夹点分析
换热网络操作夹点的求解与分析
换 热 网络 操 作 夹 点 的 求 解 与 分 析
孙 文 涛 ，胡永 锁
（ 中国 石 油工 程 建 设 公 司 ，北 京 １０ １） ０ ０ １
摘 要 ：从 操 作 的 角度 研 究换 热 网络 结 构 已 定或 网络 正 在 运 行 情 况 下 的 操 作 夹 点 ， 验 证 了 管 壳 式 在 热 交 换 器动 态 机 理 模 型 有 效 性 的 基 础 上 ， 出基 于 动 态机 理 模 型 ， 用 ＭＡＴ ＡＢ Ｓ ＭＵＬ ＮＫ 求 提 应 Ｌ ／Ｉ Ｉ
第 ３ ９卷 第 ２期 ２１ ０ ０年 ３月
文 章编 号 ：ｉ ０ —４ ６ ２ １ ） ２０ １ —５ ０ ０７ ６ （ ０ ０ ０ — ０ ８０
石
油
化
工
设
备
Ｖ０１３９ ＮＯ． ． ２
Ｍ ａ ． ２Ｏ Ｏ ｒ １
Ｐ ＥＴＲＯ— ＣＨ Ｅ Ｉ Ｍ ＣＡＬ ＥＱＵＩ ＥＮＴ ＰＭ
Ｋ ｅ ｒ ｓ ｈ ａ ｘ ｈ ｎ ｅ ｅ ｗｏ ｋ； ｏ ｅ ａ ｉ ｇ ｐ ｎ ｈ ｐ ｉ ｔ ｔ ｅ ｍｉ ｉ ｕ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｉ ｅ — ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｔｅ ｃ ａ ｇ ｒ ｎ ｔ ｒ ｐ ｒ ｔ ｉ ｃ ｏ ｎ ； ｈ ｎ ｍ ｍ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｄ ｆ ｒ ｎ ｆ
ｅ ｅ： ｄ ａ ｉ ｅ ｈ ｎ ｃ ｍ ｏ ｌ ｎｃ ｙｎ ｍ ｃｍ ｃ ａ ｉ ｄｅ
夹 点 设 计 是 针 对 某 一 给 定 的 操 作 条 件 而 进 行
况下 ， 根据热交 换器 热平 衡 方程 和 传 热方 程求 解最 小温差 稳态值 ， 并通 过管 壳 式热 交 换 器动 态数 学模 型求解 其动态值 ， 但是 这种方法 计算过程 复杂 ， 结果 也不够精确 。 影 响换 热 网络 费用 的 因素 主要包 括换 热 面积 、
夹点分析
△Tmin = 20 ℃
子网络序号
冷物流及其温度
热物流及其温度
k
C1
C2
/℃ H1
H2
150 SN1
125 145
SN2 100 120
SN3 70 90
SN4 40 60
SN5 25
SN6 20
对子网络进行热衡算： Ok=I k-D k D k=（∑CPC- ∑CPH ）(T k-T k+1)
k=1，（温度间隔为 150～145 ℃) D 1=（0－2) ×(150－145) = -10 （负赤字表示有剩余热量10kW） I 1 = 0 （无外界输入热量） O1= I 1 － D 1= 0 －(-10) = 10
-80
55
0
135
110
55
-55
135
25
12.5
-55 -67.5 25 12.5
结果比较：
表7
△Tmin /℃
20 15
选用不同 △Tmin 值计算结果的比较
夹点位置 / ℃
QH,min / kW QC,min / kW 热物流
冷物流
107.5
40
90
70
80
12.5
90
75
图13 用T-H图求解
凡是等于P点温度的热流体部位和等于Q点温度的冷流体部位 都是夹点。热流体的夹点温度与冷流体的夹点温度相差ΔTmin
夹点描述所得信息：
（1）夹点部位的传热温差最小，等于过程系统允许的最小 小传热温差ΔT min ； （2）最小的公用工程加热负荷QH ,min ； （3）最小的公用工程冷却负荷QC, min ； （4）系统最大的热回收量QR,max ； （5）夹点将系统分为热端和冷端，热端在夹点温度以上， 只需要公用工程加热（为热阱）;
夹点技术原理与最新应用
夹点技术原理与最新应用夹点技术是英国Bodo Linnhoff教授等人于70年代末提出的换热网络优化设计方法，后来又逐步发展为化工过程综合的方法论。
夹点技术是能量回收系统的重大突破，80年代以来夹点技术在欧洲、美国、日本等工业发达国家迅速得到推广应用，现已充公的应用于各种工业生产的连续和间歇工艺过程，应用领域十分广阔，在世界各地产生了巨大的经济效益。
夹点技术的基本原理夹点技术是以化工热力学为基础，以经济效益为目标函数，对换热网络整体进行优化设计。
优化过程包括冷热物流之间的匹配，冷热公用工程的类型和能级选择;加热器、冷凝器及系统中一些分离器、蒸发器等设备在网络中的合适放置位置；节能、投资和可操作性的三维平衡。
最终的优化目标是确定出具有最小的设备、投资费用和操作费用，并满足把每一个工艺物流由初始温度加热或冷却到目标翁杜的换热网络。
夹点技术的应用领域夹点技术起源于换热网络设计，经过近几十年的不断发展，其应用领域不断扩大，已延伸到除反应过程以外的所有化工过程，在热电联产、分离序列、蒸馏塔、热泵、热机、干燥器、公用工程系统及一般的工艺过程设计与发行等方面均有应用，涉及到众多工业部门。
夹点技术的应用效果（1）降低能耗通过改进能量回收系统及公用工程系统节约能量费用，实现区域热联合，充分利用废热或废料发生热量。
（2）提高生产能力，改进质量控制通过解除过程系统瓶颈而不改变加热炉及主要机泵设备，可达到增产的目的。
（3）降低投资费用对工厂建设投资和操作费用加以评估，并提出解决办法，可在少投资或不投资、少增加或不增加能耗的条件下完成工程改造和扩建，提高能效。
在新设计中可以做到操作费用和设备投资又节省，在改造中可更好利用已有设备，也可减少新增抽象换热面积。
（4）降低环境污染可以用排放废气或废液最少为目标进行优化设计，减少三废，降低温室效应。
夹点技术的发展夹点技术自问世以来呈现出三维的发展趋势。
第一维：应用范围不断扩大：换热网络→热电联产网络→整个工艺过程→涉及若干过程和服务系统的整个工厂；第二维:网络优化的评价指标逐步深入：能量费用→投资费用→原材料费用→可操作性，弹性，安全性，可近控性等定性指标→水费用→污染物排放量；第三维：设计类型逐渐发展：新工厂设计→老工厂改造→间歇工艺过程综合。
夹点分析法在换热网络优化中的应用
随着全球的能源 、资源急剧消耗 ,有效 、合理地 利用自然资源是保证经济可持续发展的基本出发 点 。化学工业是一种能量密集型工业 ,故此优化结 构 、节约能量在化工界尤为重要 。
1965 年 , Hwa 首 次 提 出 换 热 网 络 的 结 构 优 化[1] 。此后 ,换热网络综合成为过程系统综合的一 个重要研究分支 ,随着 30 多年的深入研究 ,目前已 经开发出多种成熟的换热网络最优化综合方法 ,其 中最有影响力的是夹点分析法和数学规划法 。夹点 分析技术出现于 20 世纪 70 年代末 ,其思路独特 、方 法简单 、经济效益显著 ,而且经过不断的发展 ,其理 论体系愈来愈完备 。故被评为当今过程能量综合领 域中最重大的突破之一 。
[ 2 ] Linnhoff B , Flower J R. Synthesis of heat exchanger networks [J ] . A I CH E J , 1978 , (24) : 633 - 642.
[3 ] Linnhoff B. The pinch design method for heat exchanger netwrks[J ] . Chem Eng Sci , 1983 ,38 (5) .
参照表 1 ,对该 7 个子网络计算如下 : k = 1 , 对热物流温度间隔为 ,260～240 ℃
D1 = I1 - O1 = (0 - 2) (260 - 240) = - 40 说明该子网络有剩余热量 40 kW。 以此类推 ,可以分别求出剩下的 6 个子网络的 值 ,于是可以建立如下的问题表格 :
3 夹点技术的国内外应用概况
夹点技术在国内外得到普遍重视 ,目前国际上 知名的大化工公司普遍采用夹点技术 ,这给一些公 司带来巨大的经济效益 。
cad夹点的用法
cad夹点的用法
CAD夹点是一种非常有用的工具，它可以帮助我们在CAD软件中更方便地进行绘图和编辑。
夹点的作用是将某个点的坐标值存储在一个临时变量中，然后在需要的时候使用这个变量。
在CAD软件中，夹点的快捷键是F3和F4。
我们可以使用F3夹点，然后在需要的位置使用F4来调用夹点。
这样就可以快速地在不同的位置之间切换，非常方便。
另外，夹点还可以用于一些特殊的操作。
比如在画线的时候，我们可以使用夹点来确定线的起点和终点，这样可以避免误差。
在编辑图形时，夹点也可以帮助我们精确地定位需要修改的部分，从而提高效率。
需要注意的是，夹点的变量是临时的，一旦关闭CAD软件或者重新启动计算机，夹点的变量就会被清空。
因此，在使用夹点的同时，我们也需要注意保存和备份图形文件，以避免数据丢失。
总之，CAD夹点是一种非常实用的工具，它可以帮助我们更快速、更精确地进行绘图和编辑。
在日常使用CAD软件的过程中，我们可以多加利用夹点，提高工作效率。
- 1 -。
夹点技术及其应用
综 述文章编号:1002-1124(2004)06-0045-02 夹点技术及其应用张济民(大庆联谊石化股份有限公司,黑龙江大庆163852) 摘 要:介绍了夹点技术的原理,综述了夹点技术的应用领域、作用、效果,国内应用情况及发展方向。
关键词:夹点技术;过程综合;节能中图分类号:T Q05115 文献标识码:BPinch point technique and its applicationZH ANGJi -min(Daqing Lianyi Petrochem ical Joint -S tock C o.,Daqing 163852,China ) Abstract :I t introduces the principle of pinch point technique ,summare its application fields ,effect ,and applicationand development in our country.K ey w ords :pinch point technique ;process synthesize ;energy conseration收稿日期:2004-02-16作者简介:张济民(1968-),男,工程师,毕业于大庆石油学院化学工程专业,毕业以来一直从事化工生产工作。
夹点技术(Pinch T echnology ,pinch 又译作窄点、狭点、挟点)是英国Bodo Linnhoff 教授等人于70年代末提出的换热网络优化设计方法,后来又逐步发展成为化工过程综合的方法论。
夹点技术是能量回收系统分析的重大突破,80年代以来夹点技术在欧洲、美国、日本等工业发达国家迅速得到推广应用,现已成功地用于各种工业生产的连续和间歇工艺过程,应用领域十分广阔,在世界各地产生了巨大的经济效益。
1 夹点技术基本原理简介工艺过程存在多股冷、热物流,过程综合就是要设计出能使冷热物流充分换热以尽可能回收热量,并同时满足投资费用、可操作性等方面的约束条件的过程系统。
夹点技术的原理和应用
夹点技术的原理和应用1. 引言夹点技术是一种用于在电气工程中连接和断开电路的重要技术。
它可以有效地解决电路中的开关和保护问题，并广泛应用于各种领域，如电力系统、工业控制和通信等。
本文将介绍夹点技术的原理和应用，并探讨其在现代电气工程中的重要性。
2. 夹点技术的原理夹点技术基于电磁原理和电路控制原理，通过控制电磁线圈的通断来实现电路的连接和断开。
其主要原理可总结为以下几点：•电磁线圈：夹点技术中的关键组件是电磁线圈，它由导电材料绕成，通过通电产生磁场。
当电流通过线圈时，磁场会吸引或释放控制机构，达到控制电路通断的目的。
•控制机构：控制机构是夹点技术的另一个重要组成部分，它通过电磁力的作用来控制电路的连接和断开。
当电流通过线圈时，电磁力会使控制机构移动，进而使电路连接或断开。
•控制信号：夹点技术通过控制信号来控制电磁线圈的通断。
控制信号可以是电压、电流或数字信号，根据具体的应用需求来选择。
•机械结构：夹点技术还需要一定的机械结构来支撑和保持夹点的连接状态。
这可以通过机械弹簧、接触器等方式来实现。
3. 夹点技术的应用夹点技术在电气工程中有广泛的应用，包括以下几个方面：3.1 电力系统•开关设备：夹点技术用于电力系统的开关设备，如断路器、接触器、隔离开关等。
通过控制夹点的连接和断开，实现对电路的开关操作。
•保护装置：夹点技术还可以用于电力系统的保护装置，如差动保护装置、过流保护装置等。
通过控制夹点的连接和断开，实现对电路故障的检测和保护。
3.2 工业控制•PLC控制：夹点技术在工业控制中的应用非常广泛，特别是在PLC 控制系统中。
通过控制夹点的连接和断开，实现对工业设备的控制和调节。
•变频调速：夹点技术还可以用于变频调速系统，例如电机的启停和调速控制。
通过控制夹点的连接和断开，实现对电机的启停和调速操作。
3.3 通信•交换机：夹点技术在通信交换机中有重要作用，用于实现电话呼叫的接通和断开。
通过控制夹点的连接和断开，实现对电话线路的连接和断开。
夹点技术
夹点技术夹点技术(Pinch Technology，pinch又译作夹点、狭点、挟点)是英国Bodo Linnhoff教授等人于70年代末提出的换热网络优化设计方法，后来又逐步发展成为化工过程综合的方法论。
夹点技术是能量回收系统分析的重大突破，80年代以来夹点技术在欧洲、美国、日本等工业发达国家迅速得到推广应用，现已成功地用于各种工业生产的连续和间歇工艺过程，应用领域十分广阔，在世界各地产生了巨大的经济效益。
1夹点技术基本原理简介工艺过程存在多股冷、热物流，过程综合就是要设计出能使冷热物流充分换热以尽可能回收热量，并同时满足投资费用、可操作性等方面的约束条件的过程系统。
冷、热物流间的换热量与公用工程耗量的关系可用温-焓(T-H)图表示，见图1多股冷、热物流在T-H图上可分别合并为冷、热物流复合曲线，两条曲线在H轴上投影的重叠部分即为冷、热物流间的换热量，不重叠部分即为冷热公用工程耗量。
当两曲线在水平方向上相互移近时，热回收量QX增大，而公用工程耗量QC和QH减小，各部位的传热温差也减小。
当曲线互相接近至某一点达到最小允许传热功当量温差△Tmin时，热回收量达到最大(QX，max)，冷、热公用工程髦量达到最小(QC，min，QH，min)，两曲线运动纵坐标最接近的位臵叫作夹点。
为了使公用工程消耗最小，设计时需遵循以下三个基本原则：1）尽量避免热量穿过夹点；2）在夹点上方（或称热端），尽量避免引入公用工程冷却物流；3）在夹点下方（或称冷端），尽量避免引入公用工程加热物流。
2夹点分析法应用步骤夹点分析法是一种分析过程系统中换热器间换热效果及取得最大能量回收的综合分析方法。
采用该方法解决问题时，不管是新工程还是旧工程，其改造项目一般都应遵循以下步骤:(1)列出工程中的冷、热流股及公用工程流股冷流股是指在公用工程中需要加热升温的物流；热流股则是指需要冷却降温的物流，例如储存前需要冷却的化工产品；公用工程流股是指当冷热流股间的热交换不经济或不能实现时，用来加热、冷却冷热流股的物流。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
15
55
40
75
60
流股与温度 温度和温区 T 165 145 1 140 2 85 55 3 25 冷流 △Ti △ CP
4
20 -3 5 -0.5 55 1.5 30 -2.5 30 0.5
某换热系统的工艺物流为两股热流和两股冷流，其物流参数如表 法确定该换热系统的夹点位量
物流
热容量流 进口温度 出口温度 率/KW/K /℃ /℃ 热流1 3 170 60 热流2 1.5 150 30 冷流3 2 20 135 冷流4 4 80 140 温度由高到低排序
能量 累积 热量 Di 输入 输出 Ii 输入 输出 Qi
-60 0 60 20 80 -2.5 60 62.5 80 82.5 82.5 62.5 -20 82.5 0 -75 -20 55 0 75 55 15 40 75 60
物流参数如表1所示。取冷、热物流之间最小传热温差为10℃。试用列表 统的夹点位量、最小加热、冷却公用工程
热容量流 进口温度 出口温度 率/KW/K /℃ /℃ 3 165 55 1.5 145 25 2 25 140 4 85 145来自能量 累积 热量 Di
-60 -2.5 82.5 -75
输入 输出 Ii 输入 输出 Qi
0 60 62.5 -20 60 62.5 -20 55 20 80 82.5 0 80 82.5 0 75
热减△ 物流 Tmin/2 冷加△ 热流1 Tmin/2 热流2 冷流3 冷流4
流股与温度 温度和温区 T
165 145 140 85 55
冷流 △Ti △ CP
1 4 2 3
20 5 55 30
-3 -0.5 1.5 -2.5
3 25 30 0.5
夹点是85℃，90~80℃，需要输入加热20kw，需要冷却60kw