海川化工論壇_換熱網(wǎng)絡(luò)

1、換熱網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)及柔性分析 07級碩士（2）班 200720114975一、前言本文根據(jù)某煉廠常減壓裝置的基本物流數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)了其MER換熱網(wǎng)絡(luò)，并考慮實(shí)際情況進(jìn)行了柔性設(shè)計(jì)。文中各股物流焓、平均熱熔流率的計(jì)算和各換熱網(wǎng)絡(luò)的模擬均采用SIMSCI/PROII6.0Version流程模擬軟件，冷熱物流復(fù)合曲線的繪制采用Aspen pinch軟件。文中對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)未涉及但設(shè)計(jì)模擬換熱網(wǎng)絡(luò)時需要的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行了適當(dāng)假設(shè)，將會在下文中一并給出。二、物流數(shù)據(jù)本文換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括冷、熱物流工藝參數(shù)表和冷、熱物流分析化驗(yàn)性質(zhì)表。表1 進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的熱物流工藝參數(shù)No名稱壓力初溫（）終溫（）流量（t/h）(

2、Kg/cm2)1初頂油氣2.21284025.92常頂循1015590773常一中10283133244常二中10344199225常一線102204036.386常二線103064523.57常三線10350509.338減頂循1013862339減一中102081266910減二中102472002511減一線10138707.0212減二線102306610.3313減三線1030010413.314減四線103411165.615減五線103341207.0416減壓渣油1036315053.5表2 進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的熱物流性質(zhì)（一）項(xiàng)目初頂油氣常頂循常一中常二中常一線常二線常三線密度（kg/

3、m3）692.5768.6829.8852.5809.5842872.9HK-31.04129.5224.5258.5177.5228.52552%29510%49.18144.526431320228634530%55.56152.5284.5345.522230739450%66.5161295.5362241.533041470%94.59168305.5385260344.543190%128.63179317282.5359.545798%159.78483KK205328.5302表3 進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的熱物流性質(zhì)（二）項(xiàng)目減頂循減一中減二中減一線減二線減三線減四線減五線減壓渣油密度（kg

4、/m3）864868.6879.1864868.7892.5906914.1959.7HK274.5327.5330274.5316364380359488.32%35133340142544010%309.5343.5364309.5350426472476496.130%330353.5387330362439486557.550%347.5361398347.537345052059970%410390464510540660.190%429405483831.798%459423884.6KK表4 進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的冷物流工藝參數(shù)No名稱初溫（）終溫（）流量（t/h）T（）1脫前原油20130

5、174.751102脫后原油125205174.75803初底原油203365166162表5 進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的冷物流性質(zhì)（一）脫前和脫后原油性質(zhì)No.沸程范圍單收%（質(zhì)量）總收率%1HK18024.2424.2421802053.9228.1632052403.0131.1742402808.139.27528035013.6652.9363504007.760.63740045010.871.4384505007.0878.519>50020.08100密度（20）kg/m3854.6 表6 進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的冷物流性質(zhì)（二）初底原油性質(zhì) 項(xiàng)目初底原油密度（kg/m3）863.7HK89.272%

6、10%207.7530%304.3250%399.2570%451.9690%578.6398%733.18KK三、模擬計(jì)算結(jié)果1、各股物流的熱負(fù)荷與平均熱容流率利用PROII6.0流程模擬軟件進(jìn)行計(jì)算，得到進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的每股冷、熱物流在對應(yīng)溫度區(qū)間內(nèi)的熱負(fù)荷及平均熱容流率如表7所示：表7 冷、熱物流的熱負(fù)荷及平均熱容流率No名稱壓力(Kg/cm2)初溫()終溫()流量(t/h)T()Duty(104kcal/h)Cp(kcal/h)1初頂油氣2.21284025.988232.9226468.182常頂循1015590776527842769.233常一中1028313324150221.614

7、773.334常二中1034419922145211.814606.905常一線102204036.38180359.5919977.226常二線103064523.5261357.713704.987常三線10350509.33300167.835594.338減頂循10138623376128.9616968.429減一中102081266982325.0639641.4610減二中1024720025477315531.9111減一線10138707.026824.723635.2912減二線102306610.3316494.235745.7313減三線1030010413.31961

8、56.868003.0614減四線103411165.622578.183474.6715減五線103341207.0421493.234356.5416減壓渣油1036315053.5213727.6834163.3817脫前原油1020130174.751101027.0493367.27318脫后原油10125205174.7580888.29111036.2519初底原油102033651661621819.53112316.672、不同傳熱溫差對應(yīng)下的換熱網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)本文利用Aspen pinch軟件，據(jù)最小傳熱溫差分別為20、25和28，計(jì)算了三種情況下設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)各自對應(yīng)的夾點(diǎn)溫度、最小

9、熱公用工程消耗、最小冷公用工程消耗、有效傳熱負(fù)荷、初底原油的最高換熱終溫、熱物流進(jìn)入冷公用工程系統(tǒng)的最低溫度。同時畫出了三個傳熱溫差下對應(yīng)的進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)物流的復(fù)合曲線和總負(fù)荷曲線。計(jì)算結(jié)果如表8：表8不同最小傳熱溫差下的換熱網(wǎng)絡(luò)行為QMkcal/hMkcal/hMkcal/h202376.74.730.6308.398.125215.57.35.330.1303.6102.4282177.65.629.7300.7105.3圖1 最小傳熱溫差為20對應(yīng)的物流復(fù)合曲線圖2 最小傳熱溫差為20對應(yīng)的物流總負(fù)荷曲線圖3 最小傳熱溫差為25對應(yīng)的物流復(fù)合曲線圖4 最小傳熱溫差為25對應(yīng)的物流總負(fù)荷曲線圖5 最小傳熱溫差為28對應(yīng)的物流復(fù)合曲線圖6 最小傳熱溫差為28對應(yīng)的物流總負(fù)荷曲線3、換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)本文根據(jù)最小傳熱溫差為25設(shè)計(jì)了提供冷熱物流的MER網(wǎng)絡(luò)，并繪制了與MER網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的網(wǎng)格圖，分別為夾點(diǎn)上子網(wǎng)絡(luò)的MER網(wǎng)格圖（圖3-7）、夾點(diǎn)下子網(wǎng)絡(luò)的MER網(wǎng)格圖（圖3-8）及全網(wǎng)絡(luò)的MER網(wǎng)格圖（圖3-9），每個換熱單元的熱負(fù)荷和冷熱物流的進(jìn)出溫度在圖中標(biāo)出。4、MER網(wǎng)絡(luò)的能量松弛經(jīng)分析，該MER網(wǎng)絡(luò)的夾點(diǎn)上部分，減壓渣油的第二和第三臺換熱器構(gòu)成回路，故考慮將這兩臺換熱器合并；而第三和第四臺換熱器也構(gòu)成了回路，也將其合并，但合并后的換熱器應(yīng)該放在常一線的第一臺換熱器