原油预热系统中考虑结垢问题的换热网络性能优化

发布时间：2023-12-10 19:29

　　原油预热系统是一种特定的换热网络,也是炼厂的用能大户。换热网络通过回收常减压装置下游产品的热量为原油预热系统提供了约占系统总用能60%～70%的能量。由此可见研究换热网络综合对炼厂节能工作意义重大。结垢是炼厂中一个长期存在的操作问题,结垢不单会增加设备压降、降低换热设备的换热效率以及加速设备侵蚀,严重时甚至会造成停工。因此,在换热网络优化中考虑结垢是十分必要的。本文综述了换热网络综合的方法以及考虑结垢问题的换热网络优化方法的研究进展,介绍了板式换热器相对于管壳式换热器的优点以及板式换热器在原油预热系统中的应用现状,针对前人提出的优化方法的优缺点,提出了以流速关联模型为基础的新的应对结垢问题的换热网络优化措施。主要工作如下:第2章提出了考虑结垢问题的换热网络流速分布与流量分配同步优化方法,通过换热器细节改造和调节分流比来改变换热器流速,分别考虑了静态优化和动态优化。第3章建立了板式换热器流速关联模型并提出在原油预热系统中应用板式换热器的换热网络优化方法。通过引入“0-1”变量来优化应用板式换热器的位置,同时考虑了流速分布和板式换热器的换热面积。第4章以两个原油预热装置为例分别说明了第2、...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文献综述
    1.1 换热网络优化方法
        1.1.1 夹点技术
        1.1.2 数学规划法
    1.2 考虑结垢问题的换热网络优化方法
    1.3 板式换热器的特点
    1.4 研究内容及意义
第2章 考虑结垢问题的换热网络流速与流量分配同步优化
    2.1 优化方法
    2.2 数学模型
        2.2.1 结垢阈值模型
        2.2.2 传热计算模型
        2.2.3 压降模型
        2.2.4 约束条件
        2.2.5 目标函数
    2.3 本章小结
第3章 考虑结垢问题的板式换热器在原油预热系统中的应用
    3.1 优化方法
    3.2 数学模型
        3.2.1 结垢阈值模型
        3.2.2 传热计算模型
        3.2.3 压降模型
        3.2.4 传热单元计算法(ε-NTU)
        3.2.5 约束条件
        3.2.6 目标函数
    3.3 本章小结
第4章 某炼厂原油预热装置的换热网络性能优化
    4.1 考虑结垢问题的换热网络流速与流量分配同步优化
        4.1.1 案例介绍
        4.1.2 优化结果Ⅰ:静态优化
        4.1.3 优化结果Ⅱ:动态优化
        4.1.4 小结
    4.2 考虑结垢问题的板式换热器在原油预热系统中的应用
        4.2.1 案例介绍
        4.2.2 优化结果
        4.2.3 小结
    4.3 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
附录A 符号说明
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3873005