ASPEN ENERGY ANALYZER-化工过程热集成仿真学习课件.ppt
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超级好的Aspen-Energy-Analyzer教程.
Aspen Energy Analyzer V7.2介绍
3.冷热物流数据输入 进入Select步骤，Simulation File to Import为 你的Plus所在目录，点浏览找到所需的Simu
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3.冷热物流数据输入 修改完毕，点击右下角Next
Plus对所选Simu进行整个流程的扫描，自动找出
相应的物流、装置等，请耐心等待，不要做任何
操作，避免死机。
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3.冷热物流数据输入 扫描成功后弹出该窗口，选择所需要的物流后， 点Next
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能量目标
所需换热 设备数
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4.查看与调整
点击“Range Targets”得最小温差与公用工程耗费之间 的关系曲线。可调节右下角按钮使曲线更加明显
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4.查看与调整
这样好看多了，若你想恢复原来的模样，可以点击右下角 按钮，两次
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4.查看与调整
热容流率 CP/(kW/℃) 22 18 20 50
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3.冷热物流数据输入
记得输入名称，每股物流至少输入流股的入口温度、 出口温度、热容流率和热负荷四个参数中的三个
Aspen Energy Analyzer V7.2介绍
Tips:冷源热源物流至少各设置一股
Aspen Energy Analyzer V7.2介绍
天津大学Aspen Energy Analyzer-使用!!!
1.输入工艺流股数据
2.选择公用工程
3.设定△Tmin=20℃，得到夹点位置
夹点处热物流的温度为90℃，冷物流的温度为70℃
4. 按夹点技术设计换热网络——手动设计方案
热端（夹点上方）的设计
夹点上方 H1 150 1 夹点 90
CP
2.0
Q
120
C1 C2
125 H
100
118
70 70
2.5 3.0
化工过程热集成
——Aspen Energy Analyzer
§1 Aspen Energy Analyzer
Aspen Energy Analyzer（能量分析器）是
AspenTech公司旗下的产品，是进行换热网络
优化设计的一个功能强大的概念设计包，提供
了夹点分析和换热网络优化设计的环境，是
Aspen在工程应用上的一个重要工具。
HI Project
§1.2 Aspen Energy Analyzer简介
右击Case1选择Recommended Designs
§1.2 Aspen Energy Analyzer简介
Recommend Designs参数设置窗口
——设置每股物流的最大分离数和最大设计方案数
§1.2 Aspen Energy Analyzer简介
§1.2 Aspen Energy Analyzer简介
从Hysys流程中导入数据 从Aspen流程中导入数据
工 具 介 绍
从Excel中导入数据 打开目标查看窗口 打开复合曲线窗口
打开总复合曲线窗口 打开公用工程复合曲线窗口
打开换热网络网格图窗口
光盘5-Aspen Energy Analyzer
aspen讲义(PPT)
Aspen Plus sequential modular approach to initialize the steady state simulation and the Aspen Custom Modeler (formerly SPEEDUP) equation oriented approach to solve the dynamic simulation.
July 27, 2013
®
Introduction to 源自spen PlusSlide 8
©1997 AspenTech. All rights reserved.
Reach Your
Potential
True
Introduction
Objective: Introduce general flowsheet simulation concepts and Aspen Plus features
July 27, 2013
®
Introduction to Aspen Plus
Slide 7
©1997 AspenTech. All rights reserved.
Appendices
A. B. C. Enthalpy Reference and Heat of Reaction Workshop Instructions Workshop Results
RECYCLE REACTOR COOL FEED REAC-OUT COOL-OUT SEP
PRODUCT
July 27, 2013
®
Introduction to Aspen Plus
Slide 12
©1997 AspenTech. All rights reserved.
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Introduction
Objective: Introduce general flowsheet simulation concepts and Aspen Plus features
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Introduction to Aspen Plus
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Appendices
A. B. C. Enthalpy Reference and Heat of Reaction Workshop Instructions Workshop Results
RECYCLE REACTOR COOL FEED REAC-OUT COOL-OUT SEP
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[能源化工]aspen讲义
![[能源化工]aspen讲义](https://img.taocdn.com/s3/m/36f0f7140640be1e650e52ea551810a6f424c859.png)
第一章前言第一节化工过程流程摸拟的基本概念一、化工过程流程模拟化工过程流程模拟就是借助计算机求解整个化工生产过程的数学模型，得到有关该化工过程的性能的信息。
二、稳态模拟和动态模拟化工流程模拟可分为稳态模拟和动态模拟。
稳态模拟是模拟一个稳态的化工生产操作过程。
一头是稳定地连续进料，中间经过一系列稳定连续的加工操作，最后从另一头稳定连续的提供出化工产品的工厂或装置都属于稳定操作过程。
我厂绝大多数生产装置都是稳态生产过程，例如，乙烯裂解装置、原油加工装置等。
动态模拟系统是模拟不稳定的生产过程，例如间歇操作反应釜的生产过程、装置的开停工过程都属于不稳定的生产过程。
目前，由于化工流程稳态模拟系统与动态模拟系统相比，较为成熟，且应用范围较广。
所以化工流程模拟一般是指化工流程稳态模拟。
三、化工过程流程模拟的应用范围化工过程流程模拟主要用于新装置的设计和指导现有装置操作。
化工过程流程模拟能够对化工过程进行稳态的热量和物料衡算、尺寸计算和费用计算、过程的技术经济评价及过程优化。
四、化工流程模拟系统化工流程模拟系统是能够用来实现化工流程模拟的一整套计算机程序，或软件系统。
五、通用和专用化工模拟系统从应用范围方面来看，化工流程模拟系统还可以分为专用的和通用的化工流程模拟系统。
专用化工流程模拟系统是针对特定流程专门开发的模拟系统，只能用于对该流程进行模拟的目的，不具有通用性。
例如，荷兰KTI公司的SPYRO软件便是一个只用于乙烯裂解炉的、稳态的、专用模拟软件。
通用化工流程模拟系统是指并非针对特定流程开发的、对不同流程均可适用的、带有通用性的化工流程模拟系统。
本课程所要讲的ASPEN PLUS 便是一个稳态的、通用化工流程模拟系统。
六、模拟系统的“三要素”系统模型、物性数据和解算方法是模拟的三个核心环节，缺一不可，亦称“模拟三要素”。
系统模型即描述化工系统性能的数学模型。
一个完整的系统模型，不仅必须包括组成此系统的各个单元模型，而且还包括能对系统结构给予明确表述的部分。
化工过程热集成Aspen Plus
Dk=(∑CPk,c-∑CPk,h)(Tk-Tk+1) Ok=Ik-Dk Ik+1=Ok Dk—— 第 k 个子网络的赤字，表示该网络为满足热平衡时 所需外加的净热量； Ik——由外界或其他子网络放出的热量； Ok——第k个子网络向外或其他子网络放出的热量； ∑CPk,c——子网络k中包含的所有冷物流的热容流率之和； ∑CPk,h——子网络k中包含的所有热物流的热容流率之和； k——子网络数目； Tk-Tk+1—— 子网络 k 的温度间隔，用该间隔的热物流或冷 物流温度之差均可。
指出夹点限制了换热网络可能达到的最大热回收。
1983年，Linnhoff比较系统的提出了用于换热网络
综合的夹点技术，并推广应用于整个过程的能量分
析与调优。
§1.1 基本概念和术语
1. 基本概念：
夹点、冷物流、热物流、热容流率
2. 温焓图 3. 复合曲线 4. 总复合曲线
1. 基本概念
夹点
夹点——根据热能回收的观点，在换热网络中 冷物流 存在某一特定温度，如果热能传递通过这一温 冷物流——初始温度较低且需要加热的物流。 热物流 度将造成能源浪费，这一特定温度则称夹点。 热物流——初始温度较高且需要冷却的物流。 热容流率 热容流率——工艺物流单位时间内每变化1K所 发生的焓变，物流质量流率与比热容的乘积。
Ok =0处所对应温度为夹点温度，供给第一个子网络的
热量即为所需的最小热公用工程用量，最后一个子网络输出 的热量即为所需的最小冷公用工程用量。
§1.3 夹点的意义
夹点是冷热组合曲线图中传热温差最小的 夹点将换热网络分为两个部分： 夹点之上称为热阱 夹点之下称为热源
地方，此处热通量为零。
§1.3 夹点的意义
指出夹点限制了换热网络可能达到的最大热回收。
1983年，Linnhoff比较系统的提出了用于换热网络
综合的夹点技术，并推广应用于整个过程的能量分
析与调优。
§1.1 基本概念和术语
1. 基本概念：
夹点、冷物流、热物流、热容流率
2. 温焓图 3. 复合曲线 4. 总复合曲线
1. 基本概念
夹点
夹点——根据热能回收的观点，在换热网络中 冷物流 存在某一特定温度，如果热能传递通过这一温 冷物流——初始温度较低且需要加热的物流。 热物流 度将造成能源浪费，这一特定温度则称夹点。 热物流——初始温度较高且需要冷却的物流。 热容流率 热容流率——工艺物流单位时间内每变化1K所 发生的焓变，物流质量流率与比热容的乘积。
Ok =0处所对应温度为夹点温度，供给第一个子网络的
热量即为所需的最小热公用工程用量，最后一个子网络输出 的热量即为所需的最小冷公用工程用量。
§1.3 夹点的意义
夹点是冷热组合曲线图中传热温差最小的 夹点将换热网络分为两个部分： 夹点之上称为热阱 夹点之下称为热源
地方，此处热通量为零。
§1.3 夹点的意义
第4讲 ASPEN PLUS 换热器的模拟及HTFS的使用 ASPEN与化工过程模拟培训课件
No No No No
Default No
在严格法模型 中可采用
Yes Default Yes
Yes Yes Yes Yes Default Yes
Yes Yes Yes Default
Yes Default
5.3.2 换热器计算方程
换热器的标准方程是： Q = U × A× LMTD 这里LMTD是对数平均温差，此方程用于纯逆流 流动的换热器。
HeatX——圆缺挡板（2）
圆缺挡板需输入以下参数： 所有壳程中的挡板总数 No. of baffles, all passes 挡板切割分率 Baffle cut (fraction of shell diameter) 管板到第一挡板的间距 Tubesheet to 1st baffle spacing 挡板间距 Baffle to baffle spacing 壳壁/挡板间隙 Shell-baffle clearance 管壁/挡板间隙 Tube-baffle clearance
5.3 两股物流的换热器
功能：在两个物流之间换热
用途：当知道几何尺寸时，对管壳式换热器 进行设计、核算、模拟
HeatX输入规定
窗口名称 Setup
Options Geometry User
Subroutines Hot-Hcurves Cold-Hcurves Block Options Results Detailed Results Dynamic
在简捷法核算模型中，HeatX模型不计算膜
系数，在严格法核算模型中，如果你在传
热系数计算方法中使用膜系数或换热器几
何尺寸，HeatX计算传热系数，使用：
hc = 冷流膜系数
1=1+1
Default No
在严格法模型 中可采用
Yes Default Yes
Yes Yes Yes Yes Default Yes
Yes Yes Yes Default
Yes Default
5.3.2 换热器计算方程
换热器的标准方程是： Q = U × A× LMTD 这里LMTD是对数平均温差，此方程用于纯逆流 流动的换热器。
HeatX——圆缺挡板（2）
圆缺挡板需输入以下参数： 所有壳程中的挡板总数 No. of baffles, all passes 挡板切割分率 Baffle cut (fraction of shell diameter) 管板到第一挡板的间距 Tubesheet to 1st baffle spacing 挡板间距 Baffle to baffle spacing 壳壁/挡板间隙 Shell-baffle clearance 管壁/挡板间隙 Tube-baffle clearance
5.3 两股物流的换热器
功能：在两个物流之间换热
用途：当知道几何尺寸时，对管壳式换热器 进行设计、核算、模拟
HeatX输入规定
窗口名称 Setup
Options Geometry User
Subroutines Hot-Hcurves Cold-Hcurves Block Options Results Detailed Results Dynamic
在简捷法核算模型中，HeatX模型不计算膜
系数，在严格法核算模型中，如果你在传
热系数计算方法中使用膜系数或换热器几
何尺寸，HeatX计算传热系数，使用：
hc = 冷流膜系数
1=1+1
化工过程热集成PPT
换热单元数目标
Umin N L S N 1
U — 换热单元数，包括换热器、加热器和冷却器 N — 流股数，包括工艺物流和公用工程流股 L — 独立的热负荷回路数 S — 可能分离成不相关子系统的数目
换热网络面积目标
Vertical Matching (Bath Formula)
Ai
1 i Tlmi j
Composite Curve
Pinch Point
夹点的意义
夹点方法的设计原则
为达到最小加热和冷却公用工程量 —— Energy Target
① 夹点之上不应设置任何公用工程冷却器 ② 夹点之下不应设置任何公用工程加热器 ③ 不应有跨越夹点的传热
2. 换热网络设计目标
1. 能量目标——最小公用工程量 2. 换热单元数目目标 3. 换热网络面积目标 4. 经济目标
Aspen Energy Analyzer 使用基本步骤(1)
1. 启动 User Interface 2. 设置 Unit Preferences 3. 新建一个 HI Case/HI Project 4. 选择计算时的模型（Options） 5. 输入 Process Stream 信息 6. 生成Composite Curve，
得到Energy Target：QH,min 7.5 MW;QC,min 10.0 MW
习题-1
习题-2
要求：对现有换热网络改造综合
考虑：
• 现行的换热网络是否合理？ • 若不合理，那些用能不合理？ • 系统有多大的节能潜力le-1
Example-1
Aspen Energy Analyzer 简介
Structure 基本术语
1. 管理员（Manager） 2. 项目（Project）——方案（Scenario）和设计（Design） 3. 案例（Case）—— 只有一个设计 4. 改造模式（Retrofit Mode） 5. 案例/文档（Case/File） —— *.hcd 6. 事例（Session）
超级好的Aspen-Energy-Analyzer教程
aspen-energy-analyzer适用于各种能源领域，如石油、化 工、电力、钢铁等，为能源企业、科研机构和高校提供强大 的技术支持。
为何学习aspen-energy-analyzer
aspen-energy-analyzer是能源行业的标准软件，掌握它有助于提高在能 源领域的竞争力。
通过学习aspen-energy-analyzer，可以深入了解能源系统的运行机制和 优化方法，提高能源利用效率和降低能耗。
数据调整
用户可以对数据进行调整，以适应不同的分析需求，提高分析的准确性和可靠性。
04
常见问题与解决方案
常见问题汇总
问题1
无法安装aspen-energy-analyzer。
问题2
运行aspen-energy-analyzer时出现 错误。
问题3
无法导入数据到aspen-energyanalyzer。
自定义模型与流程
自定义模型
用户可以根据自己的需求，创建自定义模型，对特定类型的能源进行分析。
自定义流程
用户可以自定义分析流程，包括数据导入、处理、分析和结果输出等步骤，以 满足个性化需求。
实时数据监控与调整
实时数据监控
aspen-energy-analyzer支持实时数据监控，可以实时获取能源数据并进行实时分析，帮助用户及时了解能源市 场的变化。
数据导入与导
导入
aspen-energy-analyzer支持多种数据格式的导入，如Excel、CSV、TXT等，用 户可以通过软件自带的导入向导或API接口实现数据的批量导入。
导出
aspen-energy-analyzer支持将分析结果导出为多种格式，如Excel、PDF、 PNG等，方便用户进行数据分析和汇报。同时，aspen-energy-analyzer还支持 导出为API接口，方便与其他软件进行集成。
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1. 能量目标 2. 换热单元数目标 3. 换热网络面积目标 4. 经济目标
精品
Energy Target — 能量目标
能量目标就是指以系统能量的最大回收为目标， 即最小热公用工程和最小冷公用工程。 能量目标随夹点温差而变。夹点温差确定后，
所分析系统的能量目标为一确定值。 若夹点温差增大，加热公用工程和冷却公用
QE
QH
H
精品
夹点的意义和设计原则
Q2 Q
+ Q2 + Q
+Q + Q1
1.夹点是冷热复合温焓线中传热温
差最小处，此处热通量为零。
2.夹点之上是热端，只有换热和加
热公用工程，为需要热量的热阱， 不应设置任何冷公用工程。
Q1
3.夹点之下是冷端，只有换热和冷 却公用工程，为热量多余的热源， 不应设置任何热公用工程。
设备投资费用目标 —根据换热单元数目标
和换热面积目标求取
假定：换热单元数目标为Umin，且换热面积平均分配
在各单元中 C N U min [a b( A / U min )c ]
总年度费用目标 CT C E B C N / R
B — 年运行时间； R — 设备折旧年限 精品
最优夹点温差Tmin的确定
精品
最大能量回收网络的 换热单元数目标
如果要使系统能量最大回收，需将系统分成夹点 之上和夹点之下两个独立网络设计：
夹点之上： U min ，1 N1 L1 S1 夹点之下： U min ,2 N 2 L2 S2
U min U min ，1 U min ，2
如果有热量穿过夹点传递，则会使公用工程量 增加（不满足能量最大回收），此时夹点上下 就不再是独立网络了。
化工过程的洋葱模型
精品
Hierarchy
— 化工过程的分层设计
洋葱模型分层 结构的能量关系如 右图所示：热回收 子系统通过内部物 流之间的换热来减 少对外部公用工程 的依赖，提高系统 能效；蒸汽动力子 系统是适用于大量 高温放热过程的可 选项。
能量供给（热公用工程）
原料
工艺过程子系统
热回收 子系统
精品
Aspen Energy Analyzer 入门
有两种方式应用 Aspen Energy Analyzer：
1. 独立应用Aspen Energy Analyzer； 2. 在Aspen Plus仿真模型的基础上应
用Aspen Energy Analyzer。
精品
Aspen Energy Analyzer 入门
工程均增大，且增大的数量相等。
能量目标可通过温焓图的组合曲线法计算得到。
精品
Units Target — 换热单元数目标
一个换热网络的最小单元数目可由欧拉通 用网络定理来描述：
U min N L S N 1
U—换热单元数，包括换热器、加热器和冷却器；
N—流股数目，包括工艺流股和公用工程流股； L—独立的热负荷回路数目； L 0 S—可能分离成不相关子系统的数目。 S 1
极限情况是夹
QE
点温差为零。
H
精品
夹点的形成 -Pinch Point (3)
对于有限大的传热面积，最小传热温差不能为 零。设定最小传热温差值，就可根据(T-H)图中的
冷、热组合曲 T
线得到系统内
部换热量QE、
冷公用工程量 QC 和热公用工
夹点
程量QH。
QE （h j A j T j）
j
QC
蒸汽动力 子系统
产品
副产 蒸汽
废热排出（冷公用工程）
精品
过程热集成设计的方法
— 夹点技术 Pinch Technology 夹点技术是广泛应用的过程热集成 设计的有效方法，其要点如下：
1. 温-焓图和组合曲线
2. 夹点的形成
3. 夹点的意义和设计原则
精品
温-焓(T-H )图(1)
物流的热特性可以用(T-H )图表示
T
Hot Stream
Cold Stream
H
精品
夹点的形成 意义的是其增 量而非绝对值。因此可以将组合曲线水平移动。
冷、热组合曲 T
线在横坐标上
的重叠部分代
表两类流体间 可交换的热量，
夹点
在纵坐标上的
差值代表传热
温差。温差最
小处称为夹点。
精品
温-焓(T-H )图(2)
两流股间的换热:温度及焓的变化在
(T-H )图上能够很好地表达。
T (℃)
Hot Stream
Cold Stream
QE
QC
精品 QH
H (MW)
组合曲线-Composite Curve
多股流股的组合温焓线
精品
夹点的形成 -Pinch Point (1)
将全部热物流的组合温焓线与全部冷物流 的组合温焓线绘制在同一（T-H）图上：
4.不应有跨越夹点的传热。
精品
Grand Composite Curve — 总组合曲线
如果将每个温区中的冷、热流股的焓变加和起来， 计算总焓变，并在温焓图上表示，则可得到总组 合曲线。
T
精品
H
总组合曲线的意义
由总组合曲线可知不同温位下的传热通量分 布，能更合理地配置公用工程。
精品
换热网络(HEN)设计目标
化工CAD基础 第八讲
Simulation Design of Heat Integration in Chemical Processes
化工过程热集成仿真设计
精品
Hierarchy
— 化工过程的分层设计
最常用的化工过程 分层设计模型是左图所 示的洋葱模型，由里到 外逐层细化设计。
过程热集成设计的 对象是换热系统的拓扑 结构和公用工程的规格 配套设计。
精品
Area Target — 换热面积目标
在进行换热网络设计前，无法精确计算换热网 络的面积，最小换热面积的计算是由最小传热温 差下冷、热温焓曲线垂直换热得到的。
T
i
Ai
1 ( i Ti,min
j
qj ) hj
精品
H
Cost Target — 经济目标
能量费用目标
CE CH QH CCQC
CE CH QH CCQC C N U min [a b( A / U min )c ]
精品
夹点技术的应用
夹点技术既可用于新厂设计，又可用于 已有系统的节能改造，但两者在目标上和 方法上都有区别；
夹点技术的一个显著特点是在换热网络 设计前，先获得各项设计目标；
在优化目标方面，夹点技术最初是以最 大能量回收为系统的目标，然后发展为以 最小总费用为目标。
精品
Energy Target — 能量目标
能量目标就是指以系统能量的最大回收为目标， 即最小热公用工程和最小冷公用工程。 能量目标随夹点温差而变。夹点温差确定后，
所分析系统的能量目标为一确定值。 若夹点温差增大，加热公用工程和冷却公用
QE
QH
H
精品
夹点的意义和设计原则
Q2 Q
+ Q2 + Q
+Q + Q1
1.夹点是冷热复合温焓线中传热温
差最小处，此处热通量为零。
2.夹点之上是热端，只有换热和加
热公用工程，为需要热量的热阱， 不应设置任何冷公用工程。
Q1
3.夹点之下是冷端，只有换热和冷 却公用工程，为热量多余的热源， 不应设置任何热公用工程。
设备投资费用目标 —根据换热单元数目标
和换热面积目标求取
假定：换热单元数目标为Umin，且换热面积平均分配
在各单元中 C N U min [a b( A / U min )c ]
总年度费用目标 CT C E B C N / R
B — 年运行时间； R — 设备折旧年限 精品
最优夹点温差Tmin的确定
精品
最大能量回收网络的 换热单元数目标
如果要使系统能量最大回收，需将系统分成夹点 之上和夹点之下两个独立网络设计：
夹点之上： U min ，1 N1 L1 S1 夹点之下： U min ,2 N 2 L2 S2
U min U min ，1 U min ，2
如果有热量穿过夹点传递，则会使公用工程量 增加（不满足能量最大回收），此时夹点上下 就不再是独立网络了。
化工过程的洋葱模型
精品
Hierarchy
— 化工过程的分层设计
洋葱模型分层 结构的能量关系如 右图所示：热回收 子系统通过内部物 流之间的换热来减 少对外部公用工程 的依赖，提高系统 能效；蒸汽动力子 系统是适用于大量 高温放热过程的可 选项。
能量供给（热公用工程）
原料
工艺过程子系统
热回收 子系统
精品
Aspen Energy Analyzer 入门
有两种方式应用 Aspen Energy Analyzer：
1. 独立应用Aspen Energy Analyzer； 2. 在Aspen Plus仿真模型的基础上应
用Aspen Energy Analyzer。
精品
Aspen Energy Analyzer 入门
工程均增大，且增大的数量相等。
能量目标可通过温焓图的组合曲线法计算得到。
精品
Units Target — 换热单元数目标
一个换热网络的最小单元数目可由欧拉通 用网络定理来描述：
U min N L S N 1
U—换热单元数，包括换热器、加热器和冷却器；
N—流股数目，包括工艺流股和公用工程流股； L—独立的热负荷回路数目； L 0 S—可能分离成不相关子系统的数目。 S 1
极限情况是夹
QE
点温差为零。
H
精品
夹点的形成 -Pinch Point (3)
对于有限大的传热面积，最小传热温差不能为 零。设定最小传热温差值，就可根据(T-H)图中的
冷、热组合曲 T
线得到系统内
部换热量QE、
冷公用工程量 QC 和热公用工
夹点
程量QH。
QE （h j A j T j）
j
QC
蒸汽动力 子系统
产品
副产 蒸汽
废热排出（冷公用工程）
精品
过程热集成设计的方法
— 夹点技术 Pinch Technology 夹点技术是广泛应用的过程热集成 设计的有效方法，其要点如下：
1. 温-焓图和组合曲线
2. 夹点的形成
3. 夹点的意义和设计原则
精品
温-焓(T-H )图(1)
物流的热特性可以用(T-H )图表示
T
Hot Stream
Cold Stream
H
精品
夹点的形成 意义的是其增 量而非绝对值。因此可以将组合曲线水平移动。
冷、热组合曲 T
线在横坐标上
的重叠部分代
表两类流体间 可交换的热量，
夹点
在纵坐标上的
差值代表传热
温差。温差最
小处称为夹点。
精品
温-焓(T-H )图(2)
两流股间的换热:温度及焓的变化在
(T-H )图上能够很好地表达。
T (℃)
Hot Stream
Cold Stream
QE
QC
精品 QH
H (MW)
组合曲线-Composite Curve
多股流股的组合温焓线
精品
夹点的形成 -Pinch Point (1)
将全部热物流的组合温焓线与全部冷物流 的组合温焓线绘制在同一（T-H）图上：
4.不应有跨越夹点的传热。
精品
Grand Composite Curve — 总组合曲线
如果将每个温区中的冷、热流股的焓变加和起来， 计算总焓变，并在温焓图上表示，则可得到总组 合曲线。
T
精品
H
总组合曲线的意义
由总组合曲线可知不同温位下的传热通量分 布，能更合理地配置公用工程。
精品
换热网络(HEN)设计目标
化工CAD基础 第八讲
Simulation Design of Heat Integration in Chemical Processes
化工过程热集成仿真设计
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Hierarchy
— 化工过程的分层设计
最常用的化工过程 分层设计模型是左图所 示的洋葱模型，由里到 外逐层细化设计。
过程热集成设计的 对象是换热系统的拓扑 结构和公用工程的规格 配套设计。
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Area Target — 换热面积目标
在进行换热网络设计前，无法精确计算换热网 络的面积，最小换热面积的计算是由最小传热温 差下冷、热温焓曲线垂直换热得到的。
T
i
Ai
1 ( i Ti,min
j
qj ) hj
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H
Cost Target — 经济目标
能量费用目标
CE CH QH CCQC
CE CH QH CCQC C N U min [a b( A / U min )c ]
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夹点技术的应用
夹点技术既可用于新厂设计，又可用于 已有系统的节能改造，但两者在目标上和 方法上都有区别；
夹点技术的一个显著特点是在换热网络 设计前，先获得各项设计目标；
在优化目标方面，夹点技术最初是以最 大能量回收为系统的目标，然后发展为以 最小总费用为目标。