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《常減壓蒸餾裝置循環(huán)水換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、常減壓蒸餾裝置循環(huán)水換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化研究第一章緒論1.1研究目的及研究意義隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)飛速的發(fā)展、人口密度日益的增大以及人民生活水平的提高，不僅中國(guó)乃至全世界目前都面臨著能源匱乏和環(huán)境污染的一系列嚴(yán)重問(wèn)題。能源的匱乏和環(huán)境的污染已經(jīng)嚴(yán)重的影響著各國(guó)的經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展，如何高效解決這兩個(gè)問(wèn)題是全世界迫在眉睫的事情。中國(guó)作為能源消耗最大的國(guó)家之一，截至2012年在能耗量已經(jīng)超過(guò)許多歐洲的發(fā)達(dá)國(guó)家。水資源作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要能耗之一，目前，我國(guó)水資源總存儲(chǔ)量居全世界第六位，約2.82萬(wàn)立方米，但是全國(guó)
2、人均水資源用量?jī)H為世界人均用水量的25%，不足2438立方米，全世界排名為109位，而且被列為全球人均水資源貧乏的13個(gè)國(guó)家之一。在我國(guó)640多個(gè)城市當(dāng)中，其中缺水城市高達(dá)1/2，嚴(yán)重缺水城市高達(dá)1/6[1]。隨著我國(guó)《節(jié)約能源法》的頒布實(shí)施和相關(guān)部門(mén)各項(xiàng)法律法規(guī)相繼出臺(tái)，各企業(yè)實(shí)施節(jié)水減排已經(jīng)成為水資源短缺、水環(huán)境污染的原動(dòng)力。各行各業(yè)的節(jié)水減排任務(wù)的壓力正在逐年增加，各企業(yè)建立一種長(zhǎng)效、可行的方案，使節(jié)水減排形成一個(gè)管理體系和各部門(mén)的運(yùn)行機(jī)制使該方案能夠快速適應(yīng)企業(yè)發(fā)展的實(shí)際變化，讓企業(yè)向更加專(zhuān)業(yè)化的
3、管理方向發(fā)展[2]。作為全國(guó)產(chǎn)能大戶(hù)的石油化工企業(yè)，在為經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出卓越貢獻(xiàn)的同時(shí)也成為工業(yè)用水大戶(hù)。各煉化企業(yè)分布于全國(guó)不同的地區(qū)，各煉化企業(yè)水資源狀況存在的差異主要是由于水資源分布不均的特點(diǎn)。在石油化工行業(yè)中，除長(zhǎng)江流域的企業(yè)供水較為充足以外，缺水現(xiàn)象在其它地區(qū)的石化企業(yè)都存在不同程度的影響，目前全國(guó)一半以上的石油化工企業(yè)都存在缺水問(wèn)題。如華北地區(qū)的煉化企業(yè)以及中原油田、勝利油田均位于嚴(yán)重缺水地區(qū)，部分煉化企業(yè)甚至只能通過(guò)超采地下水來(lái)維持生產(chǎn)，而且這些還有部分石化企業(yè)因水資源短缺影響了企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展
4、，如烏魯木齊石化、蘭州石化等。石油化工企業(yè)不僅是工業(yè)用水的消耗大戶(hù)，而且也是污染物排放量大的重點(diǎn)行業(yè)。在我國(guó)千余家重點(diǎn)耗能企業(yè)中，石化企業(yè)就有340家，約占耗能企業(yè)的37%；在國(guó)家環(huán)保部公布的廢水污染源國(guó)家重點(diǎn)監(jiān)控企業(yè)中，石油企業(yè)482家、化工企業(yè)803家，占13.8%和25.6%[3]。加強(qiáng)石化企業(yè)各部門(mén)節(jié)水減排管理的工作，對(duì)于企業(yè)綠色的發(fā)展起著有著至關(guān)重要的作用。.........1.2過(guò)程系統(tǒng)過(guò)程系統(tǒng)工程的核心過(guò)程系統(tǒng)綜合指的是：過(guò)程系統(tǒng)按照工藝規(guī)定的特性，求解過(guò)程系統(tǒng)所需要的結(jié)構(gòu)和各個(gè)子系統(tǒng)的基本
5、性能，在對(duì)過(guò)程系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的研究，按照過(guò)程系統(tǒng)的規(guī)范目標(biāo)進(jìn)行最優(yōu)組合，國(guó)內(nèi)外對(duì)于該研究的主要課題有：換熱網(wǎng)絡(luò)綜合應(yīng)用、反應(yīng)器網(wǎng)絡(luò)綜合、分離序列綜合研究、控制系統(tǒng)綜合研究、反應(yīng)路徑綜合研究、全流程系統(tǒng)綜合應(yīng)用研究、過(guò)程系統(tǒng)綜合應(yīng)用研究[4-5]。流程模擬是過(guò)程系統(tǒng)綜合的基礎(chǔ)，首先模擬出流程裝置的特性，然后分析過(guò)程系統(tǒng)的優(yōu)化方向，最后達(dá)到整體系統(tǒng)設(shè)備的性能最優(yōu)目標(biāo)。于此同時(shí)，系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、流程分析設(shè)計(jì)和新工藝的開(kāi)發(fā)都可以利用流程模擬作為其強(qiáng)有力的工具，流程模擬大部分情況都是從系統(tǒng)的整體角度對(duì)裝置的進(jìn)行準(zhǔn)確分
6、析和合理判斷，并且能夠?yàn)殚_(kāi)發(fā)新的工藝流程提供更加準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)方案，上述作用也助于工作人員提高工作效率和優(yōu)化決策的科學(xué)性。在石油化工領(lǐng)域中，換熱器是換熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中最重要的單元設(shè)備，合理的選擇換熱設(shè)備對(duì)于換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化改造起著決定性的作用，不僅影響著換熱系統(tǒng)的換熱效率，也影響著整個(gè)換熱系統(tǒng)的生產(chǎn)環(huán)境和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化改造設(shè)計(jì)方案大部分都是著手于換熱設(shè)備的選型、換熱面積的大小、冷熱物流的進(jìn)出溫差等方面進(jìn)行研究。傳統(tǒng)的換熱器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，第一種是依靠現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)裝置操作的經(jīng)驗(yàn)，第二種是經(jīng)過(guò)科研人員進(jìn)行反
7、復(fù)的模擬實(shí)驗(yàn)，但這兩種設(shè)計(jì)方案都不能得到換熱系統(tǒng)的全局最優(yōu)結(jié)構(gòu)。...........第二章循環(huán)水換熱網(wǎng)絡(luò)集成優(yōu)化方法在石油化工企業(yè)的煉化部門(mén)中節(jié)水減排工作，大多數(shù)都是依靠生產(chǎn)技術(shù)工的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則和技術(shù)理論來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能優(yōu)化目標(biāo)。這種優(yōu)化方法具有一定的局限性，節(jié)水減排工作只適用于技術(shù)工熟悉的系統(tǒng)中，而且優(yōu)化的系統(tǒng)過(guò)于籠統(tǒng)，不適合企業(yè)其他部門(mén)實(shí)際應(yīng)用。石油化工企業(yè)通過(guò)重復(fù)利用工業(yè)水，來(lái)滿(mǎn)足企業(yè)節(jié)水減排的目標(biāo)，重復(fù)使用工業(yè)水在工業(yè)術(shù)語(yǔ)就是使用循環(huán)冷卻水。循環(huán)冷卻水相對(duì)于新鮮水價(jià)格較低，處理循環(huán)水的基本方法是在改變
8、其濃縮倍數(shù)的情況下來(lái)達(dá)到降低循環(huán)水的供應(yīng)和污水排放量的效果，而使用相應(yīng)的節(jié)水技術(shù)和優(yōu)化方法并沒(méi)有在實(shí)際工況中得以應(yīng)用。常減壓蒸餾裝置循環(huán)水換熱網(wǎng)絡(luò)其進(jìn)出溫度一般設(shè)置在6℃左右，相較于與實(shí)際的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，該網(wǎng)絡(luò)還有很大的優(yōu)化空間[20]。循環(huán)水換熱網(wǎng)絡(luò)的集成優(yōu)化方案，是對(duì)該網(wǎng)絡(luò)的循環(huán)水換熱裝置的冷熱物料的進(jìn)出口溫度、循環(huán)冷卻水的流速、循環(huán)冷卻水的負(fù)荷以及換熱系數(shù)再一次準(zhǔn)確的驗(yàn)算，在超結(jié)構(gòu)模型中得出合適的換熱器進(jìn)行串并聯(lián)，來(lái)達(dá)到目標(biāo)
