真

1、最常用的化工過(guò)程最常用的化工過(guò)程分層設(shè)計(jì)模型是左圖所分層設(shè)計(jì)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(xì)化設(shè)計(jì)。外逐層細(xì)化設(shè)計(jì)。過(guò)程熱集成設(shè)計(jì)的過(guò)程熱集成設(shè)計(jì)的對(duì)象是換熱系統(tǒng)的拓?fù)鋵?duì)象是換熱系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和公用工程的規(guī)格結(jié)構(gòu)和公用工程的規(guī)格配套設(shè)計(jì)。配套設(shè)計(jì)。洋蔥模型分層洋蔥模型分層結(jié)構(gòu)的能量關(guān)系如結(jié)構(gòu)的能量關(guān)系如右圖所示：熱回收右圖所示：熱回收子系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)部物子系統(tǒng)通過(guò)內(nèi)部物流之間的換熱來(lái)減流之間的換熱來(lái)減少對(duì)外部公用工程少對(duì)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(dòng)力子能效；蒸汽動(dòng)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(guò)程的可高溫放熱過(guò)程的可選項(xiàng)。選項(xiàng)。

2、工藝過(guò)程子系統(tǒng)工藝過(guò)程子系統(tǒng)熱回收熱回收子系統(tǒng)子系統(tǒng)蒸汽動(dòng)力蒸汽動(dòng)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(chǎn)品產(chǎn)品副產(chǎn)副產(chǎn)蒸汽蒸汽過(guò)程熱集成設(shè)計(jì)的方法過(guò)程熱集成設(shè)計(jì)的方法 夾點(diǎn)技術(shù)夾點(diǎn)技術(shù) Pinch Technology Pinch Technology 溫-焓圖和組合曲線 夾點(diǎn)的形成 夾點(diǎn)的意義和設(shè)計(jì)原則夾點(diǎn)技術(shù)是廣泛應(yīng)用的過(guò)程熱集成夾點(diǎn)技術(shù)是廣泛應(yīng)用的過(guò)程熱集成設(shè)計(jì)的有效方法，其要點(diǎn)如下設(shè)計(jì)的有效方法，其要點(diǎn)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: :溫度及焓的變

3、化在溫度及焓的變化在(T-H )圖上能夠很好地表達(dá)。圖上能夠很好地表達(dá)。H (MW)T ()Hot StreamCold StreamQEQHQCComposite CurveComposite Curve多股流股的組合溫焓線多股流股的組合溫焓線Pinch Point Pinch 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(xué)狀態(tài)函數(shù)，具有實(shí)際意義的是其增焓是熱

4、力學(xué)狀態(tài)函數(shù)，具有實(shí)際意義的是其增量而非絕對(duì)值。因此可以將組合曲線水平移動(dòng)。量而非絕對(duì)值。因此可以將組合曲線水平移動(dòng)。HT冷、熱組合曲冷、熱組合曲線在橫坐標(biāo)上線在橫坐標(biāo)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(biāo)上的在縱坐標(biāo)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(diǎn)。小處稱為夾點(diǎn)。極限情況是夾極限情況是夾點(diǎn)溫差為零。點(diǎn)溫差為零。QEPinch Point Pinch Point (3)(3)對(duì)于有限大的傳熱面積，最小傳熱溫差不能為對(duì)于有限大的傳熱面積，最小傳熱溫差不能為零。設(shè)定最小傳熱溫差值，就可根據(jù)零。設(shè)定最小傳熱溫差值，就可根

5、據(jù)(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(nèi)線得到系統(tǒng)內(nèi)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(gè)溫區(qū)中的冷、熱流股的焓變加和起來(lái)，如果將每個(gè)溫區(qū)中的冷、熱流股的焓變加和起來(lái)，計(jì)算總焓變，并在溫焓圖上表示，則可得到總組計(jì)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(biāo) 換熱單元數(shù)目標(biāo) 換熱網(wǎng)絡(luò)面積目標(biāo) 經(jīng)濟(jì)目標(biāo)SLNUmin1S0L1 N

6、222,2min1111minSLNUSLNU夾點(diǎn)之下：夾點(diǎn)之上：，2min1minmin，UUUTH,min1()jiiijijqATh CCHHEQCQCC)/(minmincNUAbaUCRCBCCNET/設(shè)備折舊年限年運(yùn)行時(shí)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(dú)立應(yīng)用（獨(dú)立應(yīng)用（1 1） 基本使用步驟基本使用步驟 獨(dú)立應(yīng)用（獨(dú)立應(yīng)用（2 2） User Interface Unit Pref