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石油炼制与化工
第卷第期
换热网络弹性分析的研究和应用
~。乙
华南理工大学化学工程研究所,广州
摘要提出了一种新的换热网络弹性分析方法——多元线性方程组法。它可以解决变温度、变流量等
有分流、有回路的任何复杂的实际网络。方法简单,解题透明,容易由计算机求解
。应用于某厂的常减压原

主题词换热网络弹性分析计: 方案设计匆】
前言流、有回路的复杂的大型实际网络的弹性分析问题
作为石化工业能量回收环节主要内容的换热网的计算机求解。
络合成,对于节能降耗起着十分重要的作用。迄今, 温度干扰的传递
大多数工业过程设计都是针对某一给定的操作条件在这一节中,我们将考虑只有温度变化干扰时
而进行的,而化工生产过程的生产条件经常在某一换热网络对温度干扰的传递性能
范围内变动。弹性换热网络的综合就是要求能在给. 温度干扰在单台换热器的传递
定的操作范围内,即指定的物流流量、进口温度变化图是一台换热器简图,假设物流的热容流率
的上下限之间保持操作可行,且要求总费用最小。随不变,无相变,且只有温度变化,则根据换热嚣的热
着节能工作的不断深入和生产过程外界条件变化影平衡方程和传热方程,可得到换热器物流出口温度
响能耗问题的日益突出,弹性换热网络的研究已引变化值与进温度变.【:值的关系式一:
起了工程和学术界的高度重视,具有重要的理论意
义和实际意义。
自等跫人年提出较系统的弹性
换热网络综合方法以来,在基本的弹性换热网络的
合成、分析和改进三大领域中,研究者进行了大量的
工作,其中以弹性分析领域最为活跃,也最为重要。
弹性分析方法一般可分为两大类——数学规划法与
试探法。它们分别以提出的多周期
弹性换热网络的合成和, 提出的
“下游途径法”为代表。数学规划法解题不透明,当网图换热器简图
络结构较大时,其数学规划相当复杂,且不易考察到
网络内各点的温度变化状况;而试探法约束较多,方△· . ·
法繁琐。两种方法都不能有效地解决复杂的实际换△一· ·
热网络。因此,本文以“下游途径”方法为基础,对式中,、、、为一组由换热器结构和正常工况
等的下游途径法线性化方法作了进~步发下流体的动力学行为所决定的参数,也称换热器在
展。提出了~ 种新的换热网络弹性分析方法——多
元线性方程组法。该方法简洁,可用于解决任何有分收稿日期一—。
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石油炼制与化工年第卷
。率;声和为相邻换热器标号, 为上游各分流换
如果有一侧物流有相变并恒温传热,则通过换热器,口为股分流合为一股后的第一台下游换热
热器的热平衡方程和传热方程,可得到另一侧物流器。
出口温度变化值与进口温度变化值的关系式。对于有回路的情况,如果套用下游途径的方法.
.. 设热物流有相变,是恒温传热,则有下式: 就会陷入循环之中而采用解多元线性方程组的方
一△.而△法可直接联立求解,不必破环选代。如图回路中的
而.
两台换热器,可写出个出口温度变化的线性方程
..
设冷物流有相变,是恒温传热,则有下式壬『『两个等约霞:

△了。——△