第七章?lián)Q熱網(wǎng)絡(luò)合成Ch

1、 換熱是化工生產(chǎn)不可缺少的單元操作過程。換熱是化工生產(chǎn)不可缺少的單元操作過程。 對于一個(gè)含有換熱物流的工藝流程，將其中的對于一個(gè)含有換熱物流的工藝流程，將其中的換熱物流提取出來，組成了換熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)換熱物流提取出來，組成了換熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 其中被加熱的物流稱為冷物流，被冷卻的物流其中被加熱的物流稱為冷物流，被冷卻的物流稱為熱物流。稱為熱物流。 換熱的目的不僅是為了使物流溫度滿足換熱的目的不僅是為了使物流溫度滿足工藝要求，而且也是為了回收過程余熱，工藝要求，而且也是為了回收過程余熱，減少公用工程消耗。減少公用工程消耗。 基于這種思想進(jìn)行的換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)稱為基于這種思想進(jìn)行的換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)稱為換熱網(wǎng)絡(luò)合成。

2、換熱網(wǎng)絡(luò)合成。 換熱網(wǎng)絡(luò)合成的任務(wù)，換熱網(wǎng)絡(luò)合成的任務(wù)，是確定換熱物流是確定換熱物流的合理匹配方式，從而以最小的消耗代的合理匹配方式，從而以最小的消耗代價(jià)，獲得最大的能量利用效益價(jià)，獲得最大的能量利用效益。 換熱網(wǎng)絡(luò)的消耗代價(jià)來自三個(gè)方面：，換熱網(wǎng)絡(luò)合成追求的目標(biāo)，是使這三方面的消耗都為最小值。 實(shí)際進(jìn)行換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，需要在某方面做出犧牲，以獲得一個(gè)的方案。 一組需要冷卻熱物流一組需要冷卻熱物流H和一組需要加熱的冷物流和一組需要加熱的冷物流C，每條物流的熱容流率每條物流的熱容流率FCp，熱物流從初始溫度，熱物流從初始溫度TH初初冷卻到目標(biāo)冷卻到目標(biāo)TH終終，冷物流從初始溫度，冷物流從初始溫度

3、TC初初加熱到加熱到目標(biāo)溫度目標(biāo)溫度TC終終。 通過確定物流間的匹配關(guān)系，使所有的物流均達(dá)通過確定物流間的匹配關(guān)系，使所有的物流均達(dá)到它們的目標(biāo)溫度，同時(shí)使裝置成本、公用工程到它們的目標(biāo)溫度，同時(shí)使裝置成本、公用工程（外部加熱和冷卻介質(zhì)）消耗成本最少。（外部加熱和冷卻介質(zhì)）消耗成本最少。Hohmann的開創(chuàng)性工作。的開創(chuàng)性工作。!在溫焓圖上進(jìn)行過程物流的熱復(fù)合，找到了換在溫焓圖上進(jìn)行過程物流的熱復(fù)合，找到了換熱網(wǎng)絡(luò)的能量最優(yōu)解，即最小公用消耗；熱網(wǎng)絡(luò)的能量最優(yōu)解，即最小公用消耗；!提出了換熱網(wǎng)絡(luò)最少換熱單元數(shù)的計(jì)算公式。提出了換熱網(wǎng)絡(luò)最少換熱單元數(shù)的計(jì)算公式。!意義在于從理論上導(dǎo)出了換熱網(wǎng)絡(luò)的

4、兩個(gè)理想意義在于從理論上導(dǎo)出了換熱網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)理想狀態(tài)，從而為換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)指明了方向狀態(tài)，從而為換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)指明了方向Linnhoff和和Flower的工作的工作 合成能量最優(yōu)的換熱網(wǎng)絡(luò)。合成能量最優(yōu)的換熱網(wǎng)絡(luò)。 從熱力學(xué)的角度出發(fā)，劃分溫度區(qū)間和進(jìn)行熱平衡計(jì)算，這樣可通過簡單的代數(shù)運(yùn)算就能找到能量最優(yōu)解（即最小公用工程消耗），這就是著名的溫度區(qū)間法（簡稱TI法） 對能量最優(yōu)解進(jìn)行調(diào)優(yōu)。對能量最優(yōu)解進(jìn)行調(diào)優(yōu)。 夾點(diǎn)（夾點(diǎn)（Pinch Point ）概念以及夾點(diǎn)設(shè)計(jì)法的）概念以及夾點(diǎn)設(shè)計(jì)法的建立建立 人工智能方法的建立人工智能方法的建立 7.3.1 7.3.1 第一定律分析第一定律分析)(終初TT

5、FCpQ物流號類型FCp,KW/T初, T終, 熱量Q,kW1冷3.060180-3602熱2.0180402803冷2.630105-1954熱4.015040440165 如果沒有溫度推動(dòng)力的限制，就必須由公如果沒有溫度推動(dòng)力的限制，就必須由公用工程系統(tǒng)提供用工程系統(tǒng)提供165kW的熱量的熱量 第一定律計(jì)算算法沒有考慮一個(gè)事實(shí)，即：第一定律計(jì)算算法沒有考慮一個(gè)事實(shí)，即：只有熱物流溫度超過冷物流時(shí)，才能把熱只有熱物流溫度超過冷物流時(shí)，才能把熱量由熱物流傳到冷物流量由熱物流傳到冷物流。 因此所開發(fā)的任何換熱網(wǎng)絡(luò)既要滿足第一因此所開發(fā)的任何換熱網(wǎng)絡(luò)既要滿足第一定律，還要滿足第二定律定律，還要滿足

6、第二定律 首先根據(jù)工程設(shè)計(jì)中傳熱速率要求，設(shè)置冷、首先根據(jù)工程設(shè)計(jì)中傳熱速率要求，設(shè)置冷、熱物流之間允許的的最小溫差熱物流之間允許的的最小溫差Tmin 將熱物流的起始溫度與目標(biāo)溫度減去最小允許將熱物流的起始溫度與目標(biāo)溫度減去最小允許溫差溫差Tmin，然后與冷物流的起始、目標(biāo)溫度然后與冷物流的起始、目標(biāo)溫度一起按從在到小排序，分別用一起按從在到小排序，分別用T1、T2、Tn+1表示，從而生成表示，從而生成n個(gè)溫度區(qū)間。個(gè)溫度區(qū)間。 冷、熱物流按各自的始溫、終溫落入相應(yīng)的溫冷、熱物流按各自的始溫、終溫落入相應(yīng)的溫度區(qū)間（注意，熱物流的始溫、終溫應(yīng)減去最度區(qū)間（注意，熱物流的始溫、終溫應(yīng)減去最小允許

7、溫差小允許溫差Tmin）。）。 落入各溫度區(qū)間的物流已考慮了溫度推動(dòng)力，落入各溫度區(qū)間的物流已考慮了溫度推動(dòng)力，所以在每個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)都可以把熱量從熱物流所以在每個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)都可以把熱量從熱物流傳給冷物流，即熱量傳遞滿足第二定律。傳給冷物流，即熱量傳遞滿足第二定律。 每個(gè)區(qū)間的傳熱表達(dá)式為每個(gè)區(qū)間的傳熱表達(dá)式為iiCiHiTFCpFCpQ)()(.溫度區(qū)間具有以下特性：溫度區(qū)間具有以下特性： 可以把熱量從高溫區(qū)間內(nèi)的任何一股熱物流傳可以把熱量從高溫區(qū)間內(nèi)的任何一股熱物流傳給低溫區(qū)間內(nèi)的任何一股冷物流。給低溫區(qū)間內(nèi)的任何一股冷物流。 熱量不能從低溫區(qū)間的熱物流向高溫區(qū)間的冷熱量不能從低溫區(qū)間的熱物

8、流向高溫區(qū)間的冷物流傳遞。物流傳遞。 最小允許溫差Tmin為10 ， 劃分溫度區(qū)間* 將熱物股的初、終溫度分別減去將熱物股的初、終溫度分別減去Tmin后，后，與冷物流的初、終溫度一起排序，得到溫與冷物流的初、終溫度一起排序，得到溫度區(qū)間的端點(diǎn)溫度值度區(qū)間的端點(diǎn)溫度值T T1 1=180 =180 T T2 2=170 =170 T T3 3=140 =140 T T4 4=105 =105 T T5 5=60 =60 T T6 6=30=30一、問題表一、問題表1. 確定溫區(qū)端點(diǎn)溫度確定溫區(qū)端點(diǎn)溫度T1、T2、Tn+1，將原問題將原問題劃分為劃分為n個(gè)溫度區(qū)間。個(gè)溫度區(qū)間。2. 對每個(gè)溫區(qū)進(jìn)行

9、流股焓平衡，以確定熱量凈需求對每個(gè)溫區(qū)進(jìn)行流股焓平衡，以確定熱量凈需求量量Di 區(qū)間的凈熱需求量區(qū)間的凈熱需求量Ii 輸入到第輸入到第i個(gè)溫區(qū)的熱量，這個(gè)量或表示從個(gè)溫區(qū)的熱量，這個(gè)量或表示從第第i-1個(gè)溫區(qū)傳遞的熱量，或表示從外部的加熱個(gè)溫區(qū)傳遞的熱量，或表示從外部的加熱器獲得的熱量；器獲得的熱量；i 從第從第i個(gè)溫區(qū)輸出的熱量。這個(gè)量或表示傳個(gè)溫區(qū)輸出的熱量。這個(gè)量或表示傳遞給第遞給第i+1個(gè)子溫區(qū)的熱量，或表示傳遞給外部個(gè)子溫區(qū)的熱量，或表示傳遞給外部冷卻器的熱量冷卻器的熱量。)(1HCiiiiiFCpFCpTTQID3. 設(shè)第一個(gè)溫區(qū)從外界輸入的熱量設(shè)第一個(gè)溫區(qū)從外界輸入的熱量I1為零

10、，則該為零，則該溫區(qū)的熱量輸出溫區(qū)的熱量輸出Q1為：為：（74） 在根據(jù)溫度區(qū)間之間熱量傳遞特性，并假定各在根據(jù)溫度區(qū)間之間熱量傳遞特性，并假定各溫度區(qū)間與外界不發(fā)生熱量交換，則有：溫度區(qū)間與外界不發(fā)生熱量交換，則有：（75）（76） 利用上述關(guān)系計(jì)算得到的結(jié)果列入問題表。利用上述關(guān)系計(jì)算得到的結(jié)果列入問題表。1111DDIQiiQI11111iiiiiDQDIQ4. 若若i為正值，則表示熱量從第為正值，則表示熱量從第i個(gè)溫區(qū)向個(gè)溫區(qū)向第第i+1個(gè)溫區(qū)，這種溫度區(qū)間之間的熱量傳個(gè)溫區(qū)，這種溫度區(qū)間之間的熱量傳遞是可行的。遞是可行的。 若若i為負(fù)值，則表示熱量從第為負(fù)值，則表示熱量從第i+1個(gè)溫

11、區(qū)向個(gè)溫區(qū)向第第i個(gè)溫區(qū)傳遞，這種傳遞是不可行的。個(gè)溫區(qū)傳遞，這種傳遞是不可行的。 為了保證為了保證i均為正值，可取步驟均為正值，可取步驟3中計(jì)算得中計(jì)算得到的所有到的所有i中負(fù)數(shù)絕對最大值作為第一個(gè)中負(fù)數(shù)絕對最大值作為第一個(gè)溫區(qū)的輸入熱量，重新計(jì)算。溫區(qū)的輸入熱量，重新計(jì)算。 如果上一步計(jì)算得到的如果上一步計(jì)算得到的i均為正值，則這均為正值，則這步計(jì)算是不必要的步計(jì)算是不必要的例例7-27-2: :利用例利用例7-1中的數(shù)據(jù)，計(jì)算該系統(tǒng)所需的中的數(shù)據(jù)，計(jì)算該系統(tǒng)所需的最小公用工程消耗。假設(shè)熱公用工程為蒸汽，冷最小公用工程消耗。假設(shè)熱公用工程為蒸汽，冷公用工程為冷卻水，它們的品位及負(fù)荷足以滿足

12、公用工程為冷卻水，它們的品位及負(fù)荷足以滿足物流的使用物流的使用 解：解：按問題表計(jì)算步驟，得到的問題表按問題表計(jì)算步驟，得到的問題表7-27-2 列12345流股與溫度T，最大允許熱流量，kW溫區(qū)熱流股(2) (4)180冷流股(1) (3)TiTi+1CPC-CPHDiIiQi輸入輸出1180170103.0+300-30+60+302150140301.0+30-30-60+300311510535-3.0-105-60+450+1054706045-0.4-18+45+63+105+1235403030-3.4-102+63+165+123+225FCP2.0 4.03.0 2.6 第第

13、3列最下面的數(shù)字表示由第一定律得到的該列最下面的數(shù)字表示由第一定律得到的該熱回收網(wǎng)絡(luò)所需的最小冷卻量；熱回收網(wǎng)絡(luò)所需的最小冷卻量； 第第4列最上面的數(shù)字表示該熱回收網(wǎng)絡(luò)所需的列最上面的數(shù)字表示該熱回收網(wǎng)絡(luò)所需的最小外加熱量；最小外加熱量； 第第5列最下面的數(shù)字表示該熱回收網(wǎng)絡(luò)所需的列最下面的數(shù)字表示該熱回收網(wǎng)絡(luò)所需的最小外冷卻量；最小外冷卻量； 若熱回收網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最大能量回收，則所需要的若熱回收網(wǎng)絡(luò)達(dá)到最大能量回收，則所需要的公用工程消耗等于表中最小外加熱、冷卻量。公用工程消耗等于表中最小外加熱、冷卻量。利用問題表方法可以計(jì)算換熱網(wǎng)絡(luò)所需的最小公利用問題表方法可以計(jì)算換熱網(wǎng)絡(luò)所需的最小公用工程消

14、耗值。此時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部的能量得到最大用工程消耗值。此時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部的能量得到最大程度的回收程度的回收二、二、 夾點(diǎn)的概念?yuàn)A點(diǎn)的概念表表7-2的第的第4列、第列、第5列表列表示公用工程消耗最小時(shí)，示公用工程消耗最小時(shí)，高溫區(qū)與低溫區(qū)之間以高溫區(qū)與低溫區(qū)之間以及與環(huán)境之間熱量流動(dòng)。及與環(huán)境之間熱量流動(dòng)。這種熱量流動(dòng)可以用溫這種熱量流動(dòng)可以用溫區(qū)熱流圖來表示區(qū)熱流圖來表示SN1SN2SN3SN4SN5QHmin=60kWQCmin=225kW30kW0105kW123kW 從圖從圖7-3中可以直觀地看到溫區(qū)之間的熱量流動(dòng)關(guān)中可以直觀地看到溫區(qū)之間的熱量流動(dòng)關(guān)系和所需最小公用工程用量。系和所需最小公用工程

15、用量。 其中其中SN2和和SN3間的熱量流動(dòng)為零，表示無熱量間的熱量流動(dòng)為零，表示無熱量從從SN2流向流向SN3。這個(gè)熱流量為零的點(diǎn)稱為這個(gè)熱流量為零的點(diǎn)稱為。 對熱物流來說，此點(diǎn)為對熱物流來說，此點(diǎn)為150，對于冷物流來說，對于冷物流來說，此點(diǎn)為此點(diǎn)為140 從熱流圖中可以看出，夾點(diǎn)將整個(gè)溫度區(qū)間分為從熱流圖中可以看出，夾點(diǎn)將整個(gè)溫度區(qū)間分為了兩部分了兩部分 夾點(diǎn)之上需要從外部獲取熱量，而不向外部提供夾點(diǎn)之上需要從外部獲取熱量，而不向外部提供任何熱量，即需要加熱器；任何熱量，即需要加熱器； 夾點(diǎn)之下可以向外部提供熱量，而不需要從外部夾點(diǎn)之下可以向外部提供熱量，而不需要從外部獲取熱量，即需要冷

16、卻器。獲取熱量，即需要冷卻器。 夾點(diǎn)的物理意義可以通過溫焓圖（夾點(diǎn)的物理意義可以通過溫焓圖（T-HT-H圖）來描述圖）來描述 對于同一個(gè)溫度區(qū)間的冷物流或熱物流，由于溫對于同一個(gè)溫度區(qū)間的冷物流或熱物流，由于溫差相同，只需將冷熱流、熱物流的熱容流率分別差相同，只需將冷熱流、熱物流的熱容流率分別相加再乘上溫差，就能得到冷物流或熱物流的總相加再乘上溫差，就能得到冷物流或熱物流的總熱量熱量 冷物流或熱物流的熱量與溫差的關(guān)系可以冷物流或熱物流的熱量與溫差的關(guān)系可以用用T TH H圖上的一條曲線表示，稱之組合曲圖上的一條曲線表示，稱之組合曲線線iiFCpTTQH)(初終 TH圖上的焓值是相對的?；鶞?zhǔn)點(diǎn)可

17、以任圖上的焓值是相對的?；鶞?zhǔn)點(diǎn)可以任何選取何選取 對于熱物流，取所有熱物流中最低溫度對于熱物流，取所有熱物流中最低溫度T，設(shè)設(shè)在在T時(shí)的時(shí)的H=HH0，以此作為焓基準(zhǔn)點(diǎn)。從以此作為焓基準(zhǔn)點(diǎn)。從T開始開始向高溫區(qū)移動(dòng)，計(jì)算每一個(gè)溫區(qū)的積累焓，用向高溫區(qū)移動(dòng)，計(jì)算每一個(gè)溫區(qū)的積累焓，用積累焓對積累焓對T作圖，得到熱物流的組合曲線作圖，得到熱物流的組合曲線 對于冷物流，取所有冷物流中最低溫度對于冷物流，取所有冷物流中最低溫度T，設(shè)設(shè)在在T時(shí)的時(shí)的H=HC0（HC0 HH0），），以此作為焓基以此作為焓基準(zhǔn)點(diǎn)。從準(zhǔn)點(diǎn)。從T開始向高溫區(qū)移動(dòng)，計(jì)算每一個(gè)溫開始向高溫區(qū)移動(dòng)，計(jì)算每一個(gè)溫區(qū)的積累焓，用積累焓

18、對區(qū)的積累焓，用積累焓對T作圖，得到冷物流作圖，得到冷物流的組合曲線的組合曲線例例7-37-3 根據(jù)例7-2的數(shù)據(jù)，用TH圖表示冷、熱物流的組合曲線解：解： 熱物流的最低溫度熱物流的最低溫度T=40，設(shè)其對應(yīng)的基設(shè)其對應(yīng)的基準(zhǔn)焓準(zhǔn)焓HH00。 冷物流的最低溫度冷物流的最低溫度T=30，對應(yīng)的基準(zhǔn)焓對應(yīng)的基準(zhǔn)焓HC0=1000。 用溫度區(qū)間的端點(diǎn)溫度對各溫區(qū)的積累焓用溫度區(qū)間的端點(diǎn)溫度對各溫區(qū)的積累焓在在TH上作圖，得到冷、熱物流的組合曲上作圖，得到冷、熱物流的組合曲線線T 積累焓H kW 熱流40H0=0070H1（2+4 ） （7040）180180115H2（2+4 ） （11570）27

19、0450150H3（2+4 ） （150115）210660180H42（180150）60720 冷流30H1000100060H12.6（6030）781078105H（3+2.6） （10560）2521330140H3（140105）1051435180H3（180140）1201555TH 由于由于T TH H圖上的圖上的H H值為相對值，因此曲線可以值為相對值，因此曲線可以沿沿H H軸平移而不會(huì)改變換熱量?；谶@一特點(diǎn)，軸平移而不會(huì)改變換熱量?；谶@一特點(diǎn)，可以用可以用T TH H圖來描述夾點(diǎn)圖來描述夾點(diǎn) 將冷物流的組合曲線沿將冷物流的組合曲線沿H H軸向左平移，這時(shí)兩軸向左平移，

20、這時(shí)兩條曲線之間的垂直距離隨曲線的移動(dòng)而逐漸減條曲線之間的垂直距離隨曲線的移動(dòng)而逐漸減小，也就是說傳熱溫差小，也就是說傳熱溫差T逐漸減小逐漸減小 當(dāng)兩條曲線的垂直最小距離等于最小允許傳熱當(dāng)兩條曲線的垂直最小距離等于最小允許傳熱溫差溫差Tmin時(shí)，就達(dá)到了實(shí)際可行的極限位置。時(shí)，就達(dá)到了實(shí)際可行的極限位置。這個(gè)極限位置的幾何意義就是冷、熱物流組合這個(gè)極限位置的幾何意義就是冷、熱物流組合曲線間垂直距離最小的位置曲線間垂直距離最小的位置050100150200H kWTQCmin=225kWTmin最大回收熱量 495kWQHmin=60kW 兩條曲線端點(diǎn)的水平差值分別代表最小冷、熱公兩條曲線端點(diǎn)的

21、水平差值分別代表最小冷、熱公用工程，以及最大熱回收量（即最大換熱量）。用工程，以及最大熱回收量（即最大換熱量）。 這個(gè)位置的物理意義表示為一個(gè)熱力學(xué)限制點(diǎn)。這個(gè)位置的物理意義表示為一個(gè)熱力學(xué)限制點(diǎn)。這一點(diǎn)限制了冷、熱物流進(jìn)一步作熱交換，使冷、這一點(diǎn)限制了冷、熱物流進(jìn)一步作熱交換，使冷、熱公用工程都達(dá)到了最小值，這時(shí)物流間的匹配熱公用工程都達(dá)到了最小值，這時(shí)物流間的匹配滿足能量利用最優(yōu)的要求滿足能量利用最優(yōu)的要求 相同溫度區(qū)間的物流間的組合稱為過程物流的熱相同溫度區(qū)間的物流間的組合稱為過程物流的熱復(fù)合。如果不進(jìn)行過程物流的熱復(fù)合，只是把兩復(fù)合。如果不進(jìn)行過程物流的熱復(fù)合，只是把兩股冷流和兩股熱流

22、進(jìn)行常規(guī)匹配，則存在兩個(gè)熱股冷流和兩股熱流進(jìn)行常規(guī)匹配，則存在兩個(gè)熱力學(xué)限制力學(xué)限制1. 1. 過程物流熱復(fù)合可以減少整個(gè)換熱過程的熱力學(xué)過程物流熱復(fù)合可以減少整個(gè)換熱過程的熱力學(xué)限制數(shù)限制數(shù)2. 2. 經(jīng)熱復(fù)合后只剩一個(gè)熱力學(xué)限制點(diǎn)，即夾點(diǎn)。這經(jīng)熱復(fù)合后只剩一個(gè)熱力學(xué)限制點(diǎn)，即夾點(diǎn)。這時(shí)，過程需要的公用工程用量可達(dá)到最小時(shí)，過程需要的公用工程用量可達(dá)到最小 夾點(diǎn)的能量特性夾點(diǎn)的能量特性 夾點(diǎn)限制了能量的進(jìn)一步回收，它表明了換熱網(wǎng)夾點(diǎn)限制了能量的進(jìn)一步回收，它表明了換熱網(wǎng)絡(luò)消耗的公用工程用量已達(dá)到最小狀態(tài)。求解能絡(luò)消耗的公用工程用量已達(dá)到最小狀態(tài)。求解能量最優(yōu)的過程就是尋找夾點(diǎn)的過程量最優(yōu)的過

23、程就是尋找夾點(diǎn)的過程夾點(diǎn)的位置特性夾點(diǎn)的位置特性 夾點(diǎn)把整個(gè)問題分解成了夾點(diǎn)上熱端與夾點(diǎn)下冷夾點(diǎn)把整個(gè)問題分解成了夾點(diǎn)上熱端與夾點(diǎn)下冷端兩個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)端兩個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng) 在夾點(diǎn)之上，換熱網(wǎng)絡(luò)僅需要熱公用工程，因而在夾點(diǎn)之上，換熱網(wǎng)絡(luò)僅需要熱公用工程，因而是一個(gè)熱阱。在夾點(diǎn)之下，換熱網(wǎng)絡(luò)只需要冷公是一個(gè)熱阱。在夾點(diǎn)之下，換熱網(wǎng)絡(luò)只需要冷公用工程，因而是一個(gè)熱源用工程，因而是一個(gè)熱源 夾點(diǎn)以上熱物流與夾點(diǎn)下冷物流的匹配（熱量穿夾點(diǎn)以上熱物流與夾點(diǎn)下冷物流的匹配（熱量穿過程夾點(diǎn)），將導(dǎo)致公用工程用量的增加過程夾點(diǎn)），將導(dǎo)致公用工程用量的增加 設(shè)有設(shè)有x單位熱量從夾點(diǎn)流過，根據(jù)焓平衡，必單位熱量從夾

24、點(diǎn)流過，根據(jù)焓平衡，必將使夾點(diǎn)之上熱公用工程用量增加將使夾點(diǎn)之上熱公用工程用量增加x單位，同單位，同時(shí)也使夾點(diǎn)之下的冷公用工程用量增加時(shí)也使夾點(diǎn)之下的冷公用工程用量增加x單位。單位。yQCmin+zQCminQCmin+x熱阱熱阱xQHmin+x熱阱熱阱0QHmin+y熱阱熱阱0QHmin熱源熱源熱源熱源熱源熱源z結(jié)論結(jié)論 避免夾點(diǎn)之上熱物流與夾點(diǎn)之下冷物流間避免夾點(diǎn)之上熱物流與夾點(diǎn)之下冷物流間的匹配的匹配 夾點(diǎn)之上禁用冷卻器夾點(diǎn)之上禁用冷卻器 夾點(diǎn)之下禁用加熱器夾點(diǎn)之下禁用加熱器夾點(diǎn)的傳熱特性 組合曲線上斜率發(fā)生變化的點(diǎn)，稱為角點(diǎn)組合曲線上斜率發(fā)生變化的點(diǎn)，稱為角點(diǎn) 凡是流股進(jìn)入處或離開處，

25、均引起組合曲凡是流股進(jìn)入處或離開處，均引起組合曲線熱容流率的變化，從而形成角點(diǎn)線熱容流率的變化，從而形成角點(diǎn) 夾點(diǎn)一定出現(xiàn)在角點(diǎn)或組合曲線的端點(diǎn)處夾點(diǎn)一定出現(xiàn)在角點(diǎn)或組合曲線的端點(diǎn)處 夾點(diǎn)是整個(gè)換熱網(wǎng)絡(luò)傳熱推動(dòng)力夾點(diǎn)是整個(gè)換熱網(wǎng)絡(luò)傳熱推動(dòng)力T最小的點(diǎn)最小的點(diǎn) 所以在夾點(diǎn)附近從夾點(diǎn)向兩端的所以在夾點(diǎn)附近從夾點(diǎn)向兩端的T是增加的。是增加的。這是由于在夾點(diǎn)的一側(cè)，流入夾點(diǎn)流股的熱容這是由于在夾點(diǎn)的一側(cè)，流入夾點(diǎn)流股的熱容流率之和總是小于或等于流出夾點(diǎn)流股的熱容流率之和總是小于或等于流出夾點(diǎn)流股的熱容流率之和流率之和流入流出FCpFCp 對沒有流入夾點(diǎn)的流股對沒有流入夾點(diǎn)的流股4我們稱這為從夾點(diǎn)進(jìn)入我

26、們稱這為從夾點(diǎn)進(jìn)入的流股，流股的流股，流股1和和2為通過夾點(diǎn)的流股為通過夾點(diǎn)的流股 對任意一條組合曲線而言，流入夾點(diǎn)的流股數(shù)應(yīng)對任意一條組合曲線而言，流入夾點(diǎn)的流股數(shù)應(yīng)小于或等于流出夾點(diǎn)的流股數(shù)小于或等于流出夾點(diǎn)的流股數(shù)（7-9）1423流出流入FCp=260夾點(diǎn)流出流出流入FCp=4FCp=3FCp=2.6212+41TQ1+3流入流出NN7.4 7.4 夾點(diǎn)法設(shè)計(jì)能量夾點(diǎn)法設(shè)計(jì)能量 最優(yōu)的換熱網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)的換熱網(wǎng)絡(luò) 目標(biāo)：目標(biāo)：在公用工程用量最少的前提下尋求設(shè)備投資最少（即換熱單元數(shù)最少）。 包括：包括：一是公用工程消耗最少，二是換熱單元數(shù)最少。 實(shí)際上，這個(gè)目標(biāo)很難同時(shí)滿足，也就是說，當(dāng)實(shí)際

27、上，這個(gè)目標(biāo)很難同時(shí)滿足，也就是說，當(dāng)公用工程消耗最少時(shí)，不能保證換熱單元數(shù)最小。公用工程消耗最少時(shí)，不能保證換熱單元數(shù)最小。為了減少換熱單元數(shù)，往往要犧牲一些能量消耗。為了減少換熱單元數(shù)，往往要犧牲一些能量消耗。 因此在設(shè)計(jì)換熱網(wǎng)絡(luò)時(shí)，存在能量與換熱因此在設(shè)計(jì)換熱網(wǎng)絡(luò)時(shí)，存在能量與換熱設(shè)備數(shù)的折衷問題。設(shè)備數(shù)的折衷問題。 在實(shí)際進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，一般是先找出最在實(shí)際進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，一般是先找出最小公用工程消耗，即先設(shè)計(jì)能量最優(yōu)的換小公用工程消耗，即先設(shè)計(jì)能量最優(yōu)的換熱網(wǎng)絡(luò)，然后再采取一定的方法，減少換熱網(wǎng)絡(luò)，然后再采取一定的方法，減少換熱單元數(shù)，從能量和設(shè)備數(shù)上對換熱網(wǎng)絡(luò)熱單元數(shù)，從能量和設(shè)備

28、數(shù)上對換熱網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)優(yōu)。進(jìn)行調(diào)優(yōu)。 因?yàn)閵A點(diǎn)處溫差最小，限制最嚴(yán)，一旦離開夾因?yàn)閵A點(diǎn)處溫差最小，限制最嚴(yán)，一旦離開夾點(diǎn)，選擇余地就加大了。由于夾點(diǎn)處的特性，點(diǎn)，選擇余地就加大了。由于夾點(diǎn)處的特性，導(dǎo)致夾點(diǎn)處的匹配不能隨意進(jìn)行導(dǎo)致夾點(diǎn)處的匹配不能隨意進(jìn)行 為了保證設(shè)計(jì)出的換熱網(wǎng)絡(luò)能量最優(yōu)，可以把為了保證設(shè)計(jì)出的換熱網(wǎng)絡(luò)能量最優(yōu)，可以把原問題分解成兩個(gè)部分分別進(jìn)行設(shè)計(jì)原問題分解成兩個(gè)部分分別進(jìn)行設(shè)計(jì)夾點(diǎn)匹配與非夾點(diǎn)匹配夾點(diǎn)匹配與非夾點(diǎn)匹配(a) 夾點(diǎn)匹配;(b)匹配(2)不是夾點(diǎn)匹配 (c) 匹配(3)不是夾點(diǎn)匹配1） 總物流數(shù)可行性原則總物流數(shù)可行性原則 某些過程流通過夾點(diǎn)時(shí)，為了達(dá)到夾點(diǎn)溫度，

29、某些過程流通過夾點(diǎn)時(shí)，為了達(dá)到夾點(diǎn)溫度，必須利用匹配進(jìn)行換熱必須利用匹配進(jìn)行換熱 因?yàn)閵A點(diǎn)之上使用外部冷卻器會(huì)使總公用工程因?yàn)閵A點(diǎn)之上使用外部冷卻器會(huì)使總公用工程消耗增大，從而達(dá)不到能量最優(yōu)的目的消耗增大，從而達(dá)不到能量最優(yōu)的目的 利用流股分割可以避免夾點(diǎn)之上使用冷卻器利用流股分割可以避免夾點(diǎn)之上使用冷卻器 為了保證能量最優(yōu)，夾點(diǎn)之上的物流數(shù)應(yīng)滿足為了保證能量最優(yōu)，夾點(diǎn)之上的物流數(shù)應(yīng)滿足N NH H為熱流股數(shù)或分支數(shù)，為熱流股數(shù)或分支數(shù)，N NC C冷流股數(shù)或分支數(shù)。冷流股數(shù)或分支數(shù)。 流股的分割可以保證上式成立流股的分割可以保證上式成立CHNN 相反，為了避免在夾點(diǎn)之下使用加熱器，以保相反，

30、為了避免在夾點(diǎn)之下使用加熱器，以保證能量最優(yōu)，夾點(diǎn)之下的流股數(shù)應(yīng)滿足證能量最優(yōu)，夾點(diǎn)之下的流股數(shù)應(yīng)滿足CHNN 夾點(diǎn)上下的總物流數(shù)可行性原則可歸并成下式夾點(diǎn)上下的總物流數(shù)可行性原則可歸并成下式（夾點(diǎn)一側(cè)）（夾點(diǎn)一側(cè)）（7-12） 若上式不滿足，則必須對流出夾點(diǎn)的流股作分割。若上式不滿足，則必須對流出夾點(diǎn)的流股作分割。是對夾點(diǎn)一側(cè)的流股數(shù)進(jìn)行比較的是對夾點(diǎn)一側(cè)的流股數(shù)進(jìn)行比較的流入流出NN2. FCp可行性原則 夾點(diǎn)處的傳熱推動(dòng)力達(dá)到最小允許傳熱溫差?yuàn)A點(diǎn)處的傳熱推動(dòng)力達(dá)到最小允許傳熱溫差Tmin，在離開夾點(diǎn)處應(yīng)有在離開夾點(diǎn)處應(yīng)有 為了保證傳熱推力為了保證傳熱推力T不小于不小于Tmin,每個(gè)夾點(diǎn)每

31、個(gè)夾點(diǎn)匹配流股的熱容流率匹配流股的熱容流率FCp必須滿足下列必須滿足下列FCp不不等式等式 夾點(diǎn)之上：夾點(diǎn)之上： 夾點(diǎn)之下：夾點(diǎn)之下： FCpFCpH H 為熱流股或分支的熱容流率為熱流股或分支的熱容流率 FCpFCpC C為為冷流股或分支的熱容流率冷流股或分支的熱容流率minTTCHFCpFCpCHFCpFCp夾夾點(diǎn)點(diǎn)之之上上可可行行匹匹配配夾夾點(diǎn)點(diǎn)之之下下可可行行匹匹配配夾夾點(diǎn)點(diǎn)之之上上不不可可行行匹匹配配夾夾點(diǎn)點(diǎn)之之下下不不可可行行匹匹配配 同樣，同樣，F(xiàn)Cp可行性原則也可歸并（夾點(diǎn)一側(cè)）：可行性原則也可歸并（夾點(diǎn)一側(cè)）：（7-16） 如果流股間的各種匹配組合均不能滿足上式，則如果流股間

32、的各種匹配組合均不能滿足上式，則需利用流股分割來改變流股的需利用流股分割來改變流股的FCp值值 注意，上式僅適用于夾點(diǎn)匹配。非夾點(diǎn)匹配時(shí)溫注意，上式僅適用于夾點(diǎn)匹配。非夾點(diǎn)匹配時(shí)溫差較大，對匹配的限制不象夾點(diǎn)處那樣苛刻差較大，對匹配的限制不象夾點(diǎn)處那樣苛刻流入流出FCpFCp夾點(diǎn)處設(shè)計(jì)過程夾點(diǎn)處設(shè)計(jì)過程 例例7-4 利用夾點(diǎn)設(shè)計(jì)方法對表利用夾點(diǎn)設(shè)計(jì)方法對表7-4中的物流進(jìn)中的物流進(jìn)行匹配行匹配流股及類型熱容流率CPkW/T初T終1 熱2150602 熱890603 冷2.5201254 冷3.025100 最小允許傳熱溫差最小允許傳熱溫差Tmin 為為20 利用問題表法計(jì)算得到：最小加熱量為利

33、用問題表法計(jì)算得到：最小加熱量為107.5 107.5 kWkW，最小冷卻量為最小冷卻量為4040kWkW，夾點(diǎn)位置在夾點(diǎn)位置在90-7090-70 對于夾點(diǎn)之上物流匹配情況如圖所示對于夾點(diǎn)之上物流匹配情況如圖所示 對于夾點(diǎn)之下的對于夾點(diǎn)之下的2條熱物流，只有流股條熱物流，只有流股2的熱容的熱容流率大于冷物流，它可以與任意一條冷物流匹流率大于冷物流，它可以與任意一條冷物流匹配，問題是剩下的物流則無法進(jìn)行匹配。配，問題是剩下的物流則無法進(jìn)行匹配。 因此需要對夾點(diǎn)之下的熱物流作分割因此需要對夾點(diǎn)之下的熱物流作分割?yuàn)A點(diǎn)之上的匹配夾點(diǎn)之上的匹配冷冷端端的的 FCP 表表不不可可行行夾夾點(diǎn)點(diǎn)匹匹配配拓拓

34、樸樸結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)采用FCp表來分割物流 把夾點(diǎn)之上或夾點(diǎn)之下的冷、熱物流的熱容流把夾點(diǎn)之上或夾點(diǎn)之下的冷、熱物流的熱容流率按照數(shù)值的大小分別排成兩列列入率按照數(shù)值的大小分別排成兩列列入FCp表，表，將可行性判據(jù)列于表頭。將可行性判據(jù)列于表頭。 每個(gè)每個(gè)FCp值代表一個(gè)流股，那些必須參加匹配值代表一個(gè)流股，那些必須參加匹配的的FCp值用方框圈起值用方框圈起 夾點(diǎn)匹配表現(xiàn)為一對冷、熱流股夾點(diǎn)匹配表現(xiàn)為一對冷、熱流股FCp值的結(jié)合，值的結(jié)合，分割后的流股熱容流率寫在原流股熱容流率旁分割后的流股熱容流率寫在原流股熱容流率旁邊。邊?？煽尚行袏A夾點(diǎn)點(diǎn)匹匹配配拓拓樸樸結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu) 由于熱流股數(shù)可大于冷流股數(shù)，所以圖

35、由于熱流股數(shù)可大于冷流股數(shù)，所以圖c中的冷中的冷流股（流股（FCp=2.5）的分割在最終設(shè)計(jì)中是可以省的分割在最終設(shè)計(jì)中是可以省略的略的。 需要強(qiáng)調(diào)指出的是，需要強(qiáng)調(diào)指出的是，F(xiàn)Cp表只能幫助我們識別分表只能幫助我們識別分割的流股，而并不真正代表最終設(shè)計(jì)中分割流股割的流股，而并不真正代表最終設(shè)計(jì)中分割流股的分流值（即分支的的分流值（即分支的FCp值）。值）。冷冷端端的的兩兩個(gè)個(gè)可可行行設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)按按 FCp 表表匹匹配配得得到到的的熱熱回回收收網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò) 通過通過FCp表，確定了夾點(diǎn)處可分割的對象流股。表，確定了夾點(diǎn)處可分割的對象流股。 在具體安排匹配時(shí)，必須盡量減少換熱單元數(shù)。在具體安排匹配時(shí)，

36、必須盡量減少換熱單元數(shù)。圖圖d中的中的FCp值進(jìn)行流股分流和匹配，換熱單元數(shù)值進(jìn)行流股分流和匹配，換熱單元數(shù)為為5，多出了一個(gè)換熱單元。因此不能直接按，多出了一個(gè)換熱單元。因此不能直接按FCp表中的表中的FCp值進(jìn)行分流和匹配。值進(jìn)行分流和匹配。 勾銷推斷法是以最小換熱單元數(shù)勾銷推斷法是以最小換熱單元數(shù)Umin為目標(biāo)進(jìn)行為目標(biāo)進(jìn)行匹配的直觀推斷法則，它可以指導(dǎo)我們進(jìn)行流股匹配的直觀推斷法則，它可以指導(dǎo)我們進(jìn)行流股的匹配。的匹配。 如果每個(gè)匹配均可使其中一個(gè)流股達(dá)到其如果每個(gè)匹配均可使其中一個(gè)流股達(dá)到其目標(biāo)溫度或達(dá)到排給公用工程的要求，那目標(biāo)溫度或達(dá)到排給公用工程的要求，那么該流股在以后的設(shè)計(jì)中

37、不必再考慮，可么該流股在以后的設(shè)計(jì)中不必再考慮，可以勾銷。以勾銷。 夾點(diǎn)匹配通?？蛇x擇匹配熱負(fù)荷等于兩匹夾點(diǎn)匹配通常可選擇匹配熱負(fù)荷等于兩匹配流股中熱負(fù)荷小的那個(gè)流股的熱負(fù)荷，配流股中熱負(fù)荷小的那個(gè)流股的熱負(fù)荷，從而可使該流股在匹配中被勾銷。從而可使該流股在匹配中被勾銷。 熱回收網(wǎng)絡(luò)綜合問題在夾點(diǎn)處分解成冷端熱回收網(wǎng)絡(luò)綜合問題在夾點(diǎn)處分解成冷端和熱端兩個(gè)子問題和熱端兩個(gè)子問題 對冷端和熱端分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。利用可行性對冷端和熱端分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。利用可行性準(zhǔn)則確定分割流股準(zhǔn)則確定分割流股 用勾銷推斷法確定夾點(diǎn)匹配的熱負(fù)荷用勾銷推斷法確定夾點(diǎn)匹配的熱負(fù)荷 非夾點(diǎn)匹配通常是較自由的，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)非夾點(diǎn)匹配通

38、常是較自由的，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行匹配進(jìn)行匹配夾夾點(diǎn)點(diǎn)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)法法對對設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的結(jié)結(jié)果果7.5 7.5 換熱網(wǎng)絡(luò)的調(diào)優(yōu)換熱網(wǎng)絡(luò)的調(diào)優(yōu)7.5.1 7.5.1 最小換熱單元數(shù)最小換熱單元數(shù) 在利用夾點(diǎn)法設(shè)計(jì)能量最優(yōu)的換熱網(wǎng)絡(luò)時(shí)，原在利用夾點(diǎn)法設(shè)計(jì)能量最優(yōu)的換熱網(wǎng)絡(luò)時(shí)，原問題被分解成兩個(gè)子系統(tǒng)（冷端和熱端），這問題被分解成兩個(gè)子系統(tǒng)（冷端和熱端），這兩個(gè)子系統(tǒng)是不相關(guān)的（它們之間不允許匹兩個(gè)子系統(tǒng)是不相關(guān)的（它們之間不允許匹配）。配）。 所以它的最小換熱單元數(shù)為兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的最少所以它的最小換熱單元數(shù)為兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)的最少換熱單元數(shù)之和換熱單元數(shù)之和夾點(diǎn)下夾點(diǎn)上) 1() 1(min,CHCHENNNNU可知

39、：可知： 若夾點(diǎn)上無熱流股，且夾點(diǎn)以下無冷流股，則若夾點(diǎn)上無熱流股，且夾點(diǎn)以下無冷流股，則 若夾點(diǎn)在換熱網(wǎng)絡(luò)的一端，即不存在夾點(diǎn)以下若夾點(diǎn)在換熱網(wǎng)絡(luò)的一端，即不存在夾點(diǎn)以下或夾點(diǎn)以下部分，則或夾點(diǎn)以下部分，則 當(dāng)夾點(diǎn)上、下同時(shí)存在冷、熱流股時(shí)，有當(dāng)夾點(diǎn)上、下同時(shí)存在冷、熱流股時(shí)，有minmin, 2UNNUCHEminmin,UUEminmin, UUE 即換熱網(wǎng)絡(luò)不能同時(shí)滿足能量最優(yōu)和單元數(shù)最即換熱網(wǎng)絡(luò)不能同時(shí)滿足能量最優(yōu)和單元數(shù)最少的要求。少的要求。 能量最優(yōu)可保證操作費(fèi)用最低，單元數(shù)最少可能量最優(yōu)可保證操作費(fèi)用最低，單元數(shù)最少可使設(shè)備費(fèi)用最低，因而存在著操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)使設(shè)備費(fèi)用最低，因而

40、存在著操作費(fèi)和設(shè)備費(fèi)之間的權(quán)衡之間的權(quán)衡 夾點(diǎn)設(shè)計(jì)法得到的結(jié)構(gòu)處于最小公用工程消耗夾點(diǎn)設(shè)計(jì)法得到的結(jié)構(gòu)處于最小公用工程消耗狀態(tài)，而勾銷推斷法基本上可以保證兩個(gè)子系狀態(tài)，而勾銷推斷法基本上可以保證兩個(gè)子系統(tǒng)中換熱單元數(shù)最少。當(dāng)兩個(gè)子系統(tǒng)組合成原統(tǒng)中換熱單元數(shù)最少。當(dāng)兩個(gè)子系統(tǒng)組合成原系統(tǒng)時(shí)引起了換熱單元數(shù)的過剩系統(tǒng)時(shí)引起了換熱單元數(shù)的過剩Linnhoff結(jié)論：結(jié)論： 換熱網(wǎng)絡(luò)實(shí)際換熱單元數(shù)比最少換熱單元數(shù)每多換熱網(wǎng)絡(luò)實(shí)際換熱單元數(shù)比最少換熱單元數(shù)每多出一個(gè)單元，都對應(yīng)著一個(gè)獨(dú)立熱負(fù)荷回路。出一個(gè)單元，都對應(yīng)著一個(gè)獨(dú)立熱負(fù)荷回路。 換熱負(fù)荷可以沿?zé)嶝?fù)荷回路進(jìn)行換熱負(fù)荷可以沿?zé)嶝?fù)荷回路進(jìn)行“加加”、

41、“減減”， “加加”、“減減”地遷移，而不改變該回路的地遷移，而不改變該回路的熱平衡熱平衡 上例中匹配上例中匹配1和匹配和匹配4構(gòu)成一個(gè)熱負(fù)荷回路，匹構(gòu)成一個(gè)熱負(fù)荷回路，匹配配4可以向匹配可以向匹配1遷移并與其合并，從而可減少遷移并與其合并，從而可減少一個(gè)換熱單元。一個(gè)換熱單元。 此時(shí)，此時(shí)，T1與與T2間的溫差為間的溫差為18，違反了最，違反了最小允許傳熱溫差（小允許傳熱溫差（Tmin=20）的約束。的約束。 所以這樣簡單地合并是不可行的，還必須所以這樣簡單地合并是不可行的，還必須借助于借助于“”來恢復(fù)最小傳熱溫來恢復(fù)最小傳熱溫差差能量松弛法能量松弛法 把換熱網(wǎng)絡(luò)從最大能量回收的緊張狀態(tài)把換

42、熱網(wǎng)絡(luò)從最大能量回收的緊張狀態(tài)“松弛松弛”下來下來 通過調(diào)整參數(shù)，使能量回收減少，公用工程消通過調(diào)整參數(shù)，使能量回收減少，公用工程消耗加大，從而使傳熱溫差加大，在耗加大，從而使傳熱溫差加大，在TH圖上圖上表現(xiàn)為冷、熱組合曲線拉開距離。表現(xiàn)為冷、熱組合曲線拉開距離。 為此，要在打開回路的基礎(chǔ)上找到一個(gè)熱負(fù)荷為此，要在打開回路的基礎(chǔ)上找到一個(gè)熱負(fù)荷通路，使外部加熱器與外部冷卻器通過違反溫通路，使外部加熱器與外部冷卻器通過違反溫差的匹配而相互連通（匹配差的匹配而相互連通（匹配1）。）。 如果使匹配如果使匹配1減少熱負(fù)荷減少熱負(fù)荷x單位，根據(jù)熱平衡，單位，根據(jù)熱平衡，熱負(fù)荷通路上的加熱器與冷卻器要相應(yīng)

43、地增加熱負(fù)荷通路上的加熱器與冷卻器要相應(yīng)地增加熱負(fù)荷熱負(fù)荷x單位。單位。 匹配匹配1的熱負(fù)荷的熱負(fù)荷Q為為 通過能量松弛法，將通過能量松弛法，將T1與與T2間的溫差恢復(fù)到間的溫差恢復(fù)到20，并減少了一個(gè)換熱器，但這是通過增加，并減少了一個(gè)換熱器，但這是通過增加4個(gè)單位加熱量和冷卻量獲得的（匹配個(gè)單位加熱量和冷卻量獲得的（匹配4）)150(14021TCPxQ282621min2CPTT4)82150(2140 x綜上，對已滿足最小公用消耗的換熱網(wǎng)絡(luò)，綜上，對已滿足最小公用消耗的換熱網(wǎng)絡(luò)，如果換熱單元數(shù)不是最少，可采用以下步驟調(diào)整如果換熱單元數(shù)不是最少，可采用以下步驟調(diào)整1）找出獨(dú)立的熱負(fù)荷回路

44、）找出獨(dú)立的熱負(fù)荷回路2）沿?zé)嶝?fù)荷回路增加或減少熱負(fù)荷來斷開）沿?zé)嶝?fù)荷回路增加或減少熱負(fù)荷來斷開回路回路3）檢查合并后的換熱單元是否違反最小傳）檢查合并后的換熱單元是否違反最小傳熱溫差熱溫差Tmin4）利用能量松弛法求最小能量松弛量，恢利用能量松弛法求最小能量松弛量，恢復(fù)復(fù)Tmin 在實(shí)際設(shè)計(jì)中，對于合并的回路是否一定要進(jìn)在實(shí)際設(shè)計(jì)中，對于合并的回路是否一定要進(jìn)行能量松弛來恢復(fù)最小傳熱溫差，取決于合并行能量松弛來恢復(fù)最小傳熱溫差，取決于合并后換熱單元的傳熱溫差值是否可行。如上例中后換熱單元的傳熱溫差值是否可行。如上例中匹配匹配4的最小溫差變?yōu)榈淖钚夭钭優(yōu)?8, , 在實(shí)際應(yīng)用中，在實(shí)際應(yīng)用中，這一溫差仍是可行的，因此不必進(jìn)行能量松弛這一溫差仍是可行的，因此不必進(jìn)行能量松弛 圖圖7-227-22b b是換熱單元與加熱器構(gòu)成的回路，同是換熱單元與加熱器構(gòu)成的回路，同樣換熱單元與冷卻器也可構(gòu)成回路。圖樣換熱單元與冷卻器也可構(gòu)成回路。圖7-227-22c c是換熱單元與冷卻器和加熱器構(gòu)成的回路，后是換熱單元與冷卻器和加熱器構(gòu)成的回路，后面第面第7.6.37.6.3節(jié)的老廠改造問題例子就涉及到這節(jié)的老廠改造問題例子就涉及到這種類型的回路種類型的回路比較復(fù)雜的回路 當(dāng)當(dāng)x x等于等于L2L2或或L