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第卷第期化学工程. .Ⅳ
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换热网络拟软件的开发及工程应用
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对换热流程做模拟计算是检查换热流程当前运行状态和当工艺条件震适了//
应性的有效手段。换热网络模拟计算软件也是工艺设计员的有力计算工具。该软件
采用先进的网络新分解法,速度快收敛稳定、可靠性高、具有很高的实用价值.
关键垫匦鳖塑应用序设叶, 嘻,噜之
概述算出投产后的实际终温。
无论是炼油工业,
业都要用到换热流程,换热流程中的换热器、集少,,成功地用
冷却器混合器和分流器的组合便构成了换于抚顺石油一厂西蒸馏改造及其它炼厂数套
热网络。在实际生产中,我们经常遇到这样装置的改造设计中,取得明显的经济效益。
的问题,即不论什么方法合成的网络,在最
初的阶段是接近最优的,但这种状况不会持网络模拟算法
久,因为: 为了让计算机自动识别换热网络结构,
工艺路线或条件的局部变更是不可须将网络结构信息化,即用节点邻矩阵来表
避免的,例如改炼进口油等示网络结构用索引矩阵表示节点换热器、
设备的改造或技术革新造成网络的冷却器、分流器和混合器所对应的物流信
工艺条件变更; 息,这样计算机能识别物流的流向、物流间
处理量的变动,其实际条件与初始的匹配关系以及物流分流和混合的位置,从
网络设计条件不符。而进行模拟计算。
在工艺设计时,也会遇到: 模拟的第一步,也是关键的一步即网络
受投资的影响或原台位空间的限制, 的分解。我们采用天津大学周理教授提出的
改造的方案尽量维持原流程,少增加新设备, 信息网络的新分解法,其步骤是:
而达到提高原油换热终温建立初始节点序列
利用窄点法合成的换热网络后,
逐台面积留有余量,也需用换热模拟程序计网络图作初步化简,即去掉只有一条输出线
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和一条输入线的节点,因为只要其上游节点换热器面积
的位置确定了,这些节点在序列中的位置也总传热系数
就确定了。剩下的节点按节点度递降的顺序. , 热物流焓值
将各节点排』列。即为押怡,序列热汽体热损失系数
调整初始节点序列中各节点的位置因为:一。是冷流温度的函数式,同
从初始序列中的第二个节点起,依次检时一,也是关于热流温度的函数式.
查每个节点的输出流线,直至最后一个节因此可由方程中解出冷流温度关于热
根据顺流线和逆流线及活性上游节点,得到流温度的表达式。然后代入方程,把两
次优节点序列,该序列中不能转顺的逆流线个方程变成一个方程。此方程是关于热流温
便给出了次优断开集。度的非线性方程。需用迭代方法才能求出
确定最优节点序列和断开集热流温度。为此采用黄金分割法迭代计算,
根据的次优节点序列,反检一次, 若做首先,先构造目标函数:
过图形简化,将咯去的节点插入到其上游节令
点的后面,得到最后的节点序列,即最优节.
点序列。该序列中不能转顺的逆流线。· 口
出最优断开线集。目标函数:
一/
收敛方法以作为搜索变量,用黄金分割法。求出热流
在有断开物流的网络中,必须给切断物体的温度。尽而求出冷流股的温度‘膜传
流赋初值。在换热流程中,即赋以该处物