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1、换热网络改造,目标： 1、按夹点技术原理，改造现有或非夹点设计的换热网络； 2、协调新增投资和能耗降低之间的矛盾； 3、使最终网络具有较好的操作性； 手段： 夹点技术 具体步骤： 1、确定改造方案的最小传热温差（老设计查图；或调整）； 2、实施夹点分析，确定夹点温度和改造的能耗目标（可能有控制目标）； 3、基于现有设备、总图布置等条件设计夹点上、 下MER子网络； 4、合成两个MER子网络； 5、能量松弛、方案选优等；,换热网络改造,例1：某实际网络,H=18000MW C1+C2=14330+1815=16145MW,换热网络改造,例1：夹点分析， 设Tmin = 19；,得到夹点温度149
2、.5（159140）； 最小热公用工程为12411MW（12922.3计算值）； 最小冷公用工程为10324MW（10195.5计算值） ； 分别比目前低31.05和36.85；可见节能潜力较大；,换热网络改造,分析,显然，C2（部分）布置错误，换2和换1（部分）布置错误，换4布置错误。,H=18000MW C1+C2=14330+1815=16145MW,换热网络改造,两个MER网络,能耗达到了要求，但换热器数目增加1组（换5）；,H=12411MW C1+C2=8712+1612=10324MW,换热网络改造,MER网络与现有网络比较,换热网络改造,能量松弛思路,利用下游途径：X，则C1-
3、X、H-X； 或X、则C1X、HX； 利用回路： X，则-X、X、-X； 或X，则X、X、X；,换热网络改造,例2、某原油蒸馏装置一设计换热流程,老炉最大负荷68MW，为了扩能要增加一台13.9MW加热炉；,换热网络改造,承包商设计的网格图,温度、热容流率数据,换热网络改造,取Tmin=20， 通过应用夹点技术，得到夹点温度173（183163）， Hhu min = 60.7MW（68MW，说明不需增加炉子）， Hcu min = 42.5MW； 承包商设计： Hhu = 6813.9 81.9MW，比理论值高21.2MW，高出34.9； Hcu = 3.2+5+3.8+8.8+5.2+8.
4、4+0.6+23.7 = 58.7MW， 比理论值高16.2MW，高出38.1； 因此调整潜力较大（可以不新增加热炉）。,换热网络改造,夹点上（热阱）子网络,夹点上（热阱）子网络MER改造设计,换3、4、5、7、8利旧，新增N1，物流5未用，物流10分2路，物流9高温段分4路； 匹配思路：先定3，再定4、7、8，然后定6，最后定N1；,最小60.7+0.4=61.1,热流5不用,换热网络改造,夹点下（热源）子网络,夹点下（热源）子网络MER改造设计,C = 42.9 最小42.50.4,换3、4、5、7、8、6、9、10利旧，物流5用；物流9由2路改4路，物流8还是2路；,夹点下（热源）子网络
5、MER改造设计,因此要特别注意换热器4、5、7、8的流量分配问题，要上下一致；两个独立MER设计时，它们是不一致的。,夹点上、下MER子网络合并,最小60.70.4 61.1，多6.9,C = 49.9；最小42.50.442.9；多7,调整比例，且用满炉子负荷；,新网络与原设计网络对比,1）节能效果明显（热公用工程68MW，少13.9WM；冷公用 工程49.9MW，少8.8MW） 2）但冷、热公用工程比最小值还是分别高7MW和6.9MW； 3）多2台换热器N1和N2 ； 4）物流9由2路并联改为4路并联； 5）换热器面积明显增加（见下页）；,换热网络改造,总MER网络与现有网络对比,物流情况
6、,例3、某厂原油换热网络改造,夹点技术分析,初底原油理论最高换热终温,例3、某厂原油换热网络改造,改造前的夹点技术网格图,例3、某厂原油换热网络改造,改造后的夹点技术网格图,例3、某厂原油换热网络改造,换热网络改造,换热网络改造的方向,换热网络改造,1、确定参与换热的工艺物流的初温、终温、流量及热容流率（热焓）； 2、从原设计中找出最小（最优）传热温差； 3、利用ASPEN PINCH画出冷、热流复合曲线；确定夹点温度和最小 冷、热公用工程消耗，最佳目标物流换热终温； 4、画出现有网络网格图（确定每台换热的进出口温度）； 5、找出跨“夹点”传热换热器（或错误布置的冷却器、加热器），按“夹点”
7、技术重新匹配它们。 6、尽量利旧现有的换热器，必要时才新增。,换热网络改造工作步骤,换热网络改造,易污垢换热网络的设计,洁净条件夹点技术设计,传热系数,传统方法：按结垢情况下的传热系数确定换热面积，即扩大面积裕量应 对结垢问题。,物流3在125后易结垢，6个月达到极值，基本不变，传热系数从120w/m2降到81w/m2；,换热网络改造,传统方法：为稳定物流3终温在175，换1面积增加148m2 ，设旁路； 操作方法：旁路阀逐渐关闭，6个月后完全关闭。,也可在换1后一台温控加热器,换热网络改造,传统方法的不足：面积利用率低；安全系数过大更易结垢（流速降低、壁 温增加、更易结垢）；,另一个思路：逐
8、渐提高A点温度，保证C3终温稳定在175；,换热网络改造,夹点技术方法：增加上游不易结垢的换3的面积103m2 ，换1面积不增加。,换3面积增加后，换1负荷减少，换2负荷增加，使H负荷降低15。,换热网络改造,例：灵敏度分析 新工况（每年2个月）； 1、物流1进口温度提高40； 2、物流2进口温度降低20； 另外：物流1超过290结垢 严重，传热系数每天下降1；,现有干净操作工况,max：9200kw,换热网络改造,新工况： 1、物流1和2终温靠冷却器维持； 2、物流4终温靠炉子维持； 3、物流3要新增蒸汽加热器； 4、换1逐渐结垢，物流4终温不保；,新工况干净操作模拟,要莫增加1台与换1并联
9、的换热器 （450m2），要莫增加1台加热炉；,换热网络改造,控制物流3终温的5个方法： 1、物流3增设换热器； 2、换1加旁路； 3、换2加旁路； 4、换3加旁路及面积； 5、换4加旁路及面积（最佳330m2）；,新工况干净操作模拟,灵敏度分析,换热网络改造,例：消除干扰和节能,1、催化剂逐渐失活，反应器出口温度 逐渐降低； 2、分馏塔底出口物流换热终温要控制， 进下一个单元； 3、能耗高（248进冷却、 183进炉）；,没有控制（即没有抗干扰手段）,换热网络改造,按夹点技术合成的网络结构以及下游途径分析,换3是两条下游途径的通道，且换3和换1构成回路；同时物流2上只有换4；,换热网络改造,取消换3，两个干扰的影响便消失,效果： 1、节能：原热公用工程0.870，原冷公用工 程1.007，均明显减少； 2、控制：物流1和4的干扰被消除； 3、但多了1台换热器；,现有网络,换热网络改造,改进后的流程,加了控制,换热网络改造,改进后流程,改进前流程,
