Оптимальное значение системы теплообменников

Выбор рационального типа теплоносителя и экономически выгодной системы нагрева определяется характером химического или другого теплового процесса. При выборе теплоносителя небходимо прежде всего учитывать рабочую температуру процесса и в соответствии с этим подобрать оптимальную температуру теплоносителя. Оптимальная температура теплоносителя определяется оптимальной разностью температур между температурой теплоносителя 1 и температурой нагреваемого сырья 2- Значение оптимальной разности температур зависит от условий теплопередачи в теплопотребляющем аппарате и в источнике тепла с учетом стоимости площади нагрева обоих теплообменников. Обычно в качестве параметра, определяющего оптимальную разность температур, выбирают либо стоимость 1 м поверхности нагрева, либо кубатуру оборудования, отнесенную к 1 м поверхности нагрева, либо вес 1 поверхности нагрева и т. д. [c.249]

Проблема синтеза теплообменной системы состоит в определении поверхности теплообмена и поиске такого способа соединения теплообменников, при котором попарное взаимодействие потоков (теплоносителей и хладоагентов) обеспечивает оптимальное значение критерия функционирования всей системы (обычно экономического). Однородность элементов системы, легкость формулирования и относительная простота задачи привлекают внимание многих исследователей к разработке алгоритмов автоматизированного синтеза технологических схем теплообмена. Однако, несмотря на кажущуюся простоту, комбинаторная природа задачи приводит к значительным трудностям вычислительного характера. Поэтому все известные методы синтеза (а их известно уже большое количество) отличаются главным образом способами снижения размерности задачи. Примечательно, что большинство алгоритмов синтеза технологических схем своим появлением обязано теплообменным системам. [c.452]

VI, 65) в ЭБС ( , /) в данном случае добавляются еще два условия, и для определения /, необходимо будет решить систему из четырех уравнений с четырьмя неизвестными Л , А , Л , , Легко показать, что решение указанной системы сведется к последовательному расчету теплообменника, холодильника и нагревателя. Ясно, что при этом мы не получим оптимального значения величины Р. [c.220]

Итак, алгоритмы синтеза систем теплообмена, ставящие целью обеспечить минимум внешнего потребления энергии (энергетически замкнутые системы) при минимальном (или близком к минимально возможному) числе теплообменников, имеют большое практическое значение при решении задач оптимального проектирования. Однако при повышении степени взаимосвязей в теплообменной системе будут ухудшаться такие характеристики, как надежность и управляемость, которым должно быть уделено внимание при синтезе не в последнюю очередь. Дальнейшее развитие методов синтеза теплообменных систем, очевидно, должно быть связано с интеграцией источников и стоков энергии различного рода в пределах химического производства. Задача синтеза в такой постановке существенно усложняется, но и результаты ее решения имеют большое значение в теоретическом и практическом аспектах. [c.460]

После синтеза оптимальной структуры теплообменной системы и определения технологических и конструкционных параметров теплообменных аппаратов, входящих в эту схему, анализируется синтезированная схема теплообменной системы. Для каждого теплообменника рассчитываются скорректированные выходные температуры потоков, обусловленные выбором стандартного аппарата с учетом коэффициента запаса поверхности. Если в результате анализа рассчитанные выходные температуры исходных потоков отличаются от заданных, следует синтезировать систему теплообменников при новых значениях тепловых нагрузок и минимально возможном сближении температур на концах аппарата. [c.82]

Другие задачи оптимизации. Рассмотренные здесь примерь дают представление о б основных идеях и методах, лежащих в основе решения разнообразных задач оптимизации реакторных узлов. Можно указать три направления уточнения и развития оптимальных расчетов. Первое из них — это анализ различных стадийных схем. Укажем, например, па расчет цепочек адиабатических реакторов, где охлаждение реагирующей смеси между стадиями происходит не в промежуточных теплообменниках, а путем добавления холодного сырья или инертного вещества. Другой пример — расчет оптимального трубчатого реактора с секционировапным теплообменником. Второе направление состоит в уточнении критерия оптимальности путем более полного учета затрат на ведение процесса. Например, результаты оптимального расчета цепочки адиабатических реакторов можво уточнить, приняв во внимание расходы на устройство промежуточных теплообменников. Наконец, третье направление — выбор оптимальных значений других управляющих параметров, помимо температуры процесса. Так, в работе [25] рассматривается вопр1>с об оптимальном профиле давления по длине трубчатого реактора, а в работе [26] — об оптимальном изменении состава каталитической системы. При проектировании стадийных схем, наряду с определением оптимального перепада температур между стадаями, может рассчитываться оптимальное количество свежего реагента, добавляемого к реагирующей смеси. Вряд ли можно даже перечислить все возможные варианты задач оптимизации методы их решения, однако, мало отличаются друг от друга. [c.397]

В отличие от ПОРНА , осуществляющей выбор оптимального варианта по минимальному значению годовых удельных затрат, в ПЭОРТА в качестве критерия оптимальности выбран получивший наибольшее распространение в практике оптимального проектирования теплообменной аппаратуры показатель приведенных затрат. Использование этого показателя в качестве целевой функции сводится к минимизации суммарных затрат на создание и эксплуатацию системы теплообменников, приходящихся на один год нормативного срока окупаемости [c.82]

Третий уровень системы составляют программы компоновки систем теплообменников и программа оптимизацииТсистем теплообменников заданной структуры. Программа оптимизации определяет общую тепловую нагрузку и оптимальные значения входных и выходных температур потоков при заданной структуре системы теплообменников. [c.224]

Видоизхмененный указанным образом контактный аппарат позволял достигать производительности 18 т/сутки НгЗО. и степени контактирования 0,95—0,96. Тем не менее он далек от совершенства. Количество загруженной в него контактной массы составляет свыше 300 л на 1 т суточной производительности, т. е, значительно больше, чем в системе с выносными теплообменниками, где степень использования контактной массы тоже невелика. Это обусловлено значительным отклонением температуры в средней части труб от оптимального значения. [c.476]

Функционирование Государственной системы сводится к следующему. Проектные и конструкторские организации Миннефте-химпрома, Минхимпрома, Мингазпрома, Л ингазспецстроя, ш-химмаша и других отраслей по первым пяти комплексам программ в ВЦП рассчитывают оптимальную теплообменную аппаратуру. Таким образом выдерживаются единые требования к качеству проектирования теплообменников в различных производствах и областях и преодолеваются большие трудности, связанные с необходимостью проведения громадных объемов вычислений для всей совокупности теплообменников технологических отраслей промышленности. Задача функционирования пяти первых комплексов программ становится реализуемой. Результаты расчетов поступают в МИВЦ, где все данные о требуемой оптимальной теплообменной аппаратуре сводятся в банк информации, в котором формируется портфель заказов на теплообменники. Кроме того, в банке информации для каждого теплообменника накапливаются также данные о вариантах аппаратов, по значению целевой функции близких к оптимальным, [c.314]

В целом задача синтеза оптимальной теплообменно-регенера-тивной системы основывается на определении оптимальной структуры связей между теплообменниками с учетом размеров их поверхностей, значений коэффициентов теплопередачи для обеспечения рещения технологической задачи рекуперативного теплообмена между горячими и холодными потоками при минимальном критерии эффективности. В качестве такого критерия используются приведенные затраты, учитывающие капитальные затраты на оборудование с учетом их амортизации и срока окупаемости, а также эксплуатационные затраты, зависящие от энергетических затрат или стоимости теплохладоагентов. [c.136]

Расположение промежуточных теплообменников внутри каталитического реактора значительно усложняет его конструкцию. В последние годы в высокопроизводительных системах ДК/ЦА большой единичной мощности цредусматриваются преимущественно контактные аппараты с выносными теплообменниками. Кроме простоты и надежной работы, в таких аппаратах сравнительно легко создаются оптимальные условия процесса окисления 862 на катализаторе, а в выносных теплообменниках - оптимальные условия для процесса теплопередачи. В аппаратах с выносными теплообменниками газ после каждого слоя хорошо перемешивается в газоходах и внутри теплообменников. Для аппаратов большой мощности, где наблвдаются значительные неравномерности температуры катализатора по сечению аш1ах)ата, хорошев перемешивание имеет большое значение для достижения высоких степеней превращения. [c.37]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология