夹点技术在染整行业节能优化的应用研究
本文关键词:夹点技术在染整行业节能优化的应用研究
【摘要】:对于多股冷热物流交杂、多重冷热交换并存的复杂流程工业而言,合理匹配流程自身的冷热量,最大程度提高系统能效、降低系统对外界能量的依赖,是流程工业持续优化和绿色发展的必由之路。基于热力学原理的夹点(Pinch Point)技术,通过对流程各冷热交互过程的集成优化,使流程整体的能源利用效率极优,目前己广泛应用于石化行业的主流程优化,平均可降低运行能耗10-50%,但在染整行业还未能得到应用。本论文面向染整行业的流体节能,首先以水-水系统和水-蒸汽系统为工程简化计算模型,以能量优化为目标,对集成不同流股的冷热交换子系统,采用夹点技术的表格法求出对应流程的夹点,并根据夹点设计准则对换热网络进行优化,设计出用能最少的换热网络;并对不同温度中温热媒水的换热网络分析的基础上,进一步研究了不同夹点温差下冷热公用工程的消耗量,为夹点技术的工程应用提供理论计算依据。论文同时以三元纺织厂的染色工艺流程为工程应用的实验对象,以公用工程消耗最小为目标,通过提取与简化相关物流参数,设计出能够回收高温余热的换热网络,并对其进行夹点计算和换热物流的合理匹配,得到不同工况下的换热系统的节能量,与原系统相比,可大幅降低公用工程的蒸汽使用量和生产用水量。研究结果表明,面向染整行业创新应用的夹点技术,相较于传统的余热回收工程方法,具有显著的节能效果,为染整行业的综合节能优化提供了良好的工程计算方法。
【关键词】:染整行业 换热网格 夹点技术 节能
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TS190.8
【目录】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第一章 绪论8-14
- 1.1 研究背景8
- 1.2 选题的意义8-9
- 1.3 换热网络技术的研究9-12
- 1.3.1 换热网络技术的概述9-10
- 1.3.2 换热网络合成技术的研究方法10-12
- 1.4 本文的主要工作12
- 1.5 论文的研究方法12-13
- 1.6 论文的创新点13-14
- 第二章 夹点技术在换热网络中应用的理论基础14-21
- 2.1 夹点技术的研究进展14-15
- 2.2 夹点技术的基本原理15-19
- 2.2.1 夹点的形成15-17
- 2.2.2 夹点的意义17-18
- 2.2.3 换热网络优化设计18-19
- 2.2.4 阈值问题19
- 2.3 夹点技术在实际工程系统中的应用19-21
- 第三章 夹点技术在染整行业流体系统的简化应用21-55
- 3.1 夹点技术在水-水系统中的应用21-38
- 3.1.1 当有2股冷、热物流进行热交换时的夹点分析21-27
- 3.1.2 当有3股冷、热物流进行热交换时的夹点分析27-32
- 3.1.3 当有4股冷、热物流进行热交换时的夹点分析32-38
- 3.2 夹点技术在水-蒸汽系统中的应用38-54
- 3.2.1 当有2股冷、热物流进行热交换时的夹点分析38-43
- 3.2.2 当有3股冷、热物流进行热交换时的夹点分析43-48
- 3.2.3 当有4股冷、热物流进行热交换时的夹点分析48-54
- 3.3 染整行业流体系统换热网络的优化设计54-55
- 第四章 染整行业中染机加热过程能量集成优化的研究55-72
- 4.1 染机加热过程的能耗分析55-56
- 4.2 换热物流的集成优化56-57
- 4.3 利用夹点技术提升染机加热过程中的用能水平57-70
- 4.3.1 提取过程基础数据及参数的选取57-63
- 4.3.2 当△T_(min)=20℃时染机加热过程中能量集成优化的研究63-68
- 4.3.3 当△T_(min)=15℃时染机加热过程中能量集成优化的研究68-69
- 4.3.4 当△T_(min)=10℃时染机加热过程中能量集成优化的研究69-70
- 4.4 换热网络的经济性分析70-72
- 第五章 染整行业的工程应用实验分析与优化72-80
- 5.1 高温筒子纱染机工艺流程72-73
- 5.2 染色过程中的用能不合理处分析73-75
- 5.3 优化改造方案75-76
- 5.4 利用夹点技术进行节能分析76-80
- 5.4.1 当最小夹点温差△T_(min)=20℃时的节能计算76-77
- 5.4.2 当最小夹点温差△T_(min)=15℃时的节能计算77-78
- 5.4.3 当最小夹点温差△T_(min)=10℃时的节能计算78-80
- 第六章 总结与展望80-82
- 6.1 总结80
- 6.2 相关研究展望80-82
- 参考文献82-85
- 攻读硕士学位期间发表的论文85-86
- 致谢86
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