夹点技术原理与最新应用

tdl522 · 发表于 2013-6-15 19:34:26

夹点技术原理与最新应用
http://www.cecol.com.cn/a/20130507/045310.html

　　夹点技术是英国Bodo Linnhoff教授等人于70年代末提出的换热网络优化设计方法，后来又逐步发展为化工过程综合的方法论。夹点技术是能量回收系统的重大突破，80年代以来夹点技术在欧洲、美国、日本等工业发达国家迅速得到推广应用，现已充公的应用于各种工业生产的连续和间歇工艺过程，应用领域十分广阔，在世界各地产生了巨大的经济效益。

　　夹点技术的基本原理

　　夹点技术是以化工热力学为基础，以经济效益为目标函数，对换热网络整体进行优化设计。优化过程包括冷热物流之间的匹配，冷热公用工程的类型和能级选择;加热器、冷凝器及系统中一些分离器、蒸发器等设备在网络中的合适放置位置；节能、投资和可操作性的三维平衡。最终的优化目标是确定出具有最小的设备、投资费用和操作费用，并满足把每一个工艺物流由初始温度加热或冷却到目标翁杜的换热网络。

　　夹点技术的应用领域

　　夹点技术起源于换热网络设计，经过近几十年的不断发展，其应用领域不断扩大，已延伸到除反应过程以外的所有化工过程，在热电联产、分离序列、蒸馏塔、热泵、热机、干燥器、公用工程系统及一般的工艺过程设计与发行等方面均有应用，涉及到众多工业部门。

　　夹点技术的应用效果

　　（1）降低能耗  通过改进能量回收系统及公用工程系统节约能量费用，实现区域热联合，充分利用废热或废料发生热量。

　　（2）提高生产能力，改进质量控制  通过解除过程系统瓶颈而不改变加热炉及主要机泵设备，可达到增产的目的。

　　（3）降低投资费用  对工厂建设投资和操作费用加以评估，并提出解决办法，可在少投资或不投资、少增加或不增加能耗的条件下完成工程改造和扩建，提高能效。在新设计中可以做到操作费用和设备投资又节省，在改造中可更好利用已有设备，也可减少新增抽象换热面积。

　　（4）降低环境污染  可以用排放废气或废液最少为目标进行优化设计，减少三废，降低温室效应。

　　夹点技术的发展

　　夹点技术自问世以来呈现出三维的发展趋势。第一维：应用范围不断扩大：换热网络→热电联产网络→整个工艺过程→涉及若干过程和服务系统的整个工厂；第二维:网络优化的评价指标逐步深入：能量费用→投资费用→原材料费用→可操作性，弹性，安全性，可近控性等定性指标→水费用→污染物排放量；第三维：设计类型逐渐发展：新工厂设计→老工厂改造→间歇工艺过程综合。

　　夹点技术的最新发展方向

　　夹点技术的最新发展方向：压力降优化，柔性设计，蒸馏塔目标设定，低温过程设计，间歇过程综合，降低水流率，全局能量系统综合，排放目标设定。

　　夹点技术的最新应用

　　鉴于夹点技术的节能减排效应和经济效益，其在石油、化工等过程工业中的应用越来越广泛。

　　常减压装置消耗的能量约占炼油厂总能量的25%~30%，已成为炼油厂消耗能量最大的装置。某规模为250吨t/a的常减压装置，换热网络终温较低，装置能耗较高，换热网络的可操作性差。针对此问题，在夹点技术的基础上，李哲等结合工艺流程模拟软件和换热网络计算软件对原有常减压换热装置进行优化，得到了近于最优的换热网络。新的换热网络实际运行后，使原油的换热终温提高了27℃，装置能耗降低2.35Kg 标油/t 原油，年创效益接近1,200万元，取得了良好的经济效益。

　　中国石油宁夏炼化公司100万t/a 常压蒸馏装置建成投产后，长期处于低负荷状态下运行，近年来随着原油加工量不断增加，装置“瓶颈”逐渐显现-原油换热终温偏低、加热炉效率低、产品出装置温度高等，能耗长期偏高，迫使装置优化改造。采用夹点技术改造后，原油换热终温由271℃提高到了294℃，装置加工量由140万t提高到200万t，装置能耗由原来的10.5kgEO/t降低到9.76kgEO/t，加热炉效率由85.72%提高到了90.36%。由以上数据可以看出，装置能量利用率和装置加工量提高显著。

　　蔡砚等对一套20世纪80年代引进的加氢裂化装置进行用能分析，发现存在跨越夹点的传热的不合理用能情况。结合工程实际和经济因素，运用夹点技术对装置进行分析，发现该装置节能潜力高达31323kw/h。根据夹点换热原则结合对现有换热网络的利旧问题的考虑，得出两种具有显著优势的换热网投资1122.7万元，可获得节省2174.4万元/a的经济效益

　　夹点技术不仅局限于热力学问题，更加广泛的延伸到水系统设计中。近年来，水夹点技术的应用对于节约过程工业的新鲜水、大幅减少废水排放量方面优势显著。中油公司大庆石化分公司炼油厂应用水夹点技术确定了全系统最小的新鲜水用量9.83t/h，与原用新鲜水量为24.3t/h相比，该项目实施可使该厂用水量节约59.5%，在获得81.02万元/a的经济效益的同时，对解决目前面临的水资源危机意义重大。袁一星等运用水夹点技术对M炼油厂进行分析计算，得出了最小用水量114.25t/h，与原用水量为148t/h相比，该项目实施可使该厂用水量节约23%。

　　总之，当前能源供应短缺成为经济增长的“颈瓶”之一，对于石油、化工等典型的过程工业，用夹点分析的方法对过程系统的用能、用水状况进行诊断，可找到过程系统的用能“瓶颈”所在，夹点技术在换热网络、水网络中的应用为国民经济的发展带来巨大的经济效益和社会效益。大量的工程实例证明，利用夹点分析技术，指导具体过程系统工程的改造或设计，能降低公用工程消耗量和初期的投资费用，实施方法简单，具有明显的优势，应用前景广阔。

duoduo19881201 · 发表于 2013-6-15 19:34:26

不错，又占了一个沙发！

laigei · 发表于 2013-6-15 19:34:26

非常感谢楼主提供的“夹点技术”科普。
看完之后，基本了解这门新技术的原理和应用。
下一次遇到这方面的工程应用，就多了一种解决问题的方案。

没乐找乐 · 发表于 2013-6-15 19:34:26

啥也不说了，楼主就是给力！

xcsjah · 发表于 2013-6-15 19:34:26

这个还不会，好好的研究一下。

Wordsworth · 发表于 2013-6-15 19:34:26

夹点技术的综述，谢谢为大家普及化工知识。

zhangxz1104 · 发表于 2013-6-15 19:34:26

啥也不说了，楼主就是给力！

jinliang · 发表于 2013-6-15 19:34:26

谢谢楼主的无私分享学习学习

pl283600780 · 发表于 2013-6-15 19:34:26

冷箱的多股换热，夹点分析能做不？

reichina · 发表于 2013-6-15 19:34:26

建议，不要用在新装置上，可以在老装置改造上，可以用在化工装置上，可以为弹性不大的地方用

reichina · 发表于 2013-6-15 19:34:26

从楼主所举工程实例来看，这不是最新的文章

tianshanxue · 发表于 2013-6-15 19:34:26

{:1106_362:}
路过了解一下先

taobinglin · 发表于 2013-6-15 19:34:26

非常感谢楼主提供的“夹点技术”科普。最近学了一门能量优化，讲的就是夹点。。英文教材。

hukuan · 发表于 2013-6-15 19:34:26

确实要是再能具体点举个例子就更好了是个好东西，顶一下。

||←═╬∞boy|| · 发表于 2013-6-15 19:34:26

既然来了就留下一点东西给个评语非常好

爱玩的小学生 · 发表于 2013-6-15 19:34:26

加入马后炮化工，告别化工马后炮！马后炮化工论坛，化工人永远的家！

fengzheng · 发表于 2013-6-15 19:34:26

加入马后炮化工，告别化工马后炮！马后炮化工论坛，化工人永远的家！

gaven · 发表于 2013-6-15 19:34:26

百度文库相关资料较多

爱风斯 · 发表于 2013-6-15 19:34:26

这个很有用的，有选择性做方案，能节能很多，希大家用{:1106_362:}

尕元子 · 发表于 2013-6-15 19:34:26

四哥好久不见了啊，有露面了啊哈哈

夹点技术原理与最新应用

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