化工節(jié)能原理與技術(shù)復(fù)習(xí)(共13頁)

1、期末考試題型： 1.名詞解釋：4*5分；2.問答題：9*7分；3.計算題：17分。復(fù)習(xí)：緒論1.我國能源利用現(xiàn)狀？ 經(jīng)濟發(fā)展速度快，經(jīng)濟發(fā)展水平低； 能源消費總量大，人均能耗低； 能源消費結(jié)構(gòu)以煤為主，脫離世界能源消費的主流； 能源消費引起的污染物排放，已使環(huán)境不堪重負(fù)； 能源資源相對匱乏，長期能源供應(yīng)面臨嚴(yán)重的短缺，需要大量進(jìn)口，引發(fā)能源安全問題； 能源利用效率低，能源浪費嚴(yán)重，存在巨大節(jié)能潛力。2.何謂節(jié)能？加強用能管理，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理、以及環(huán)境和社會可以承受的措施減少從能源生產(chǎn)到消費各個環(huán)節(jié)中的損失和浪費，更加有效合理的利用能源。第一章1.1 能源與能源的分類能源（3）地球和

2、其他天體相互作用的能量：可以直接或通過轉(zhuǎn)換為人類生產(chǎn)與生活提供能量和動力的物質(zhì)資源。四種分類方法：1按來源分類能源按來源可分成三類：來自地球以外天體的能量生物質(zhì)能煤炭、石油、天然氣、水能、風(fēng)能、海洋能；主體：太陽輻射能，目前所用能源的絕大多數(shù)。（2）地球本身蘊藏的能量地?zé)崮堋⒑四埽?）地球和其他天體相互作用的能量潮汐能2按能源的轉(zhuǎn)換和利用層次分一次能源、二次能源、終端能源（1）一次能源：自然界自然存在的未經(jīng)加工或轉(zhuǎn)換的能源。如石油、天然氣、風(fēng)能等。又分為可再生能源(如風(fēng)能、生物質(zhì)能、水能、太陽能等）和非再生能源（石油、天然氣、煤炭等化石燃料及核燃料）（2）二次能源：為滿足生產(chǎn)工藝或生活上的需要

3、，由一次能源加工轉(zhuǎn)換形成的能源產(chǎn)品。如電、煤氣等。（3）終端能源：通過用能設(shè)備供消費者使用的能源。1.1.2 能源的分類終端能源有5類：固體燃料（煤、焦炭、型煤等）、液體燃料、氣體燃料（天然氣、液化氣、煤制氣等）、電力、熱力。3.按使用狀況來分（1）常規(guī)能源:開發(fā)技術(shù)較成熟、生產(chǎn)成本較低、大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛利用的能源。如煤炭、水力、石油、天然氣等。（2）新能源：目前尚未得到廣泛使用，有待科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以便將來更經(jīng)濟有效開發(fā)的能源。如太陽能、地?zé)崮堋⒊毕?、風(fēng)能、生物質(zhì)能、原子能等。目前生物質(zhì)能的利用越來越受到關(guān)注。例如秸稈氣化，生物制氫，能源植物利用等。4.按對環(huán)境的污染程度分（1）清潔能源：

4、大氣污染物和溫室氣體零排放或排放很少的能源，主要有三類：可再生能源（如太陽能、風(fēng)能、水力、海洋能）；氫能和先進(jìn)核能等。（2）非清潔能源：污染大的能源，如煤炭、石油等。1.2化學(xué)工業(yè)節(jié)能的潛力與意義1.我國化學(xué)工業(yè)的特點(4)（1）主要常規(guī)能源（煤、石油、天然氣）既是能源又是原料（2）能源消費以煤為主后果：能耗上升、污染嚴(yán)重兩項相加：占產(chǎn)品成本的25%-40%。特例：氮肥工業(yè)達(dá)70%-80%（3）工藝與動力系統(tǒng)緊密結(jié)合是現(xiàn)代化工的主要特點化工生產(chǎn)常在較高溫度和壓力下操作，有的甚至采用電解、電熱等操作方式，對熱能和電能需求量大，吸熱、放熱頻繁；加壓、加熱和冷卻動力普遍。（4）大宗化學(xué)品生產(chǎn)規(guī)模小。

5、2.節(jié)能的潛力（4）（1）從單位產(chǎn)值能耗估計節(jié)能潛力，我國是世界上單位GDP能耗最高的國家之一。（2）從能源利用率看節(jié)能潛力全國能源利用率約33%，比先進(jìn)國家低10個百分點（2009年數(shù)據(jù)）；開采運輸后系統(tǒng)總效率不到10%，不足發(fā)達(dá)國家一半。節(jié)能潛力巨大：若我國化學(xué)工業(yè)的能源利用率提高1%，也能節(jié)省150萬噸標(biāo)煤！（3）從主要產(chǎn)品單位能耗的差距分析節(jié)能潛力；（4）從主要耗能設(shè)備技術(shù)水平分析節(jié)能潛力工業(yè)鍋爐：平均熱效率5560%；發(fā)達(dá)國家：8090%；氯堿蒸發(fā)工序：能耗相差一倍以上；通用設(shè)備（風(fēng)機、水泵、電機）：低于國外。煤炭氣化：國內(nèi)平均6090%；國外，8090%3.節(jié)能的意義（8）（1）我

6、國國民經(jīng)濟發(fā)展需要高速發(fā)展時期，能耗量大幅度升高不可避免。合理、有效利用能源是國民經(jīng)濟持續(xù)、快速、健康發(fā)展的可靠保證。（2）資源有限，節(jié)能是國民經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的保證；11%，1/2。（3）能源開發(fā)需要大量資金和較長周期；（4）節(jié)能有利于保護(hù)環(huán)境可減少與能源開采相關(guān)的消耗及污染物排放；我國的主要污染來自于能源消費（5）煤、石油、天然氣即是能源又是原料節(jié)能意味著節(jié)約原料；（6）節(jié)能可促進(jìn)生產(chǎn)同樣能源、更多產(chǎn)品；（7）節(jié)能可降低成本降低能源成本，則產(chǎn)品成本下降；（8）節(jié)能能促進(jìn)管理的改善和技術(shù)的進(jìn)步。1.3節(jié)能的途徑1.結(jié)構(gòu)節(jié)能（4種結(jié)構(gòu)）（1）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不同行業(yè)、不同產(chǎn)品對能源的需求很不相同。發(fā)展省能

7、工業(yè)（儀表、電子），減少耗能工業(yè)（鋼鐵、化肥），則國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)會朝省能方向發(fā)展。（合理配置）（2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向省能型發(fā)展。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也應(yīng)向高附加值、低能耗的方向發(fā)展。這些化工類行業(yè)有石油化工、精細(xì)化工、生物化工、醫(yī)藥工業(yè)及化工新型材料等。（3）企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整生產(chǎn)規(guī)模結(jié)構(gòu)是節(jié)能降耗的重要途徑。大企業(yè)較之于中、小企業(yè)能耗低。因此，有計劃、有步驟的調(diào)整企業(yè)組織結(jié)構(gòu)，新建廠應(yīng)當(dāng)有經(jīng)濟規(guī)模的限制。缺乏競爭力的小企業(yè)應(yīng)關(guān)、停、并、轉(zhuǎn)。（4）地區(qū)結(jié)構(gòu)地區(qū)結(jié)構(gòu)的調(diào)整主要是指資源的優(yōu)化配置，調(diào)整部分能耗型工業(yè)的地區(qū)結(jié)構(gòu)。如乙烯生產(chǎn)基地應(yīng)靠近油田或大型煉油廠。2.管理節(jié)能（2個層次）1.宏觀調(diào)控層次(從國家層面

8、上進(jìn)行調(diào)控）（1）完善法制建設(shè)出臺節(jié)能法（2）制定與貫徹合理的經(jīng)濟政策價格政策、投資、信貸、稅收等向節(jié)能技術(shù)傾斜。2.企業(yè)經(jīng)營管理層次（1）建立健全的能源管理機構(gòu)（2）建立企業(yè)的能源管理制度（3）合理組織生產(chǎn)（4）加強計量管理3.技術(shù)節(jié)能（4個方面）1.工藝節(jié)能化學(xué)工業(yè)技術(shù)中首先是化學(xué)反應(yīng)器，其次是分離工程。化學(xué)反應(yīng)器又取決于兩方面因素，即催化劑和化學(xué)反應(yīng)工程。（1）催化劑和化學(xué)反應(yīng)工程一種新型催化劑可形成更有效的工藝，或可以緩和條件使反應(yīng)在較低的溫度和壓力下進(jìn)行，就可以節(jié)省反應(yīng)物加熱和壓縮所需能量；或選擇性提高，使副產(chǎn)物減少，生成物純度高，既節(jié)省了原料，又降低了后續(xù)精制的負(fù)荷；或活度提高，降

9、低反應(yīng)過程推動力。（2）分離工程CO2吸收：國外高效率聚乙二醇二甲醚法和碳酸丙烯酯法除二氧化碳，優(yōu)點是只要減壓就能解吸出二氧化碳，吸收劑可再生。省去化學(xué)吸收法（熱碳酸鉀或乙醇胺溶液）中溶劑再生的熱消耗。（3）改進(jìn)工藝方法和設(shè)備同一生產(chǎn)目的，采用不同的工藝方法和設(shè)備，其能耗不同。焦炭熄焦方式、精餾塔形式、膨脹機與節(jié)流閥、助劑2.化工單元操作設(shè)備節(jié)能化工單元操作設(shè)備很多，包括流體輸送機械（泵、壓縮機等）、換熱設(shè)備（鍋爐、加熱爐、換熱器、冷卻器等）、蒸發(fā)設(shè)備、塔設(shè)備（精餾、吸收、萃取、結(jié)晶等）、干燥設(shè)備等，每一個設(shè)備都有不同的節(jié)能方式。（1） 流體輸送機械一是設(shè)計時要選合適的機械、二是調(diào)節(jié)負(fù)荷變化時

10、采用轉(zhuǎn)速控制。（2） 換熱設(shè)備換熱設(shè)備的節(jié)能方法有：加強設(shè)備保溫，防止結(jié)垢，合理減少傳熱溫差，強化傳熱：對鍋爐和加熱爐還有控制過量空氣，提高燃燒特性，預(yù)熱燃燒空氣，回收煙氣余熱；以及采用高效率設(shè)備，如熱管換熱器等。（3） 蒸發(fā)設(shè)備（4） 預(yù)熱原料，多效蒸發(fā)，熱泵蒸發(fā)，冷凝水熱量的利用。（4）塔設(shè)備節(jié)能途徑：減少回流比，預(yù)熱進(jìn)料，塔頂熱的利用，使用串聯(lián)塔，采用熱泵，采用中間再廢氣和中間冷凝器等。（5）干燥設(shè)備控制和減少過量空氣，余熱回收，排氣的再循環(huán)，熱泵干燥等。3.化工過程系統(tǒng)節(jié)能從系統(tǒng)合理用能的角度，把整個系統(tǒng)集成起來作為一個有機的整體對待，進(jìn)行節(jié)能工作。4.控制節(jié)能控制節(jié)能包括兩個方面：一

11、方面是節(jié)能需要操作控制；另一方面通過操作控制節(jié)能?？刂乒?jié)能投資小、潛力大、效果好。是大有發(fā)展的節(jié)能途徑。操作控制如儀表計量，一方面涉及能量的衡算與用能分析。嚴(yán)格的控制可使操作彈性縮小、減少因彈性操作造成的用能損失。另一方面，涉及產(chǎn)品質(zhì)量控制，如產(chǎn)品純度。過程能量損失很大程度是由產(chǎn)品純度造成的。在生產(chǎn)過程中，各種參數(shù)波動不可避免，如原料的成分、氣溫、市場對產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量的需求、蒸汽需求量等，若生產(chǎn)優(yōu)化條件能隨著這些參數(shù)的變化作相應(yīng)變化，將能取得很大的節(jié)能效果。第二章2.1基本概念能量的形式與質(zhì)量1.能量及其表現(xiàn)形式（1）能量：物質(zhì)運動變化和相互作用的量度。（2）能量的形式：機械能(動能、位能與靜

12、壓能）、電能、磁能、熱能、化學(xué)能及原子（核）能等。（3）兩類能量a.內(nèi)能：物體內(nèi)部所具有的能量（物體處于宏觀靜止且無外力場存在時仍能表現(xiàn)出來的能量）。b.物體相互作用時所體現(xiàn)出來的能量，如位能、動能等。（4）能量的質(zhì) 能量守恒，既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅。但能的“品質(zhì)”可以下降。節(jié)能的實質(zhì)：防止和減少能量的“質(zhì)”的下降或貶值。各種基本概念（1）系統(tǒng)：在對能量轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象或過程進(jìn)行分析時，需要從相互作用的物體中取出研究的對象,是謂熱力系統(tǒng)，簡稱系統(tǒng)。系統(tǒng)一旦劃定，系統(tǒng)之外一切物質(zhì)和空間統(tǒng)稱外界（或環(huán)境）。（2）平衡：在不受外界影響的條件下，系統(tǒng)宏觀性質(zhì)不隨時間改變的狀態(tài)是為平衡狀態(tài)。（3）狀態(tài)參數(shù)

13、：描寫系統(tǒng)宏觀狀態(tài)的物理量是謂“狀態(tài)參數(shù)”。狀態(tài)參數(shù)具有點函數(shù)性質(zhì)，其變化取決于初、終態(tài)，與其間的路徑無關(guān)。強度量、廣度量（或稱廣延量）（4）功和熱量：(1) 功如果系統(tǒng)對外界的單一效果可歸結(jié)為提升一個重物。則說系統(tǒng)作了功。功是通過系統(tǒng)邊界在傳遞過程中的一種能量形式。功是過程量，不是系統(tǒng)含有的能量，亦不是狀態(tài)參數(shù)。(2) 熱量由溫度的不同而從系統(tǒng)向外界，或從外界向系統(tǒng)所傳遞的能量稱為熱量。熱量也是過程量，一般規(guī)定：系統(tǒng)吸熱為正，放熱為負(fù)?？赡孢^程與不可逆過程等）2.2能量與熱力學(xué)第一定律：1.能量守恒與轉(zhuǎn)化定律是自然界的客觀規(guī)律，自然界的一切物質(zhì)都具有能量，能量有各種不同的形式，可以從一種形式

14、轉(zhuǎn)化為另一種形式，但總能量是是守恒的。能量守恒方程2. 閉口系的能量衡算3. 穩(wěn)定流動開口系統(tǒng)能量衡算方程2.3與熱力學(xué)第二定律1.克勞修斯說法：不可能把熱從低溫物體傳至高溫物體而不引起其他變化。2.開爾文說法：不可能從單一熱源吸取熱量使之完全變成有用功而不產(chǎn)生其他影響。3.普朗克說法：不可能制造一個機器，使之在循環(huán)動作中把一重物升高，而同時使一熱源冷卻。4.卡諾定理在兩個不同溫度的恒溫?zé)嵩撮g工作的所有熱機，不可能有任何熱機的效率比可逆熱機效率更高。2.4能量的計算各種能量的會計算2.5損失和衡算方程損失及幾種主要形式的逆絕熱膨脹、不可逆絕熱壓縮、絕熱節(jié)流等）2.6裝置的效率和損失系數(shù)效率的不

15、同形式2.7節(jié)能理論的新進(jìn)展分析法的局限性：以無驅(qū)動力的理想過程為基準(zhǔn)來分析實際過程。6種新理論（描述、特點、與分析法相比其先進(jìn)之處）第三章3.1流體流動與流體輸送機械能量損失節(jié)能措施：合理設(shè)計管內(nèi)流速（經(jīng)濟性）；減少不必要的管、閥件；添加減阻劑；氣體不采用節(jié)流閥；注意保溫等。3.2換熱能量損失：（1）傳熱溫差 （2）流動阻力 （3）散熱損失節(jié)能措施： 并流改成逆流；不同溫度傳熱時，選擇合適的溫差； 溫差推動力t要均勻; 強化傳熱系數(shù)K與傳熱面積A； 換熱設(shè)備的保溫。3.3蒸發(fā)能量損失：蒸發(fā)操作消耗大量的熱（加熱蒸汽）。構(gòu)成蒸發(fā)操作的主要費用節(jié)能措施：利用廢熱預(yù)熱原料；多效蒸發(fā)；二次蒸汽的再壓

16、縮等。3.4精餾能量損失： 流體流動造成的壓力降； 不同溫度物流間的傳熱或混合； 傳質(zhì)推動力（相濃度不平衡物流間的傳質(zhì)）；不同濃度間物流的混合；節(jié)能措施： 盡可能減少回流比； 預(yù)熱進(jìn)料，提高進(jìn)料焓值，減少傳熱溫差； 塔頂蒸汽余熱利用；（1）直接熱利用；（2）余熱制冷；（3）余熱發(fā)電。 塔釜液余熱利用； 減少再沸器與冷凝器的溫差；防垢、除垢、減少傳熱熱阻； 利用熱泵，將冷凝器蒸汽的溫度提高，向再沸器供熱等。3.5吸收能量損失：氣體吸收是氣體或蒸汽氣流中一個或多個組分（溶質(zhì)）溶解于液體（溶劑）的過程。能耗主要在溶劑的再生。節(jié)能措施： 選擇合適的溶劑，溶解度大，則循環(huán)量小； 溶解度對溫度變化敏感；

17、組織合適的流程，如采用逆流、分段、分級等手段，減少功耗。3.6干燥能量損失： 廢氣帶走的熱量； 傳熱溫差、傳質(zhì)濕度差； 過度干燥。節(jié)能措施： 控制過量空氣，減少加熱器的熱負(fù)荷； 中間加熱，提高熱效率，減少傳熱溫差； 廢氣再循環(huán)，提高熱效率； 廢氣余熱回收，減少加熱器的熱負(fù)荷； 利用熱泵，回收熱量。3.7反應(yīng)能量損失：反應(yīng)路線和反應(yīng)進(jìn)行程度決定能耗水平。節(jié)能措施：1. 化學(xué)反應(yīng)熱的有效利用與提供（1）吸熱反應(yīng):合理供熱，且反應(yīng)溫度盡可能低。這樣可利用余熱，節(jié)約高品質(zhì)燃料。（2）放熱反應(yīng)：對于放熱反應(yīng)，應(yīng)合理利用反應(yīng)熱。放熱反應(yīng)的溫度應(yīng)盡可能高，這樣，所回收的熱量就具有較高的品質(zhì)，便于能量的更合理

18、的利用。但利用反應(yīng)熱時，要注意反應(yīng)過程的特點。 2. 反應(yīng)裝置的改進(jìn) 反應(yīng)裝置是反應(yīng)過程的核心。反應(yīng)過程都有流體流動、傳熱和傳質(zhì)等過程，都有阻力。為了克服阻力、推動過程進(jìn)行，均需要消耗能量。如果能改進(jìn)反應(yīng)裝置，減少阻力，就可降低能耗。因此，應(yīng)考慮改進(jìn)反應(yīng)裝置內(nèi)流體的流道、改善保溫、選擇高效攪拌形式及減少電解槽電阻等措施。3. 催化劑的開發(fā)催化劑是化學(xué)反應(yīng)的靈魂?，F(xiàn)有化學(xué)工藝有80%采用催化劑。一種新的催化劑研究開發(fā)成功，可以引起一場工藝改革?？梢跃徍头磻?yīng)條件，使反應(yīng)在較低的溫度和壓力下進(jìn)行；或者選擇性提高，使副產(chǎn)物減少、生成物純度提高，后序精制過程能耗減少；或者活性提高，降低反應(yīng)過程推動力，減

19、少反應(yīng)能耗。節(jié)能減排最有效、也是最重要的方法。 4. 反應(yīng)與其他過程的組合 有望改變反應(yīng)過程條件，或提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，實現(xiàn)節(jié)能。（1）反應(yīng)與反應(yīng)組合希望的反應(yīng)和促成該反應(yīng)的其他反應(yīng)組合起來，使低溫下化學(xué)平衡向理想方向移動。 （2）反應(yīng)與其他過程的組合利用精餾促進(jìn)反應(yīng)原理：可逆反應(yīng)，當(dāng)某一產(chǎn)物的揮發(fā)度大于反應(yīng)物時，如果將此產(chǎn)物從液相中蒸出，可破壞原有的平衡，使反應(yīng)繼續(xù)向生成物方向進(jìn)行，提高單程轉(zhuǎn)化率，在一定程度上變可逆反應(yīng)為不可逆?；驕p少某些副反應(yīng)，提高目的產(chǎn)物的收率。 一般而言，連串反應(yīng)：A R S若R為目標(biāo)產(chǎn)物，且R比A易揮發(fā)，則及時分離出R可大幅度提高R的收率。 利用反應(yīng)促進(jìn)精餾反應(yīng)精餾的優(yōu)

20、點： 破壞可逆反應(yīng)平衡，提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率及選擇性，提高反應(yīng)速度與生產(chǎn)能力； 可利用反應(yīng)熱，節(jié)省能量； 反應(yīng)器與精餾塔合二為一，節(jié)省投資； 對難分離物系，可獲得較純的產(chǎn)品。 膜反應(yīng)器膜反應(yīng)器：把反應(yīng)與分離結(jié)合在一起的設(shè)備。惰性膜只起分離作用。主要是微孔陶瓷、玻璃及高分子膜等。催化膜兼具催化與分離雙重作用。目前的研究以催化膜為主。酶膜反應(yīng)器與鈀膜反應(yīng)器分別為有機和無機催化膜的代表。第4章4.1緒論過程系統(tǒng)節(jié)能的意義1.能源危機促使節(jié)能；2.節(jié)能工作的發(fā)展不斷深入；余熱回收單個設(shè)備的節(jié)能過程系統(tǒng)節(jié)能；3.過程系統(tǒng)節(jié)能（夾點技術(shù)）效果顯著；新廠設(shè)計可節(jié)能30%50%，節(jié)省投資10%；老廠改造可節(jié)能20%

21、35%。4.系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)于局部節(jié)能，可取得更大的經(jīng)濟效益；5.夾點技術(shù)分析越來越受到人們的重視4.2夾點的形成及意義夾點技術(shù)：夾點技術(shù)是以化工熱力學(xué)為基礎(chǔ)，以經(jīng)濟費用為目標(biāo)函數(shù)，對過程系統(tǒng)整體進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計和節(jié)能改造的技術(shù)。夾點技術(shù)的應(yīng)用范圍：夾點技術(shù)現(xiàn)在不僅可用于熱回收換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化集成，而且可用于合理設(shè)置熱機和熱泵，確定公用工程的等級和用量，去除“瓶頸”、提高生產(chǎn)能力，分離設(shè)備的集成，減少生產(chǎn)用水(即節(jié)水），減少廢氣污染排放等。過程系統(tǒng)就是過程工業(yè)中的生產(chǎn)系統(tǒng)，可分為三個子系統(tǒng)：工藝過程子系統(tǒng)、熱回收換熱網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)和蒸汽動力公用工程子系統(tǒng)。溫焓圖：問題表法及其計算步驟:夾點的意義？夾點處熱通量

22、為零。1. 夾點確定了換熱器設(shè)置的原則與方向夾點將換熱網(wǎng)絡(luò)分成兩部分：熱阱與熱源（1）夾點之上不設(shè)冷卻器；（2）夾點之下不設(shè)加熱器；（3）不應(yīng)有跨越夾點的傳熱。2. 夾點限定了能量的回收率。4.3換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計目標(biāo)能量目標(biāo)：指最小加熱公用工程量和最小冷卻公用工程量。由夾點最小溫差來確定。換熱單元數(shù)目目標(biāo)：1. 歐拉通用網(wǎng)絡(luò)理論一個換熱網(wǎng)絡(luò)的最小單元數(shù)目：Umin =N+L-SN：流股數(shù)目；L：獨立的熱負(fù)荷回路數(shù)目；S：可能分離成不相關(guān)子系統(tǒng)的數(shù)目。2. 換熱單元數(shù)目目標(biāo)原則盡量消除回路，避免多余換熱單元換熱網(wǎng)絡(luò)面積目標(biāo)：最小換熱網(wǎng)絡(luò)面積。經(jīng)濟目標(biāo)：經(jīng)濟目標(biāo)有能量費用目標(biāo)、設(shè)備投資費用目標(biāo)及總年度

23、費用目標(biāo)。最優(yōu)夾點溫差的確定：1.最優(yōu)夾點溫差總費用最低；2.最優(yōu)夾點溫差確定方法 根據(jù)經(jīng)驗確定此時需綜合考慮公用工程和換熱器設(shè)備的價格、換熱工質(zhì)、傳熱系數(shù)、操作彈性等因素。 在不同的夾點溫差下，綜合出不同的換熱網(wǎng)絡(luò)，而后比較各網(wǎng)絡(luò)的總費用?？傎M用最低即為最佳夾點溫差； 在網(wǎng)絡(luò)綜合之前，依據(jù)冷熱復(fù)合溫焓線，通過數(shù)學(xué)優(yōu)化估算最優(yōu)夾點溫差。4.4換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計1.夾點技術(shù)設(shè)計三原則：（1）夾點之上不設(shè)冷卻器；（2）夾點之下不設(shè)加熱器；（3）不應(yīng)有跨越夾點的傳熱。2. 夾點技術(shù)設(shè)計三準(zhǔn)則: （1）準(zhǔn)則1物流數(shù)目準(zhǔn)則夾點之上，NH NC；夾點之下，NH NC；（2）準(zhǔn)則2熱容流率準(zhǔn)則夾點之上，CPH

24、CPC；夾點之下，CPHCPC；（3）準(zhǔn)則3最大換熱負(fù)荷準(zhǔn)則為保證最小數(shù)目的換熱單元，每一次匹配應(yīng)換完兩股物流中的一股。 3.優(yōu)化設(shè)計步驟（1）初始網(wǎng)絡(luò)的生成：原則: 換熱網(wǎng)絡(luò)的初始設(shè)計網(wǎng)絡(luò)應(yīng)是最大熱回收網(wǎng)絡(luò)。（2）熱負(fù)荷回路的斷開與合并1）熱負(fù)荷回路: 在網(wǎng)絡(luò)中從一股物流出發(fā)，沿與其匹配的物流找下去，又回到此物流，則稱在這些匹配的單元之間構(gòu)成熱負(fù)荷回路。獨立的熱負(fù)荷回路：熱負(fù)荷回路相互獨立，不會由其中幾個的加減而得到另一個。獨立的熱負(fù)荷回路實際換熱單元數(shù)最小換熱單元數(shù)。熱負(fù)荷回路的識別：a.公用工程數(shù)目為1；b.有分流的工藝物流，實際上是一股物流。2）合并換熱器: 為使換熱單元數(shù)目最小，應(yīng)使熱回路L0，即把網(wǎng)絡(luò)中的熱負(fù)荷回路斷開。合并依據(jù)：回路中各單元的熱負(fù)荷可以相互轉(zhuǎn)移，不會對回路之外的其他單元熱負(fù)荷造成影響。合并準(zhǔn)則：a.合并后保證各換熱單元熱負(fù)荷不小于0；b. 合并后校核傳熱溫差；c. 采用分支維持最小傳熱溫差（3）閾值問題：只需要一種公用工程的問題稱為閾值問題。閾值溫差TTHR：有些系統(tǒng)當(dāng)冷、熱復(fù)合曲線距離較遠(yuǎn)時，加熱與冷卻公用工程均需要，是夾點問題。當(dāng)繼續(xù)靠近時，只剩下一種公