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换热网络的综合、优化

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常减压换热网络的优化改进和优化控制

常减压换热网络的优化改进和优化控制

或接 近最优 状态 下 运行 ， 换 热 网络公 用 工 程能 量 使
重要 。
油装 置能 耗 主 要 组 成 部 分 的 常 减 压 和 催 化 裂 化 装
置 ， 能 耗 之 和 约 占炼 油 装 置 能 耗 的 ４ ％ 一５ ％ 。 其 ５ ０ 因此抓 好这 两套装 置节 能 措施 的落 实 ， 整个 炼 厂 对
节能 降耗将 起到 主要作 用 ¨ 。
对结 构 已定 或 正 在运 行 的常 减 压换 热 网络 ， 如 何进行 优化 改进 使其 达 到 最优 ， 在换 热 网 络 中 的 或
某些过 程物 流 的流量 、 温度发 生变化 时 ， 求换 热 网 要 络 的换 热仍 能满 足 工艺 上 的换 热要 求 ， 能 在最 优 并
从各 炼 油 装 置在 总 能耗 中所 占比例看 ， 为 炼 作
张俊峰 罗雄 麟 袁 毅夫 ， 。
（． １ 中国海 洋石 油总公 司 ， 京 北
１ ０ １ ；． 国石 油 大学 自动 化研 究所 ， ０００２ 中 北京
１０ ０ ） ０ １ １
１２ ４ ； ０ ２ ９
３ 中 国￣４ ｒ程 建设公 司 ， ． Ｅ＿ － 北京
摘
要 ： 结构 已定或 正在运 行 的常减 压换热 网络 ， 操作 夹， 附近 设 置 旁路 ， 过 对 旁路 流 对 在 占 、 通
２ Ｒ ｓａｃ ｎｔｕｅｏ ｕｏ ｔ ｎＣ ｉａＵ ｉ ｒｉ ｆ ｅｒ ｅ ｍ， ｅ ｉｇ１ ２４ ， ｈｎ ； ． ｅｅｒｈＩｓｔｔ ｆ ｔ ｉ ｈｎ ｎｖ ｓｙｏ ｔ ｌｕ Ｂ ｉｎ ０ ２ ９ Ｃ ｉａ ｉ Ａ ｍａ ｏ ｅ ｔ Ｐ ｏ ｊ ３ ＳＮ Ｐ Ｃ Ｅ ｇ ｅｒ ｇＩｃｒｏ ｔ ｎ Ｂ ｉｎ ０ １ １ Ｃ ｉａ ．Ｉ Ｏ Ｅ ｎｉ ｅ ｎ ｏ ｒ ｉ ， ｅ ｉ １０ ０ ， ｈｎ ） ｎ ｉ ｎ ｐ ａｏ ｊｇ

换热网络优化实施方案

换热网络优化实施方案

编号：P1******* 大修项目实施方案项目名称：换热网络优化申报单位：中海沥青（四川）有限公司项目经理：邱震宇主管领导（签字）：日期：2013年12月4日中海油气开发利用公司制一、大修实施方案1．项目的主要内容1.1中段取热温差大，改变中段取热控制方式。

目前中段取热控制方式为通过流量调节阀控制中段循环抽出量，由于在换热器面积一定的情况下，中段循环抽出量越小，换热温差越大。

将目前的控制方式更换为三通调节阀控制抽出和返塔温差，增加中段循环量，减少换热温差，增大高温位部分的热量利用。

将常二中和减二中调节阀更换为三通调节阀，原流量计移至三通调节阀后，流量仍通过中段循环泵变频控制。

1.2针对换热网络中存在跨夹点传热的现象，调整目前的换热网络，主要有以下几个方面：a调换6组换热器换热顺序。

主要为原油-常二中（II）换热器E113调整至原油-减二中（II）换热器E114A/B后换热；闪底油-减二中（I）换热器E120调整至闪底油-减四线换热器E117后换热。

将闪底油-减渣（II）换热器E118A～D拆分成两组，即闪底油-减渣（II）换热器E118C/D和闪底油-减渣（III）换热器E118A/B，其中闪底油-减渣（II）换热器E118C/D调整至闪底油-减三线（I）E119后换热；b将换热器E108A/B和E110A/B沥青由走管程改为走壳程，原油由走壳程改为走管程。

c新增3台换热器，分别为原油-减三线（II）换热器E107B、原油-减二线换热器E106B和原油-常三线（II）换热器E105B。

改造后换热网络换热流程详见改造后的PFD图。

1.3增加相应的管道和阀门新增3台换热器，新增换热器原油侧压降为80kPa，工艺侧增加压降均在5kPa左右，可忽略不计；换热器E113和E114A/B调整换热顺序，原油管道系统增加9kPa压降；换热器E108A/B原油由走壳程改为走管程，原油管道系统增加16kPa压降，减渣管道系统减少144kPa压降；换热器E110A/B原油由走壳程改为走管程，原油管道系统减少20kPa压降，减渣管道系统减少6kPa压降；闪底油换热顺序调整，闪底油管道系统合计增加25kPa的压降。

换热网络优化设计方法及多换热网络能量集成的研究进展

换热网络优化设计方法及多换热网络能量集成的研究进展

技术综述 收稿日期:2009203229基金项目:国家重点基础研究开发规划项目(No.G2*******);惠州学院博士科研启动项目(C508.0202)作者简介:王春花(19792),女,湖南邵东人,讲师,博士,从事过程能量综合优化方面的研究。

文章编号:100027466(2009)0520050208换热网络优化设计方法及多换热网络能量集成的研究进展王春花1,2,华　贲2(1.惠州学院化工系,广东惠州　516007;2.华南理工大学强化传热与过程节能教育部重点实验室,广东广州　510640)摘要:介绍了换热网络优化设计方法和在全厂能量集成基础上发展起来的多装置换热网络能量集成研究的发展现状。

对有关研究进行了分类,分别比较了换热网络优化设计方法以及多装置换热网络能量集成的几种方法的优劣,指出今后换热网络优化设计与多装置网络间能量集成的研究重点应放在集成运用人工智能方法、直观分析(研究)法和数学规划法,以发展一套既有理论价值、又有实用意义的系统方法,为指导实际换热网络的设计服务。

关键词:换热网络;优化设计;能量集成;发展现状中图分类号:TQ 021.8 文献标志码:AProgress in Methodology of Optimal Design of H eat Exchanger N et w ork andE nergy Integration of Multiple H eat Exchanger N et w orksWANG Chun 2hu a 1,2,HUA B en 2(1.Depart ment of Chemical Engineering ,Huizhou University ,Huizhou 516007,China ;2.The Key Laboratory of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation ,Minist ry ofEducation ,Sout h China U niversity of Technology ,Guangzhou 510640,China )Abstract :The int roduction is made for t he progresses in optimal design of heat exchanger net 2work and heat integration of multiple heat exchanger networks based on energy integration in to 2tal site ,classification of related st udies ,comparison between several optimal design met hods of heat exchanger network ,as well as t he heat integration of multiple heat exchanger networks.It was pointed out t hat optimal design of heat exchanger network and heat integration of multiple heat exchanger networks should focus on integration of artificial intelligence ,heuristic and mat he 2matical planning met hods to develop an efficient and practical met hod to serve t he design of heat exchanger network.K ey w ords :heat exchanger network ;optimal design ;energy integration ;review 1965年,Hwa 首次提出换热网络最优化问题[1],在随后的40年多年里换热网络最优化问题的研究得到迅速发展,尤其在近20a 发展速度惊人。

换热网络的综合、优化

换热网络的综合、优化
1983年Cerda[6]把换热器网络表示成目 标函数和约束条件的形式,将数学规划法引入到换热器网络的综合中;1983 年Parpoulias和Grossmann[7]将最大能源回收问题归结为一线性(LP)问题, 以求解最少的换热单元数目;在自动产生换热器网络的结构方面进行了尝试. 1986年Floudas,Ciric和Grossmann[8]合作采用数学规划法生成最优换热器 网络,奠定了其应用基础.1989年Floudas和Ciric[9]把混合整数线性规划法 (MILP)与Floudas的超结构相结合,得到混合整数非线性规划(MINLP) 模型,成功确立了换热器网络最小投资费用;1990年Yee,Grossmann和 Kravanja[10]提出了同时考虑运行费用和投资费用的同步最优综合方法,但 是其没有考虑涉及单元数目的固定费用,问题原则上可归结为一非线性规划 (NLP)问题求解,其结果中可能包括较多的换热单元数目.1991年Ciric和 Floudas[11]所提出的MINLP模型严重非凸,约束是二次型的,虽然采用的分 解算法大大改善了解的质量,但由于其主问题仍为非凸,无法克服局部极小 值点,同时建立的模型依赖于窄点技术的网络温差及子网络的划分.1990年 Yee和Grossmann[12]提出的线性约束MINLP模型可同步优化公用工程,面 积费用和单元设备数,但模型的非等温混合假设造成了有分流情况下必须进 行二次优化.
换热网络的综合,优化
上海理工大学 关欣
研究换热网络综合,优化的意义
换热器网络是石油化工,能源动力,低温工程等领域广泛 应用的工艺环节,其设计的合理性和高效性直接关系到工 业系统的整体性能.而换热器网络的综合和优化即是要充 分利用工艺物流的能量,尽量减少公用设施费用,使系统 总投资费用最小.实践表明,通过对已有换热器网络的优 化和改造以及对新型换热器网络的综合和优化,都可以显 著地提高能量利用效率,达到节能高效的目的,且产生的 经济效益是十分可观的.例如,ICI公司应用窄点法对已 有换热器网络进行优化和调整以后,不但节省了设备投资, 而且仅燃料费用一项每年就节约120万美元,获得了相当 可观的效果[1];我国在这方面的成功经验也很多,例如, 清华大学化工系统工程教研室在上世纪八十年代,通过对 炼厂原油预热网络的优化改造,使得加热炉负荷降低40%, 年经济效益达140万元[2].因此,近几十年来,换热器网 络的综合和优化技术得到了迅速的发展,并且已经成为过 程系统综合的一个重要分支.

换热网络综述报告模板

换热网络综述报告模板

换热网络综述报告模板换热网络综述报告一、绪论换热网络是工业过程中常见的能源转移方式，通过高温与低温之间的热交换，实现能源的有效利用。

换热网络的设计和优化对于提高能源效率、降低能源消耗具有重要意义。

本文主要综述了换热网络的设计、优化方法以及相关应用情况。

二、换热网络设计方法1. 网络结构设计：换热网络的结构设计包括换热器的排布、管道连接以及热媒的流动方式等。

常用的设计方法有贪婪算法、图论方法和优化算法等。

2. 管网的确定：在换热网络设计中，管网的确定是一个关键环节。

可以基于贪婪法、动态规划法和模拟退火等方法进行优化，以减少能量消耗和降低压力损失。

三、换热网络优化方法1. 能量综合利用：通过对热源与热负荷的匹配分析，实现能量的综合利用。

此外，采用合适的热媒流动方式，如顺流、逆流和混合流动方式等，可以进一步提高能量利用效率。

2. 负荷分级调整：将热源负荷进行分级调整，根据不同负荷的大小，进行优化设计，以实现能源的最佳分配。

3. 热媒温度分级：通过控制不同热媒的温度级数，实现换热网络的优化设计，将高温热媒与低温热媒进行合理匹配，从而提高能源利用效率。

四、换热网络应用情况1. 化工工艺中的应用：换热网络在化工行业中广泛应用，如石化、冶金、化肥等。

通过合理设计和优化，能够提高生产效率，减少能源消耗。

2. 电力工业中的应用：换热网络在电力工业中也有重要应用，例如燃煤电厂、核电厂等。

通过优化设计换热网络，可以提高发电效率，降低排放。

3. 建筑节能中的应用：换热网络在建筑节能中也有一定应用，如地源热泵、太阳能热水器等。

通过合理利用换热网络，可以节约能源，减少对环境的影响。

五、结论换热网络的设计与优化是提高能源利用效率、降低能源消耗的重要手段。

通过合理的网络结构设计和优化方法，可以实现能源的综合利用，提高产能和效益。

同时，换热网络在工业生产和建筑节能领域都具有重要应用价值。

未来，随着科技的发展和环保要求的提高，换热网络的设计与优化方法也将不断创新和完善，以更好地满足能源需求，推动可持续发展。

6.换热网络优化

6.换热网络优化

NO.
1
DATA ------ COLD SIDE ------STRM FROM/TO ID UNIT
1 HOT1 IN/ 3 COLD2 IN/502 2 HOT2 IN/ 4 COLD1 3/501 3 HOT1 1/OUT COLD1 4/ 2 4 HOT2 2/500 COLD1 IN/ 3 500 HOT2 4/OUT 501 COLD1 2/OUT 502 COLD2 1/OUT HEAT EXCHANGER SUMMARY - TEMPERATURE DATA ------------- HOT SIDE ----------------------- COLD SIDE -----------UNIT STRM TEMP(DEG C) FLOW STRM TEMP(DEG C) FLOW N0. ID IN OUT RATIO ID IN OUT RATIO 1 HOT1 215.0 / 140.0 1.000 COLD2 130.0 / 186.2 1.000 2 HOT2 200.0 / 140.0 1.000 COLD1 130.0 / 175.0 1.000 3 HOT1 140.0 / 110.0 1.000 COLD1 85.0 / 130.0 1.000 4 HOT2 140.0 / 120.0 1.000 COLD1 70.0 / 85.0 1.000 500 HOT2 120.0 / 80.0 1.000 501 COLD1 175.0 / 185.0 1.000 502 COLD2 186.2 / 190.0 1.000 HEAT EXCHANGER SUMMARY - GENERAL DATA UNIT DUTY AREA U-VALUE FT NUMBER OF SHELLS COST NUMBER MMKJ /HR M2 WATTS / M2-K SERIES PARALLEL USDOLLAR 1 225.0000 12688.1 283.915 0.977 10 3 14683531 2 90.0000 5472.6 283.915 0.983 10 1 5712908 3 90.0000 5425.2 283.915 0.992 10 1 5683216 4 30.0000 562.1 283.915 0.995 2 1 766033 500 60.0000 501 20.0000 502 15.0000

换热网络优化——夹点理论 76页PPT文档


落入各温度区间的物流已考虑了温度推动力，所以在 每个温度区间内都可以把热量从热物流传给冷物流， 即热量传递满足第二定律。
每个区间的传热表达式为：
Q i [ (F)H C .ip (F)C C .i] T ip
温度区间具有以下特性： 可以把热量从高温区间内的任何一股热物流传给低温区
A3
Yibin University
2009年度宜宾学院化工学院课程 化工过程分析与合成
7.2 换热网络合成问题 7.2.1 换热网络合成问题的描述
一组需要冷却热物流H和一组需要加热的冷物流C，每条 物流的热容流率FCp，热物流从初始温度TH初冷却到目标 TH终，冷物流从初始温度TC初加热到目标温度TC终。
180
40
280
2.630105来自-1954.0
150
40
440
165
A8
Yibin University
2009年度宜宾学院化工学院课程 化工过程分析与合成
如果没有温度推动力的限制，就必须由公用工程系统 提供165kW的热量
第一定律计算算法没有考虑一个事实，即：只有热物 流温度超过冷物流时，才能把热量由热物流传到冷物 流。
络的能量最优解，即最小公用消耗；
提出了换热网络最少换热单元数的计算公式。
意义在于从理论上导出了换热网络的两个理想状态 ，从而为换热网络设计指明了方向
A5
Yibin University
2009年度宜宾学院化工学院课程 化工过程分析与合成
•Linnhoff和Flower的工作
合成能量最优的换热网络。 从热力学的角度出发，划分温度区间和进行热平衡
△Tmin，然后与冷物流的起始、目标温度一起按从在到

供热管道网络的热力性能优化设计

供热管道网络的热力性能优化设计随着人民生活水平的提高和城市化进程的加速，供热系统作为城市基础设施的重要组成部分，在满足人们生活、生产等多样化需求的同时，也面临着诸多挑战。

供热管道网络的热力性能优化设计是解决这些挑战的关键，本文将从经验和专业性角度出发，对供热管道网络的热力性能优化设计进行探讨。

首先，供热管道网络的热力性能受到多种因素的影响，其中包括供热管道的材料选择、铺设方式、管道路径设计等。

在材料选择上，应优先考虑导热性能好、抗压强度高、耐腐蚀性好的材料，以减小能量传输的阻力和损耗。

同时，铺设方式应合理选择，包括地下铺设、地面铺设、架空铺设等，可以通过考虑地形地貌、城市规划等因素进行合理布局，以降低管道长度和线损。

此外，管道路径设计也应适度考虑地形地貌的因素，选择合适的路径，以尽量减少管道的高低差和弯曲度，保持管道的连续性，减小管道的压力损失。

其次，供热管道网络的热力性能优化设计还需要考虑供热方式、换热器的选型和布局等。

在供热方式上，应根据不同地区的气候特点和用户需求，选择合适的供热方式，包括蒸汽供热、热水供热和温水供热等。

同时，换热器的选型和布局也十分重要，应根据供热热源的类型和供热负荷的需求，选择合适的换热器，并且合理布局，以提高热量转移效率，减小能量的损耗。

此外，管道绝热设计和运行管理也是供热管道网络热力性能优化的重要方面。

绝热设计应选用导热性能好、耐温性好的材料，合理选择绝热材料的厚度和种类，以降低管道的散热损失。

在运行管理上，应做好管道的定期维护和检修，及时发现漏损和故障，并进行及时修补和更换，以保证供热管道网络的正常运行。

此外，供热管道网络的热力性能优化设计还需要考虑节能环保的要求。

对于现代供热系统，节能环保已成为设计和运营的重要指标之一。

在供热系统设计中，应充分考虑使用高效换热设备和设备的合理配置，以提高能源利用率。

同时，在供热系统运行中，应加强对运行参数的监测和调整，以确保供热系统的平稳运行，并采用节能措施，如余热回收、热泵技术等，以降低能源消耗和环境污染。

供热系统中的换热器网络优化设计与运行控制

供热系统中的换热器网络优化设计与运行控制换热器是供热系统中的重要组成部分，它起到了热量传递的关键作用。

换热器的网络优化设计与运行控制是提高供热系统能效和经济性的重要手段。

本文将从换热器网络的设计、运行控制等方面，探讨如何优化供热系统中的换热器。

首先，换热器网络的设计是优化供热系统的关键一环。

在设计过程中，需要充分考虑供热系统的热负荷、热源和热网的特性等因素，以确定合理的换热器网络结构和尺寸。

设计时应尽量减小热源和热网之间的温度差，提高热量传递效率。

同时，还应考虑换热器的布局方式、管道连接方式等，以降低系统的压力损失和能耗。

此外，还可以通过选择合适的换热介质、管道材料和绝热材料等，提高系统的传热效果和热损失控制能力。

其次，运行控制对于换热器的优化设计同样重要。

通过合理的运行控制策略，可以实现供热系统的稳定运行和高效能运行。

在日常运行中，应根据实际热负荷情况，合理调整供热模式、换热器的运行参数等，以保证系统的热平衡和热效率。

例如，在高峰时段可以适当提高供热温度，以满足用户的热量需求；而在低负荷时段，可以降低供热温度，减少能耗。

此外，还可以利用先进的控制技术，如PID控制、模糊控制等方法，对换热器的运行进行智能化控制，以更好地适应供热系统的变化。

另外，换热器维护与管理也是优化供热系统的重要环节。

定期的检修和维护可以保证换热器的正常运行和延长其使用寿命。

在维护过程中，应及时清理换热器内部的污垢和沉积物，以保持管道的畅通和换热面的清洁。

同时，还应定期检查并更换损坏的换热器元件，以确保系统的正常运行。

此外，还可以利用在线监测技术，对关键参数进行实时监测和分析，以发现和解决潜在问题。

总之，供热系统中的换热器网络优化设计与运行控制是提高供热系统能效和经济性的重要手段。

通过合理设计换热器网络结构、优化运行控制，可以实现供热系统的稳定运行和高效能运行。

同时，定期的维护和管理也是保证供热系统长期稳定运行的关键措施。

为了进一步提高供热系统的性能，未来可以开展更多的优化研究，如换热器网络的动态调控、能源回收利用等方面的研究。

多流股换热器网络综合问题的优化算法设计


题 规模 大 、 约束 条件 多， 重 的非 凸非 线性使得 目标 函数 存在 多 个局部 最优 解 ． 统 的基 严 传
于梯度的优化算法在求解时极 易陷于局部最优． 有鉴于此 ， 本研究采用遗传算法解决此类 问题 ， 通过对遗传算法进行改进 ， 针对简单遗传算法存在 的早熟和运行参数难以确定的问 题， 设计 了多样性保持算子和多种群进化的算法结构； 算时运行参数 自适应确定 ， 计 并把 模拟退火算法思想引入遗传算法子代的生成中去． 实例证 明， 采用所构造的算法可有效求
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华 南 理 工 大 学 学 报 （自然 科 学 版 ）
第３ ４卷 第 ８ 期
２０ ０ ６年 ８月
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ Ｓ ｕ ｈ Ｃｈ ｎ ｉ ｅ ｓ ｙ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｒ ａ ｏ ｔ ｉ ａ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｆＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｔ
统 工 程 研 究 ． — ａｌ ｗ ｉｇａｆｎ＠ １３ ｃｍ Ｅ ｍ ｉ：合理 的运行参 数． 针对 遗传 算法 存 在 的 上 述 问题 我 们 进 行 如 下 改
进， 以增加算 法 的全局 寻优 能力 和 运行性 能 ．
１２ 多样性保持算子 ．
简 单 遗 传 算 法 由 于 下 述 原 因 导 致 它 并 不 实 用 ． 首先 ， 早 收 敛 于 局 部 最 优 解 是 其 最 大 弱 过 点 ． 成这一 问题 的原 因是 在 简单 遗 传 算 法 中没 有 造 保 持 种群性 状 多样 性 的 算 子 ， 而经 验 证 明这 恰 是 保 证 遗 传算法 全局 优 化 能 力 的关 键 所 在 ． 次 是 运 行 其 参数 （ 交叉 概率 （ 和变 异 概率 （ ） Ｐ） Ｐ ） 的合理 选 择 问题 ． 高的交 叉 概率 和 变 异 概 率 可 使搜 索 达 到 更 较
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(utility grand composite curve)
传热过程的有效能分析
换热网络的调优
最少换热设备个数和热负荷回路
热负荷回路的断开 1 基本回路断开方式
2 补充回路断开方式
3 热负荷路径及能量松弛
换热网络的综合、优化
上海理工大学 关欣
研究换热网络综合、优化的意义
• 换热器网络是石油化工、能源动力、低温工程等领域广泛 应用的工艺环节，其设计的合理性和高效性直接关系到工 业系统的整体性能。而换热器网络的综合和优化即是要充 分利用工艺物流的能量，尽量减少公用设施费用，使系统 总投资费用最小。实践表明，通过对已有换热器网络的优 化和改造以及对新型换热器网络的综合和优化，都可以显 著地提高能量利用效率，达到节能高效的目的，且产生的 经济效益是十分可观的。例如，ICI公司应用窄点法对已 有换热器网络进行优化和调整以后，不但节省了设备投资， 而且仅燃料费用一项每年就节约120万美元，获得了相当 可观的效果[1]；我国在这方面的成功经验也很多，例如， 清华大学化工系统工程教研室在上世纪八十年代，通过对 炼厂原油预热网络的优化改造，使得加热炉负荷降低40%， 年经济效益达140万元[2]。因此，近几十年来，换热器网 络的综合和优化技术得到了迅速的发展，并且已经成为过 程系统综合的一个重要分支。
国内，针对换热器网络综合与优化的研究基本集中于高校内的研究工作。大连 理工大学姚平经教授在窄点技术法和数学规划法方面取得一定早期成果[13,14]， 并针对其不足之处提出和发展了先进的网络优化方法，例如，建立了三温差 MILP转运模型及其设计方法[15,16]等；华南理工大学华贲教授将人工智能和数 学规划[17]有机地结合起来应用于换热器网络的优化，建立了大规模网络的超 结构模型[18]，且充分考虑了换热器网络弹性设计问题[19]；清华大学肖云汉教 授、朱明善教授和王补宣教授在国内很早提出换热器网络综合和优化的重要性， 在该方面也作了大量有意义的研究[20,21]。 但总的看来，无论是窄点技术法还是数学规划法，到目前为止大都还是一种多 目标分步优化方法，很难一次得到网络的整体最优解。因而有必要对换热器网 络的综合与优化做进一步器网络的窄点法．新疆化工，1994，(1)：24-38. [2]肖云汉，朱明善，王补宣．换热网络的同步综合设计．化工学报，1993，(6)：635-643. [3] Linnhoff B, Flower J R. Synthesis of Heat Exchanger Networks: Systematic Generation of Energy Optimal Networks. AICHE Journal, 1978, 24(4): 633-654. [4]Trividi K K, et al. A New Dual-Temperature Design Method for the Synthesis of Heat Exchanger Networks. Comput Chem Eng, 1989, 16: 667-685. [5] Fraser D M. The Use of Minimum Flux instead of Minimum Approach Temperature as A Design Specification for Heat Exchanger Networks. Chem Eng Sci, 1989, 44: 1121-1127. [6] Cenda J, Westerberg A W, Mason D, Linnhoff B. Minimum Utility Usage in Heat Exchanger Networks Synthesis. Chem Eng Sci, 1983, 38: 373-387. [7]Papoulias S A, Grossman I E. A Structural Optimization Approach in Process Synthesis (II): Heat Recovery Network. Comput Chem Eng, 1983, 7(6): 707-721. [8]Floudas C A, Ciric A R, Grossman I E. Automatic Synthesis of Optimum Heat Exchanger Networks Configuration. AICHE. J, 1986, 32: 276-290. [9]Floudas C A, Ciric A R. Strategies for Overcoming Uncertainties in Heat Exchanger Network Synthesis. Comput Chem Eng, 1989, 13: 1133-1152. [10] Yee T F, Grossmann I E, Kravanja I. Computer Chem Eng, 1990, 14: 1151-1164. [11]Ciric A R, Floudas C A. Heat Exchanger Network Synthesis Without Decomposition. Comput Chem Eng, [J], 1991, 15: 385-396. [12] Yee T F, Grossmann I E. Simultaneous Optimization Models for Heat Integration (I)：Area and Energy Targeting and Modeling of Multi-stream Exchangers. Comput Chem Eng, 1990, 14(10): 1151-1164. [13] 詹士平，姚平经，袁一． 用转运问题求解换热器网络的最小公用设施费用． 化学工程，1989，17(5)：17-27. [14] 尹洪超，周东浩，崔峨．夹点技术与换热网络综合调优方法．节能，1994(5): 11-13. [15] 王莉，姚平经，袁一．换热器网络的新设计方法．化学工程，1995，23(1)：25-30. [16] 尹洪超，袁一，王晓云，施光艳．换热器网络非等温混合目标同步最优综合．大连理工大学学报，1995，35(5)：639-643. [17] 李志红，尹清华，华贲．换热网络最优合成研究的进展与展望．炼油设计，1997(3)：5-10. [18] 李志红，华贲，尹清华，何耀华． 人工智能与数学规划的集成用于换热网络最优合成设计的研究． 石油化工，1998(9)：660668. [19] 李志红，华贲．换热网络弹性分析的研究和应用．石油炼制与化工，1995(8)：11-14. [20] 肖云汉，朱明善，王补宣．换热网络设计方法的研究进展．化工进展，1994(1)： 1-8. [21] 朱明善，肖云汉，王补宣．换热网络的一种新的自动设计方法．石油炼制，1993(12)：46-52.
方法一、全过程采用单一的温差 方法一、全过程采用单一的温差(Heat Recovery Approach Temperature) 方法二、实际过程系统中冷热物流间匹配的换热温差，此时传热温差各不相同。 方法二、实际过程系统中冷热物流间匹配的换热温差，此时传热温差各不相同。 可用虚拟温度计算。 可用虚拟温度计算。
法。
1)线段的斜率为热容流率的倒数; 2) 线段水平移动不改变对物流热特性的描述。
a无相变的冷物流 b无相变的热物流 c单组分饱和液体的汽化 d单组分饱和蒸汽的冷凝 e多组分饱和液体的汽化 f多组分饱和蒸汽的冷凝
Problem table algorithm
1) 夹点处冷热物流间传热温差最小； 2)夹点处过程系统的热流量为0，夹点上方为热阱(heat sink),夹点下方为热 源(heat source)。
数学规划法始于二十世纪八十年代。1983年Cerda[6]把换热器网络表示成目 标函数和约束条件的形式，将数学规划法引入到换热器网络的综合中；1983 年Parpoulias和Grossmann[7]将最大能源回收问题归结为一线性（LP）问题， 以求解最少的换热单元数目；在自动产生换热器网络的结构方面进行了尝试。 1986年Floudas、Ciric和Grossmann[8]合作采用数学规划法生成最优换热器 网络，奠定了其应用基础。1989年Floudas和Ciric[9]把混合整数线性规划法 （MILP）与Floudas的超结构相结合，得到混合整数非线性规划（MINLP） 模型，成功确立了换热器网络最小投资费用；1990年Yee、Grossmann和 Kravanja[10]提出了同时考虑运行费用和投资费用的同步最优综合方法，但 是其没有考虑涉及单元数目的固定费用，问题原则上可归结为一非线性规划 （NLP）问题求解，其结果中可能包括较多的换热单元数目。1991年Ciric和 Floudas[11]所提出的MINLP模型严重非凸，约束是二次型的，虽然采用的分 解算法大大改善了解的质量，但由于其主问题仍为非凸，无法克服局部极小 值点，同时建立的模型依赖于窄点技术的网络温差及子网络的划分。1990年 Yee和Grossmann[12]提出的线性约束MINLP模型可同步优化公用工程、面 积费用和单元设备数，但模型的非等温混合假设造成了有分流情况下必须进 行二次优化。
国内外研究现状
通俗地说，换热器网络的综合与优化就是设计一个由热交换器、辅助加热器和辅助冷却器 组成的换热器网络，使系统中需要加热或冷却的物流都达到预定的出口温度，并使系统的 投资费用和运行费用最小。 国外，针对换热器网络的综合和优化的研究始于二十世纪六十年代，迄今已开发出许多具 有实用意义的网络最优综合方法。其基本可划分为窄点技术法和数学规划法两大类。窄点 法由英国Linnhoff和Flower[3]于1978年创立，这种方法物理意义清楚，且简单易行、效果 显著。窄点技术的核心是找出窄点，不允许通过窄点换热，再以最少换热单元数为目标， 对初始网络进行调优，以减少换热单元数及设备投资费用，从而获得一个最优或接近最优 的换热器网络。窄点技术以热力学理论为基础，迄今已经形成了较为完备的理论体系。 但是，在利用窄点法进行换热器网络的综合与优化时，也存在着自身的一些缺点和不足。 换热器网络的总投资主要由公用工程、换热单元数目和总换热面积决定，窄点技术法在网 络初步合成时，认定组合曲线及个别换热单元具有相同的最小换热温差。为了达到具有最 小的公用工程这一目标，在网络初步合成时，禁止能量穿越窄点，在窄点处，将网络分为 窄点以上和窄点以下两个部分，分别进行合成。这一原则与热力学第二定律是一致的，然 而其结果却使得初步合成的换热单元数目太多。此后，Trividid[4]提出改进的双温差法，建 议不能以窄点温度作为唯一的网络优化变量；接着，Fraser[5]进一步提出对初始网络进行 调优的系统能量松弛法等，对窄点法进行了完善与补充，但实质上此时已经有能量穿越窄 点，其显然与原始禁止能量穿越窄点相矛盾。在利用窄点法进行旧系统网络的改造时，还 可能出现未考虑已有能源和旧设备的利用等影响，使得改造方案难以实现，而且设计时必 须首先给定最小传热温差，依赖于设计人员的经验，因而一般只能得到接近最优的换热器 网络优化结构。