Тепловые системы теплообменники

Однако имеющимся разработкам присущи два крупных не- достатка. Во-первых, нет единой системы алгоритмов и программ для решения задач оптимизации на всех уровнях объектов (от- i дельный аппарат, теплообменник, система теплообменников, совокупность теплообменников предприятия, отраслевой парк теплообменников, общегосударственный парк теплообменников), поэтому оптимизация аппаратуры, выполняемая при решении каждой отдельной задачи, осуществляется без учета результатов оптимизации, полученных при решении других задач. Во-вторых, применяемые в проектировании алгоритмы и программы несовместимы по критериям оптимальности, полноте и точности элементов теплового, гидравлического, конструктивного и экономического расчетов. Они имеют недостаточную область приложения V по процессам теплообмена, конструкциям аппаратов, схемам тока сред в аппаратах и теплообменниках и по ряду других признаков Если исходить из ориентировочной цифры Ю " частных алгоритмов, требуемых для оценки эффективности работы всех возможных, в том числе и перспективных, вариантов теплообменников, то нетрудно определить, что сейчас имеется таких алгоритмов в триллион раз меньше. Поэтому идти по пути накопления большого числа частных алгоритмов по меньшей мере бесперспективно и связано с распылением сил и большими расходами. [c.309]

Одноступенчатые испарительные установки применяются в основном на электростанциях, на которых потери пара и конденсата не превышают 2—3%. Такие но-тери характерны для конденсационных электростанций (КЭС) и ТЭЦ, имеющих лишь внутренние потери. Если на ТЭЦ наряду с внутренними потерями имеются также внешние и общие потери достаточно велики, компенсировать их одноступенчатыми испарительными установками, вторичный пар которых конденсируется в системе теплообменников регенеративного подогрева питательной воды котлов, уже не удается. В таких случаях применяют многоступенчатые испарительные установки или пар подают тепловому потребителю не непосредственно от турбины, а от специальных аппаратов, называемых паропреобразователями. По конструкции паропреобразователи не отличаются от испарителей кипящего типа, в которых парообразование происходит на поверхностях греющей секции. В схемах с паропреобразователями отбираемый от турбины пар [c.132]

Принципиально новым является разработка обобщающего подхода к решению задач расчета теплопередачи в сечении (глава 5), элементах или аппаратах (глава 6), рядах (глава 7) и комплексах аппаратов (глава 8), обеспечивающего возмоЖ"-ность синтеза единой системы модулей для решения любых задач теплового расчета теплообменников согласно рекомендованной в главе 4 функциональной классификации тепловых расчетов. Эти модули по значимости и сложности реализации являются главными составляющими любых расчетов теплообменников. [c.10]

Методы синтеза теплообменных систем включают, как правило, следующие три основных этапа 1) декомпозицию исходной задачи синтеза тепловой системы на совокупность подзадач меньшей размерности, включающих варианты теплообмена между исходными и результирующими потоками 2) проверку физической реализуемости и расчета каждого варианта теплообмена, т. е. определение конструкционных и технологических параметров теплообменников, а также приведенных затрат на рассматриваемый вариант теплообмена 3) решение некоторой экстремальной задачи. [c.77]

Во всех систе1иах каталитического крекинга с движущимся слоем катализатора тепловые балансы реактора и регенератора взаимосвязаны. Тепло, необходимое для нагрева сырья до температуры реакции и осуществления самого процесса, вносится двумя источниками из регенератора потоком регенерированного катализатора и из трубчатой печи с подогретым сырьем. При повышенном коксообразовании тепла сгорания кокса достаточно для обеспечения всего количества тепла и необходимая температура предварительного нагрева сырья достигается уже в системе теплообменников. Однако на современных промышленных установках предпочитают сооружать печи, поскольку это сообщает процессу гибкость при изменении качества сырья и глубины конверсии. [c.51]

Л1 = 450 °С =50 °С в соответствии с дополнительными ограничениями ИЗС на первом шаге алгоритма Д-П образованная при декомпозиции ИЗС подзадача синтеза I может быть решена с помощью использования одного теплообменника (рис. 1У-6, а). Проводя последовательную декомпозицию подзадачи П по алгоритму Д-П, определяем, что синтезированная тепловая система имеет операторную схему, представленную на рис. 1У-6, б. [c.154]

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]

Для тепловой системы, состоящей нз N теплообменников, в соответствии с уравнением (1) можно записать выражение КЭ следующим образом [c.152]

В электрических машинах с замкнутой системой вентиляции теплота передается от теплоносителя внутренней цепи охлаждения машины к теплоносителю внешней цепи в теплообменниках. Если О]—коэффициент теплоотдачи от хладоагента внутренней цепи к теплопередающей поверхности трубок, X — коэффициент теплопроводности материала трубок, 6 — толщина стенок трубок, 2 — коэффициент теплоотдачи от поверхности трубок ко второму хладоагенту, то суммарное тепловое сопротивление теплообменника можно представить в виде [c.270]

Чтобы убедиться, что с использованием алгоритма Д-П задача синтеза решена правильно, необходимо сравнить значение принятых оценок оптимума КЭ с действительным значением оптимума КЭ ф для синтезированной тепловой системы (рис. 1У-6, б). Как видно из табл. IV- , принятая предварительная оценка отличается от действительного значения оптимума КЭ на каждом этапе декомпозиции ИЗС тем значительнее, чем больше теплообменников входит в синтезируемые подсистемы. [c.154]

При решении ИЗС тепловой системы используются следующие предпосылки. Технологические потоки должны взаимно обмениваться теплом в системе теплообменников. В том случае, когда для нагрева (охлаждения) потоков нельзя или невыгодно использовать тепло (холод) других потоков, могут быть дополнительно использованы внешние тепло- или хладоносители насыщенный водяной пар под давлением 31,6 кгс/см и охлаждающая вода с температурой 38 С. Насыщенный пар может отдавать только теплоту парообразования, а охлаждающую воду нельзя нагревать выше 82 °С. При обмене теплом между технологическими потоками, при охлаждении их водой или нагреве паром реализуются соответственно следующие коэффициенты теплопередачи 732, 732 и 976 ккал/(м -ч-град). Соответственно для трех рассматриваемых случаев допускается следующее минимальное сближение температур обрабатываемых потоков в теплообменнике И, 11 и 13 °С. [c.164]

Поскольку в рассматриваемой системе обратная связь, обусловливающая возможность появления неустойчивых стационарных режимов, только тепловая (через теплообменник), то условие устойчивости при возмущении других параметров процесса (концентрация реагентов, скорость потока и т.д.) должно быть (4.84), что было получено в работе [295]. [c.224]

Все реакции идут в газовой фазе, реагенты постоянно рециркулируют, кроме воды, которая разлагается на кислород и водород. Так как реакционная среда достаточно агрессивна, то необходим подбор коррозионно-устойчивых материалов для реализации этого процесса. Все реакции этого цикла проводятся при разных температурах, поэтому эффективная теплопередача от одной стадии к другой является важной задачей организации всего процесса. При минимизации тепловых потерь посредством оптимальной системы теплообменников КПД производства водорода по этому циклу может достигать примерно 60 %. [c.45]

Влияние тепловых потерь на размер модели. Тепловые потери обязательно следует принимать во внимание при выборе размеров небольшой модели. Проведение исследований и анализ результатов наиболее просты в том случае, когда аппарат достаточно велик, чтобы при теплоизоляционном покрытии в несколько дюймов тепловые потери составляли не более нескольких процентов тепловой нагрузки теплообменника. Если специальные задачи делают необходимым использовать меньшие аппараты, то для поддержания в них достаточно низкого уровня тепловых потерь можно установить охранные нагреватели между внутренним и внешним слоями тепловой изоляции. Однако для каждого такого нагревателя потребуются реостат и относительно большое число контрольных термопар, которые позволяли бы следить за тем, чтобы благодаря охранным нагревателям не было искажения температурного профиля и не осуществлялся подвод тепла к системе вместо уменьшения тепловых потерь от теплообменника. [c.314]

Расчет схемы среднего давления. Рассмотрим схему установки среднего давления, предназначенной для получения сжатого кислорода Кст и некоторого количества жидкого кислорода Кж (рис. 62). Так как Дг = 0, то значения Уа и Кст + Кт = К однозначно определяются по соотношениям для АДР при заданном числе тарелок в ВК Пв.к. При заданном давлении воздуха р определяют Кж и Д решением системы из уравнения общего энергетического баланса (применительно к данной схеме из уравнения (123) исключаются члены, содержащие Кт и Дг) и уравнения теплового баланса теплообменников [c.179]

Третий уровень системы составляют программа синтеза систем теплообменников и программа оптимизации систем теплообменников заданной конструкции. Программа синтеза позволяет определять оптимальную схему увязки горячих и холодных продуктовых потоков, их входных и выходных температур при заданных общей тепловой нагрузке на систему и условиях разбивки потоков. Программа оптимизации позволяет определять оптимальные входные и выходные температуры продуктовых потоков и общую тепловую нагрузку при заданной структуре системы теплообменников. [c.222]

Результатом проектирования являются следующие материалы приведенная в табличном виде оптимальная структура системы теплообменников массовые количества разбиваемых потоков тепловые, гидравлические, конструктивные и экономические параметры выбранной теплообменной аппаратуры оптимальное количество теплоты, переданной за счет рекуперации приведенные затраты на систему теплообмена. [c.223]

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]

Использование теплообменников представляет собой пример минимизации совместных затрат капиталовложений в создание тепловой системы (включая строительные расходы) и эксплуатационных расходов, снижающихся из-за минимального сокращения потерь давления и увеличения коэффициента теплопередачи. Такой эффект достигается в Дании с по- [c.99]

Одним из таких способов является воздушное охлаждение. Несмотря на то, что воздух в сравнении с водой является плохим теплоносителем (при ii = 20° его теплоемкость примерно в 4 раза, а теплопроводность в 2,4 раза ниже воды), конструкции ABO и схемы обвязки в технологических линиях позволяют эффективно применять их вместо теплообменников с водяным охлаждением. Однако системы с ABO будут эффективны только в том случае, если 75—90% общей тепловой нагрузки может [c.8]

Прп расчете тепловых нагрузок на элементы проектными переменными ХТС являются следующие величины <13 Ь — температура осмоления раствора МЭА Дг = 17 — = 25 — 51 — определяется оптимизацией геометрических размеров теплообменников и условиями промышленной эксплуатации системы 4, 5, 7, 5, — обеспечивает нормальный технологический режим очистки Рп, п — давление и температура греющего пара в соответствии с технологическими условиями. [c.230]

Природный газ, поступающий на разделение, частично, конденсируется во время охлаждения в первой и второй ступенях теплообменников. Конденсат собирается в сепараторе 3, откуда направляется на разделение. Продукты разделения используются для пополнения системы рециклового газа, который является хладагентом и представляет собой смесь метана, этана и пропана. Соотношение компонентов смеси поддерживается таким, чтобы парциальная конденсация на любой из ступеней была эквивалентна потребности в холоде на следующей ступени. Благодаря этому создается необходимый тепловой баланс процесса. [c.199]

Поскольку декомпозиция ИЗС на каждом шаге должна производиться так, чтобы хотя бы одна из образующихся подзадач синтеза тепловой системы была разрешима при помощи одного теплообменника, то множество переменных декомпозиции состоит в рассматриваемом случае из двух величин — температур потоков, которые соединяют выделенный.теплообменник с остальной несинтезированной подсистемой. Ранее выбор переменных декомпозиции производился из условия оптимизации оценки КЭ. Теперь же для упрощения принимается следующая эвристика температуры связывающих потоков, соответствующие переменным декомпозиции, выбираются из условия максимизации количеств тепла, которым обмениваются между собой потоки, с учетом ограничений— требуемых конечных температур потоков и минимально допустимого сближения температур потоков в теплообменнике. [c.165]

Следовательно, предложенные в главах 6—8 методы расчета теплопередачи в элементарных схемах тока, рядах и комплексах аппаратов положены в основы единой системы теплового расчета теплообменников и использованы в современных алгоритмах оптимизации теплообменных аппаратов кожухотрубчатых (шифр ОКТА), витых (шифр ОВТА), пластинчатых (шифр ОПТА), воздушного охлаждения (шифр ОАВО), труба в трубе (шифр ОТТТ). Эти алгоритмы разработаны в Институте газа АН УССР (г. Киев) при участии Уфимского филиала ВНИИНефтемаш и других организаций. [c.213]

Определение структуры взаимосвязей технологических потоков неразрывно связано с распределением тепловой нагрузки в системе по теплообменникам. Тепловая нагрузка теплообменника или количество тепла, переданное водном аппарате, определяется либо на основе концепции передачи максимально возможного количества тепла (Qmax) в теплообменнике, либо из условия равенства передаваемого количества тепла в каждом теплообменном аппарате (Qkmin), либо на основе декомпозиции исходных потоков на тепловые элементы ( ,) с целью линеаризации зависимостей технологических параметров от свойств потоков и температур потоков. [c.77]

Логическая ехема создания системы теплового расчета теплообменников. [c.319]

Для определения необходимых условий оптимальности технологической схемы ТС исходную задачу синтеза необходимо в значительной степени упростить. Прежде всего синтезируемая технологическая схема тепловой системы декомпозируется на две подсистемы— внутреннюю, состоящую из рекуперативных теплообменников, и внешнюю, состоящую из вспомогательного теплообмен- [c.236]

Другим фактором, определяюшим капитальные затраты па создание системы, является минимум числа теплообменников (минимальное число промежуточных потоков). Минимальное число теплообменников в системе на единицу мешьше числа потоков, включая внешние [17]. Для выполнения этого условия необходимо, чтобы в результате выполнения операции теплообмена один из потоков достигал конечных значений параметров. Для иллюстрации на рис. 8.4 приведена система, содержащая два горячих и два холодных потока. Числа в кружках соответствуют количеству единиц тепла, которое необходимо передать (принять) в результате теплообмена, а числа вдоль дуг — количество единиц передаваемого тепла. Для синтезированной тепловой системы очевидно. [c.455]

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]

Применив указанный метод к расчету стандартных теплообмеиных аппаратов, Джильмур показал, что ко-жухотрубнб1е теплорбменники могут быть рассчитаны путем решения системы пяти уравнений, содержащих Минимальное число переменных. В уравнения входят термические сопротивления со стороны трубного и межтрубного пространства, а также сопротивления стенки трубы и слоя загрязнения, отлагающегося на стенке. Таким образом, для теплового расчета теплообменников применительно к системам жидкость-— жидкость, снабженных сегментными перегородками в межтрубном пространстве, необходимо решить следующие системы уравнений [c.220]

Отсюда следует, что синтез ведется итерационно с использованием различных процедур модификации (набора эвристик, эволюционной стратегии и т. п.). В качестве таковых можно использовать, например, следуюш ие эвристики постоянство параметра К1а) / АТ (где К — коэффициент теплопередачи, а — стоимость единицы поверхности теплообмена) объединение теплообменников с малой поверхностью или тепловой нагрузкой. Изложенный алгоритм ограничен системами с одним горячим и одним холодным внешними потоками. Это ограничение снимается путем разбиения тепловой диаграммы по горизонтали на ряд зон, соответствуюш их температурам теплохладоагентов [1]. В этом случае рекуперация внутренних потоков производится отдельно по зонам в порядке убывания приоритета, определяемого шириной зон, а в пределах каждой зоны сдвиг диаграмм производится до точки касания или до совпадения правых и левых границ диаграмм. [c.468]

Одноступенчатые испарительные установки применяются в основном на электростанциях, на которых потери пара и конденсата не превышают 2—3%. Такие потери характерны для конденсационных электростанций (КЭС) и ТЭЦ, имеющих лишь внутренние потери. Если на ТЭЦ наряду с внутренними потерями имеются также внешние и общие потери достаточно велики, компенсировать их одноступенчатыми испарительными установками, вторичный пар которых конденсируется в системе теплообменников регенеративного подогрева питательной воды котлов, уже не удается. В таких случаях применяют многоступенчатые испарительные установки или подают пар тепловому потребителю не непосредственно от турбины, а от специальных аппаратов, называемых паропреобразователями. По конструкции паропреобразователи не отличаются от испарителей кипящего типа, в которых парообразование происходит на поверхностях греющей секции. В схемах с паропреобразователями отбираемый от турбины пар конденсируется в греющих элементах этих аппаратов, а образовавшийся при этом вторичный пар подается тепловому потребителю. Таким образом, на электростанции сохраняется весь конденсат, образовавшийся из пара, отведе пого от отборов турбины, а потери пара и конденсата у теплового потребителя отражаются лишь на общем расходе возвращаемого на электростанцию конденсата (называемого обратным конденсатом). [c.168]

Другим возможным распределением тепловой нагрузки в теплообменной системе является передача равного количества тепла в каждом теплообменнике. При этом используется интегральногипотетический принцип синтеза химико-технологических систем и задача синтеза ТС формулизуется как задача о назначениях. Оптимальная структура ТС определяется путем выбора оптимального варианта из гипотетической обобщенной технологической схемы, включающей совокупность всех альтернативных вариантов теплообменных систем. [c.78]

На основе приведенных выше уравнений для теплового расчета теплообменных атпаратов, а также для определения коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи, могут быть разработаны практические приемы решения различных задач теплового расчета трубчатых теплообменников. Все эти задачи могут быть сведены к трем основным типам, обозначаемым соответственно как задачи конструктивного, проверочного и режимного расчета. Принадлежность задачи к тому или иному типу определяется перечнем известных и искомых величин в дайной задаче, а их количество —структурой системы основных уравнений теплового расчета теплообменников при стационарном режиме. Эта система уравнений для жидких или газообразных теплоносителей, не меняющих своего агрегатного состояния в теплообменнике, может быть записана в следующем виде [c.126]

Дальнейшим развитием метода тепловых диаграмм является введение операции слияния потоков, принадлежащих одному и тому же температурному интервалу [31]. В результате слияния образуются два суперпотока — горячий и холодный, к которым в дальнейшем применяется операция сдвига. Система теплообмена, полученная в результате такого преобразования диаграммы, позволяет в максимальной степени экономить тепло, однако часто получается более сложной и содержит. большее число теплообменников (рис. 8.9, б). Это вызвано тем, что слияние потоков приводит к их расщеплению. Построение исходной структуры тепдооб-мепной системы производится следующим образом. Тепловая диаграмма может быть разделена на несколько интервалов по оси абсцисс, число которых равно числу монотонных участков на графиках суперпотоков. Для каждого из интервалов выполняется балансовое соотношение и соответствующие потоки могут быть объединены теплообменом. [c.467]

В заключение рассмотрим пример моделирования тенлопере-носа через стенку противоточного теплообменника (элемент теплообменника типа труба в трубе). Схема процесса дана на рис. 3.10, а. Здесь же построена связная диаграмма элемента данной ФХС с учетом тепловой емкости участка стенки (рис. 3.10, б). Этому случаю соответствует следующая система уравнений [c.209]

Как известно, около 30% тепловой энергии при нефтегазо-переработке передается водяным паром. Большинство технологических потребителей пара использует только теплоту его конденсации и возвращает конденсат при температуре насыщения. Поэтому горячий конденсат можно применять для нагрева в теплообменниках технологических потоков, что позволяет использовать примерно 210—250 МДж на 1 т потребляемого пара, а также для подогрева химически очищенной воды и воды для системы промышленной теплофикации. [c.132]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология