化工系统工程共 3 页，第 1 页换热网络设计以下以例题形式给出解题步骤：下表给出四股工艺物流的工况，最小允许传热温差Tmi×为 20℃。请用夹点设计法设计一具有最大能量回收的换热网络。流股及类型热容流率 CP, kW/K 入口温度 ,℃出口温度， ℃热负荷，kW H1 2.0 360 60 600 H2 3.0 300 60 720 C1 2.0 40 260 440 C2 1.0 40 280 240 C3 (蒸发潜热 ) 80 80 600 解题步骤：① 将热流端点温度减去Tmi×与冷流端点温度，去掉没有潜热存在的重复温度点（热流加 Tmi×），按从大到小顺序排序划分温度区间； 340,280,260,80,80,40 热流端点温度需 +DTmi×具体温区：温区： S×1 S×2 S×3 S×4 S×5 热流：360 300 280 100 100 60 冷流： 340 280 260 80 80 40 ② 计算每个温度区间的净需热量；D1=-120; D2=-80; D3=-360; D4=600; D5=-80; ③ 从第一温区开始计算热量平衡；O1=120; O2=200; O3=560; O4=-40; O5=40; ④ 找到逆向传热最多的温度点；⑤ 由外界向第一补充扭转逆向传热所需的热负荷，计算热量平衡；⑥ 向下一个温区传热为零的温度点即为夹点，第一温区获得的热量即为最小加热负荷，最末温区传出热量即为最小冷却负荷；化工系统工程共 3 页，第 2 页⑦ 跨过夹点进行传热的所有换热匹配均不合理。结果：QHmi×=40kW, QCmi×=80 kW；夹点位置： S×4 与 S×5 的界面；夹点温度：热换热到100℃; 冷换热 80℃；潜热位置夹点之上子系统⑧ 设计换热网络方法：i)分夹点画冷热流热负荷分配ii)分别匹配，优先考虑热负荷，然后考虑热容流率相近，一次用尽夹点之上要优先考虑热流，必须完全通过换热降温到夹点温度夹点之下要优先考虑冷流，必须完全通过换热升温到夹点温度H1H2C1C2100℃80℃360℃60℃40℃40℃260℃280℃夹点热负荷kWCP2321520120360200CP2321806008040热负荷kW60℃300℃C380℃060000夹点匹配600kW360kW160kWH40kW80kW40kWC80kW{ 这只是其中的一种方案，只要设计合理均可} 〖设计夹点匹配时必须要注意温差的要求，遵循夹点匹配的两种可行性原则〗a)分别匹配，优先考虑热负荷，然后考虑热容流率相近，一次用尽夹点之上要优先考虑热流，必须完全通过换热降温到夹点温度夹点之下要优先考虑冷流，必须完全通过换热升温到夹点温度
