【正文】 產(chǎn) AC段熱量段熱量的低壓蒸汽；的低壓蒸汽；　　（　?。?2）在熱阱綜合曲線上，盡可能使用低等級蒸汽（或較低溫度）在熱阱綜合曲線上，盡可能使用低等級蒸汽（或較低溫度的媒介物流）?！　∪志C合曲線的用法（以上頁中圖為例）：　　全局綜合曲線的用法（以上頁中圖為例）：　　（　?。?1）在熱源綜合曲線上，盡可能產(chǎn)高等級蒸汽（或較高溫度的）在熱源綜合曲線上，盡可能產(chǎn)高等級蒸汽（或較高溫度的媒介物流）?！　。ā　。?3）將多個單元修正后的總綜合曲線，分別將熱源、熱阱曲線）將多個單元修正后的總綜合曲線，分別將熱源、熱阱曲線相加合并成全局熱源綜合曲線、全局熱阱綜合曲線。 某個裝置的優(yōu)化與多裝置相互之間及其某個裝置的優(yōu)化與多裝置相互之間及其系統(tǒng)的大優(yōu)化有很大系統(tǒng)的大優(yōu)化有很大 全局綜合曲線的作法：全局綜合曲線的作法：　?。ā　。?1）對每一個單元總綜合曲線中的非單調(diào)的部分（也即口袋））對每一個單元總綜合曲線中的非單調(diào)的部分（也即口袋），首先用垂直線進行，首先用垂直線進行 ““ 封閉封閉 ”” ；；　?。ā　。?2）之后，如虛線所示，將熱阱曲線向上平移窄點溫差的二分）之后，如虛線所示，將熱阱曲線向上平移窄點溫差的二分之一，熱源曲線向下平移窄點溫差的二分之一。 日本三菱化學公司曾對其所屬工廠的 7個裝置和系統(tǒng)，使用總綜合曲線的辦法，對擴能改造方案進行優(yōu)化。 同時對多個工藝裝置及輔助系統(tǒng)尤其是蒸汽動力系統(tǒng)應用總綜合曲線，進行系統(tǒng)優(yōu)化。（ 3）改造設(shè)計步驟（ a）鑒別有無錯流匹配的換熱器存在；（ b）消除跨越窄點的換熱器；（ c）完成網(wǎng)絡，確定新?lián)Q熱器；（ d）網(wǎng)絡改進。 裝置改造時，不可能廢棄已有的網(wǎng)絡，因此應該沿差小的曲線進行改造。 長的曲線是新設(shè)計網(wǎng)絡的各個不同傳熱面積與能量目標的關(guān)系，其中 B點是優(yōu)化點。在新的網(wǎng)絡設(shè)計中，各溫段間的匹配基本是垂直匹配，相當于各臺換熱器均系純逆流傳熱，所以總傳熱面積是最小的（見下圖）。(2)改造設(shè)計的目標途徑根據(jù)窄點技術(shù)的金法則，可以總結(jié)以下技術(shù)導則： （ a）增加高于窄點溫度的熱流負荷； （ b）降低高于窄點溫度的冷流負荷； （ c）降低低于窄點溫度的熱流負荷； （ d）增加低于窄點溫度的冷流負荷。 （ 1）改造設(shè)計的窄點技術(shù)導則 工藝過程的物料平衡和能量平衡是換熱網(wǎng)絡的設(shè)計依據(jù)，而工藝參數(shù)的改變可以作為改進網(wǎng)絡設(shè)計的輔助手段。 新方案優(yōu)點如下 ： （ 1）額外增加面積的利用率高； （ 2）額外增加面積不僅得到了充分利用，而且還降低了能耗； （ 3）不會加速結(jié)垢； （ 4）不存在清洗問題。計算結(jié)果表明：換 3增加不大于 103M2的面積完全可以補償換 1結(jié)垢的影響。新方案及優(yōu)點 新方案： 由于換熱網(wǎng)絡特有的靈敏性能，即在一個地方增加額外傳熱面積會促使該換熱器物流溫度變化而進一步影響到其它物流溫度變化，可在網(wǎng)絡中不產(chǎn)生污垢或污垢較少的地方增加額外面積以解決結(jié)垢問題。因為選用大富裕量換熱器或使用旁路時，通過換熱器的物流流速會降低，污垢加快，膜傳熱系數(shù)降低以致影響管壁溫度，而壁溫度又對結(jié)垢有較大影響。如將增加的面積放在較好布局中將有利于投資的回收。 （ 2）增加面積的換熱器的布局不好。傳統(tǒng)設(shè)計法的缺點： （ 1）增加面積的利用率低，投資沒有充分利用。利用傳統(tǒng)設(shè)計方法，則換 1需增加 148M2的傳熱面積，且為確保裝置正常運轉(zhuǎn)，在換 1增設(shè)旁路，流經(jīng)旁路的流量應隨換 1結(jié)垢的嚴重逐步減少，直到 6個月后把旁路關(guān)死。裝置的要求是：物流 1和 2的終溫并不嚴格，而物流 4的終溫則必須滿足要求。某換熱網(wǎng)絡見下圖： 物流 3在溫度超過 125 ℃ 以后就易結(jié)垢，結(jié)垢趨勢是典型的漸近線型，即在 6個月后（裝置操作周期為 12個月）達到最高峰后就平緩了。 4． 7 易污垢換熱的網(wǎng)絡設(shè)計法 對待污垢的傳統(tǒng)設(shè)計方法很簡單，就是增大易導致結(jié)垢換熱器的傳熱面積。這時燃料耗量才真正降到最低值了?！?℃ ℃ 用公式（ 1a）可以計算得出這時的燃料是 1379kW，而用傳統(tǒng)優(yōu)化方法所得到的燃料是 1480kW，其差別主要在于加熱爐和過程是否組合在一起考慮。T燃料 燃料溫度 以上述公式為前提的結(jié)果令人吃驚，因為當窄點溫差為 0且燃料又完全預熱的話，可以得到燃料量等于最小熱公用工程 Qhmin，即可以得到 100%的加熱爐效率。TPH熱物流窄點溫度–Cp煙氣 +(1) 如果燃料不預熱或沒有預熱到窄點溫度，則上式做如下修改： 燃料 =Cp煙氣 燃料 =Cp煙氣 也即 Qhmin+（ TPHCp煙氣 =TPH如果空氣和燃料的預熱需要 QR的熱量，則工藝過程所消耗的冷公用工程量也下降 QR，但更重要的是燃料耗量也按下式降低了（即燃料量等于煙氣放熱量減去空氣和燃料的預熱量）。如果把工藝過程和加熱爐作為一個整體來考慮，預熱空氣就意味著引入了一股以前沒有考慮的冷物流，根據(jù)窄點金法則，引入冷物流只有當其溫度低于窄點時才是有效的，因為它增加了低于窄點部分的冷物流熱量從而有助于降低冷公用工程（如冷卻水）。 以上是有傳統(tǒng)方法設(shè)計的優(yōu)化結(jié)果，煙氣流率和煙囪排棄溫度已經(jīng)是最低了，似乎沒有改進的余地了?！?℃ 的煙氣是足以用來預熱空氣的，設(shè)最小允許離開煙囪的煙氣溫度為 200煙氣熱容流率 ＝ 1790kW 然而， 425如不用空氣預熱則理論火焰溫度為 1500 ℃ 。圖中不帶煙氣預熱的煙氣溫焓線以虛線表示，而空氣對燃料比率保持不變的帶空氣預熱的煙氣線以實線表示，顯然空氣預熱后理論火焰溫度上升，其結(jié)果是煙氣線的斜率變陡了，導致煙氣從煙囪排棄的熱損失降低，降低的燃料耗量熱值相當于助燃空氣所獲得的熱量。 （ 2）傳統(tǒng)的空氣預熱方法 習慣上總是認為增加空氣預熱可以提高加熱爐效率和降低燃料耗量。 將煙氣溫焓線和過程總綜合曲線畫在一起，就可以確定最小燃料耗量。加熱爐的溫焓曲線可簡化為一條直線，煙氣可以恒定熱容流率（質(zhì)量流率與比熱容的乘積）表示，使之從理論火焰溫度冷卻至大氣溫度 T0。 輻射段溫度驅(qū)動力不是設(shè)計需考慮的主要因素。 4． 6 加熱爐在過程組合中的適宜布局 （ 1）加熱爐煙氣溫焓模型 傳統(tǒng)的過程設(shè)計中，加熱爐的設(shè)計僅僅是為了滿足工藝負荷的要求，在有剩余煙氣余熱的情況下用于空氣預熱和鍋爐給水預熱等。而對窄點以下的子系統(tǒng)，要盡量將其有效熱量作熱源用來產(chǎn)生低壓蒸汽、預熱空氣和鍋爐給水以及產(chǎn)生低溫余熱等，最后再將剩余熱量排放到冷卻水或空氣中。而且一般設(shè)計時，也不是從窄點處分開，而是在確定冷熱公用工程目標后，直接從吸熱部的最高溫度開始匹配?！?）。為此后來發(fā)展出了雙溫差設(shè)計法，即確定冷熱公用工程目標時，用一個窄點溫差，也稱為熱回收窄點 PTD（如 20當有問題時，如增加公用工程用量或?qū)е路钦c換熱器的溫差不足時，可在窄點處選用其它方案或降低熱負荷； （ 5）非窄點換熱器的匹配往往是自由匹配，設(shè)計者可以根據(jù)經(jīng)驗確定所希望的匹配。 4． 4窄點設(shè)計法 老式設(shè)計法 在窄點設(shè)計法中，核心的問題是窄點處的換熱匹配，即不使熱量傳遞通過窄點，以免造成冷熱公用工程目標的增大。 超目標方法的實質(zhì)是利用冷熱綜合曲線的 “ 垂直換熱 ” 傳熱面積模型、殼程數(shù)模型以及泵功模型，預測每一個窄點溫差情況下的最小傳熱面積、最小殼程數(shù)，從而預測出投資，當然選取一個窄點溫差，就可確定了冷熱工程目標，也就可以確定能耗費用。4． 3 窄點技術(shù)超目標方法 確定了窄點溫差，就確定了冷、熱公用工程目標，但窄點溫差如何在具體設(shè)計之前選??？ 因此窄點技術(shù)中發(fā)展出了一個超目標方法，即在換熱網(wǎng)絡還沒有具體設(shè)計的情況下，運用一些模型，優(yōu)化選取窄點溫差。 冷熱綜合曲線、解題表和總綜合曲線是來自于同一熱力學分析的三種表示方式，其中冷熱綜合曲線和總綜合曲線可以從解題表中的數(shù)據(jù)推出來。 窄點技術(shù)中的金法則（ 1）不通過窄點傳遞熱量；（ 2）窄點以上吸熱部分不使用冷公用工程；（ 3）窄點以下放熱部分不使用熱公用工程 ?！?℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ,熱公用工程目標為 ,冷公用工程目標為 40如下例： 窄點溫差選 20應該說明，國內(nèi)窄點技術(shù)的應用還大有潛力可挖。窄點技術(shù)的發(fā)展主要在 20世紀 80~90年代，不僅可用于換熱網(wǎng)絡，也可用于水處理即水處理窄點方法，減少水耗。能在具體設(shè)計之前，就可提出很好的實用解決方案 窄點技術(shù)的應用與發(fā)展 窄點技術(shù)主要是優(yōu)化廣義的換熱網(wǎng)絡，也即是以冷熱物流相聯(lián)系的網(wǎng)絡，如裝置內(nèi)、裝置間及裝置與蒸汽動力系統(tǒng)的冷熱物流，當然也包括加熱爐煙氣、熱機、熱泵等。特別強調(diào)技術(shù)人員對問題和目標的理解，所有的決定由技術(shù)人員自己做出，因為技術(shù)人員始終了解發(fā)生的所有事情。窄點技術(shù)的顯著特點：簡單實用252。曾有人對此項技術(shù)的評價是可以代替 20年的的工程經(jīng)驗，在最流行此技術(shù)的時候，世界上的一些大公司專門成立了窄點技術(shù)組，日本三菱化學公司曾專門請 。4. 窄點技術(shù)、特點及應用范圍 例題、特點及應用范圍 窄點技術(shù)的原理 1978年由英國曼徹斯特大學的 授提出，經(jīng)過多年的應用研究，已成為過程工業(yè)節(jié)能的一種先進且特別實用的技術(shù)，廣泛應用于煉油、石油化工、造紙、制藥等幾乎所有過程工業(yè)部門。（系統(tǒng)越大越復雜，則越接近優(yōu)化匹配的條件）越接近優(yōu)化匹配的條件）　　　　　　　　　如果沒有這么多的溫度與負荷匹配良好的過程，　　　如果沒有這么多的溫度與負荷匹配良好的過程，要創(chuàng)造條件，創(chuàng)造過程（尤其是公用工程），使工藝要創(chuàng)造條件，創(chuàng)造過程（尤其是公用工程），使工藝過程之間及與公用工程之間實現(xiàn)良好的匹配?！　　　　　　　?如果真有上述好的條件，一定要抓住機會，充分如果真有上述好的條件，一定要抓住機會，充分利用；利用；　　　　可能有類似上述的良好條件，但是隱蔽的，應　　　　可能有類似上述的良好條件，但是隱蔽的，應讓其顯露出來，并充分利用。 如果將前一個過程完成后的熱量回收用于下一個過程，則總需能量僅為 10 kg標油，是單獨過程用能的八分之一。能量多次使用的例子 如有八個物理過程，分別從起始溫度加熱至終止溫度后，即需將熱量排掉，每個過程的需熱量為 10kg標油。 上述改造，投資僅上述改造，投資僅 3萬元，年節(jié)電費用就達萬元，年節(jié)電費用就達 30多萬元。 來自工藝裝置的熱媒水也不進入緩沖罐直接由來自工藝裝置的熱媒水也不進入緩沖罐直接由 1臺臺 15kW的管道泵升的管道泵升壓送至工藝裝置。 改造后流程改造后流程 ：： 來自自來水管見的新鮮水不進緩沖罐直接來自自來水管見的新鮮水不進緩沖罐直接 (流量較小，大部分時間流量較小，大部分時間 )或經(jīng)或經(jīng) 1臺臺 15kW的管道泵至工藝裝置，基本減少了一臺的管道泵至工藝裝置，基本減少了一臺 75kW的泵電耗。 由于設(shè)置了緩沖罐，并且加之原選由于設(shè)置了緩沖罐，并且加之原選 用的泵揚程較高用的泵揚程較高 (125m),需要開二需要開二臺臺 75kW的泵。來自工藝裝置的熱媒水進入緩沖罐后由泵升壓送至工藝裝置先換熱升溫后加熱新鮮水降溫后返回。 減少過程節(jié)能的例子減少過程節(jié)能的例子 某熱水泵房的改前流程為某熱水泵房的改前流程為 ：來自自來水管網(wǎng)的水進入緩沖罐后由泵：來自自來水管網(wǎng)的水進入緩沖罐后由泵升壓供出至工藝裝置換熱后至生活區(qū)。（ 1）用電加熱 ： ；（ 2） LPG加熱： 1kg標油 ；（ 3）用燃料發(fā)生中壓蒸汽，通過凝汽機的排汽加熱： 。℃ ℃ （ 4）高級高用，低能低用。煉油過程中，最常見最典型的過程為傳熱過程，各個裝置均有大量的換熱器。（ 3）多次使用能量。 由于凡有過程，就有不可逆性，因此應盡可能減少過程，減少不可逆性。 用能的本質(zhì) ：q 大部分能量是過客；q 能量是完成過程中不發(fā)生化學變化的 “催化劑 ”；q 能量是完成過程的推動力。因此可以看出：真正的可逆過程是不存在的，事實上，自然界的任何過程都不是可逆過程。僵態(tài)能量 ：完全不能轉(zhuǎn)化為功的能量。高級能量 ：理論上可以完全轉(zhuǎn)化為功的能量，如機械功、電能、 水能等；而熱經(jīng)濟學分析法可以直接給出結(jié)果，這種方法特別適用于解決大型、復雜的能量系統(tǒng)分析、設(shè)計和優(yōu)化。 采用火用分析法，能從本質(zhì)上找出能量損失。由于熵分析法比較抽象，不能評價能量的使用價值，且本身也不是一種能量，現(xiàn)在已被火用