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夹点技术原理及其在换热网络优化中的应用夹点技术原理及其在换热网络优化中的应用工093 林媛10091707摘要：能源危机的到来，节能降耗已是大势所趋。
夹点技术是换热网络、水网络优化最实用的节能技术。
本文主要介绍了夹点技术的基本原理以及近几年在工程设计中的广泛应用和良好前景。
关键词：夹点技术；换热网络；过程工程；节能系统1 前言能源与人类文明和社会的发展一直紧密地联系在一起，是社会发展的物质基础。
在当今的世界上，能源问题更是渗透到社会生活的各个方面，直接关系到整个社会经济发展和人们物质文化生活水平的提高。
随着能源危机日益加深，过程集成方法成为热点话题，而夹点技术以其独有的实用、简单、直观和灵活?的优点正在被广泛使用，经过20多年的发展，夹点技术已从热回收的特殊工具发展成为一种卓有成效的过程设计方法，它是过程系统综合的强有力方法，其研究和应用对促进企业技术进步、增加经济效益、提高竞争能力等都有重大意义，在我国的工业和企业中有着广阔的应用前景。
夹点技术(Princh T echnology，pinch又译作窄点、狭点、挟点)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，后来又逐步发展成为化工过程综合的方法论。
夹点技术是能量回收系统分析的重大突破，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，现已成功地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。
2 夹点技术基本原理工艺过程存在多股冷、热物流，过程综合就是要设计出能使冷热物流充分换热以尽可能回收热量，并同时满足投资费用、可操作性等方面的约束条件的过程系统。
夹点技术是以化工热力学为基础，以经济费用为目标函数，对换热网络的整体进行优化设计。
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、冷却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i维权衡。
夹点技术夹点技术(Pinch Technology，pinch又译作夹点、狭点、挟点)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，后来又逐步发展成为化工过程综合的方法论。
夹点技术是能量回收系统分析的重大突破，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，现已成功地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。
1夹点技术基本原理简介工艺过程存在多股冷、热物流，过程综合就是要设计出能使冷热物流充分换热以尽可能回收热量，并同时满足投资费用、可操作性等方面的约束条件的过程系统。
冷、热物流间的换热量与公用工程耗量的关系可用温-焓(T-H)图表示，见图1多股冷、热物流在T-H图上可分别合并为冷、热物流复合曲线，两条曲线在H轴上投影的重叠部分即为冷、热物流间的换热量，不重叠部分即为冷热公用工程耗量。
当两曲线在水平方向上相互移近时，热回收量QX增大，而公用工程耗量QC和QH减小，各部位的传热温差也减小。
当曲线互相接近至某一点达到最小允许传热功当量温差△Tmin时，热回收量达到最大(QX，max)，冷、热公用工程髦量达到最小(QC，min，QH，min)，两曲线运动纵坐标最接近的位臵叫作夹点。
为了使公用工程消耗最小，设计时需遵循以下三个基本原则：1）尽量避免热量穿过夹点；2）在夹点上方（或称热端），尽量避免引入公用工程冷却物流；3）在夹点下方（或称冷端），尽量避免引入公用工程加热物流。
2夹点分析法应用步骤夹点分析法是一种分析过程系统中换热器间换热效果及取得最大能量回收的综合分析方法。
采用该方法解决问题时，不管是新工程还是旧工程，其改造项目一般都应遵循以下步骤:(1)列出工程中的冷、热流股及公用工程流股冷流股是指在公用工程中需要加热升温的物流；热流股则是指需要冷却降温的物流，例如储存前需要冷却的化工产品；公用工程流股是指当冷热流股间的热交换不经济或不能实现时，用来加热、冷却冷热流股的物流。
第30卷第3期 化学反应工程与工艺 V ol 30, No 3 2014年6月 Chemical Reaction Engineering and Technology June 2014 收稿日期：2014-02-24；修订日期：2014-04-16。
作者简介：王彧斐（1986—），男，讲师；冯 霄（1953—），女，教授，通讯联系人。
E-mail ：xfeng@ 。
基金项目：973项目（2012CB720500）；国家自然科学基金项目（21276204和20936004）。
文章编号：1001—7631 ( 2014 ) 03—0271—09换热网络集成与优化研究进展彧王斐，冯 霄（中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室，北京 102249）摘要：首先回顾了上世纪80年代初期提出的以夹点技术和数学规划法为代表的经典换热网络集成优化方法，进而分别论述了近期换热网络集成优化的主要进展，包括考虑压降、结垢和换热器详细设计等实际问题的换热网络集成优化方法；针对不断升级的环境问题，考虑全生命周期分析、二氧化碳捕集和水系统的换热器网络集成优化方法；以及为进一步提升能量利用效率，将换热网络的边界扩展至多个装置，甚至工业园区的能量系统优化方法。
最后展望了今后换热网络集成优化的发展趋势与方向。
关键词：换热网络 夹点技术 数学规划法中图分类号：TQ021.8 文献标识码：A换热网络的优化是过程工业中节能的重要途径，在全世界范围内已取得显著的节能效果和经济效益。
随着节能工作的不断深入，换热网络的优化方法也在不断完善。
在近40年间相继报道了大量关于换热网络优化的研究，其中夹点技术和数学规划法的应用最为广泛。
1 以夹点技术为基础的换热网络优化方法夹点技术是由Linnhoff 等[1]基于热力学原则提出的启发式方法，通过设定系统的最小传热温差（∆T min ），采用问题表法和负荷曲线将换热网络分割成夹点之上和夹点之下两个子系统，夹点之上的系统可以被认为是一个纯热阱，夹点之下的系统可以被认为是一个纯热源，通过此方法可以得出换热网络的最小公用工程用量。
)(s t p T T Wc Q H -==∆利用夹点温度合成换热网络摘要：化工生产中存在着大量的需要换热的工段，有些需要加热，有些需要冷却或冷凝。
如果能够合理地设计好换热网络系统，就可以最大限度地减少公共供热或供冷，而且还可能减少设备投资，达到节能的目的。
夹点技术（Pinch Technology ）是合成换热网络常用的综合设计技术。
利用该技术设计合成公共供热或供冷最小的换热网络，在降低能耗，减少投资，保护环境等方面成效显着。
关键词：夹点技术、夹点的确定及意义、换热网络合成1.夹点技术夹点技术是以热力学为基础，从宏观的角度分析过程系统中能量流沿温度的分布，从中发现系统的用能“瓶颈”所在，并给以“解瓶颈”的一种方法。
夹点限制了换热网络可能达到的最大热回收。
用夹点技术设计合成的换热网络，可推广应用于整个过程系统的能量分析与调优。
目前，夹点技术在实际中应用广泛，取得较好的成效。
我国高校，设计部也已将夹点分析方法用于原油预热系统的节能改造，取得满意效果。
1.1温焓图用温焓图（T-H 图）能够简单明了地描述过程系统中换热网络中物流的热特性。
在温焓图上可以用一段线段或曲线描述物流的换热过程。
例如，当某一工艺物流从供应温度Ts加热或冷却到目标温度Tt,其所需的热量或冷量（该过程的焓差）为 式中，W 为质量流率kg/h;Cp 为比热容,kJ/kg.K;由此，就可在温焓图中画出表示物流温度及热量的变化的直线。
若Q 为负值，表示物流被冷却，需要冷量，在图中的直线为有一条箭头指向左下方的直线；若Q 为正值，表示物流被加热，需要热量，在图中的直线为有一条箭头指向右上方的直线。
若为一水平线，则表示为饱和物质流体的焓变，过程中温度保持不变。
若为曲线，则表示为多组分物质流体的热量变化。
1.2组合曲线在一个过程系统中，会有多股热物流和冷物流，在研究过程中，常常把多股物流在温焓图中有机结合在一起，同时考虑冷热物流的匹配换热问题，这样才更有意义。
石油二厂南蒸馏原油换热网络优化设计摘要李晓楠辽宁石油化工大学顺华能源学院中国石油将增加投入，推进化工企业节能节水型企业建设，并计划到2010年，全面实现国家节能减排指标。
排技术水平，按计划、有步骤地使用在一批节能项目上。
目前，已与国内外相关专业公司签订节能减排，规划的修订方案，进一步提高了化工企业的节能节水和减排的标准要求，相关指标更加明确。
化工行业要按照国家发改委的要求和属地管理原则，加强跟踪、评价和指导，为政府节能减排提供技术支持和咨询，用技术进步推动化工节能减排。
本文针对换热嚣网络的动态特性研究做了简要夼绍。
并对这些系统的节能也有一定的帮助。
最后指出了挺热器网络研究的发展方向。
文章介绍了夹点技术的原理，对夹点技术在国内外的研究进行了综述，夹点技术是一种十分有效和实用的过程集成技术。
并对其在国内的发展趋势进行了展望。
介绍了夹点技术设计的基本概念及设计原则．以标定数据为基础，运用夹点技术对某炼油厂南蒸馏换热网络进行优化分析，经济评价结果表明优化后的换热网络节能效果较好。
关键词：夹点技术；换热器网络；换热器同络；优化；夹点技术过程工程换热网络优化综合；换热器网络；夹点算法。
The Optimal Design of Heat Exchanger Network At Crude Oil Of The South Distillation WorkshopAbstractPetroChina to increase investment, promote the chemical industry energy saving enterprises to build, and has plans to 2010, the full realization of the national energy saving targets. Row technical level, as planned, systematic use in a number of energy-saving projects. Currently, the company has signed with domestic and foreign professional energy saving, planning package to enhance the chemical industry energy and water saving and emission reduction standards, relevant indicators more clearly. Chemical industry in accordance with the requirements of the State Development and Reform Commission and the principle of territorial management and to strengthen the tracking, evaluation and guidance to energy saving for the Government to provide technical support and advice, with technological progress to promote the chemical energy saving. In this paper, the dynamic characteristics of heat exchanger networks clamor of a brief dakuang Shao. And energy of these systems also have some help. At last, the very heat of the development network. This paper introduces the principles of pinch technology, on pinch technology study at home and abroad were reviewed, pinch technology is a very effective and practical process of integration technology. And its development trend in China were reviewed. Pinch Technology introduces the basic concepts of design and design principle. To calibration data, the use of pinch technology distillation of a refinery in Southern analysis of heat exchanger network optimization, economic evaluation showed that the optimized heat exchanger network better in energy saving.Keywords: Pinch technology; exchanger network; with contact heat exchanger; optimization; pinch technology Process Engineering integrated heat exchanger network optimization; exchanger network; pinch point algorithm.目录前言1 文献综述1.1能源与国民经济的关系1.2 石化企业节能1.3 换热网络综合1.3.l换热网络中简单热负荷回路的断开1.3. 2换热网络中特殊热负荷回路的断开1.3.3流程模拟技术的应用1.4实际化工换热网络的设计1.4.1最初设计的换热网络的用能诊断1.4.2新设计的换热网络1.5 夹点技术在现有过程工程系统改造中的优化综合1.6 夹点技术的发展及应用2设计部分2.1夹点技术详细介绍2.1.1 夹点技术的基本原理2.1.2 夹点技术设计的可行性经验规则原则2.1.3 夹点的计算2.2原网络的数据及设计方案2.2.1原换热网络的数据汇总及流程图2.2.2原换热网络换热器、冷却器数据2.3对原始网络进行夹点的计算2.3.1 作问题表格2.3.2 利用问题表格求夹点2．4 利用夹点经验规则进行热匹配2.5 新网络的热负荷衡算2.6设计结果对比3 结论致谢参考文献前言当前，实现节能减排目标面临的形势十分严峻。
