Обстеження центральної газофракціонуючої установки. Моделювання інтегрованої технологічної схеми, страница 14

Для зниження енергоспоживання в хіміко-технологічній системі (ХТС) необхідне зменшення мінімальної різниці температур DТ_min між теплоносіями в теплообмінних апаратах. Це досягається шляхом зближення складових кривих уздовж энтальпийной осі. Значення DТ_min, яке може бути досягнуте в теплообмінній мережі ХТС визначається як специфікацією теплообмінного устаткування, так і теплофізичними властивостями теплоносіїв, які у свою чергу, звичайно, впливають на вибір специфікації теплообмінного устаткування.

Теплоносіями, що беруть участь у теплообміні на ЦГФУ є фракції легких вуглеводнів, які при температурах поділу поводяться як малов’язкі рідини. Тому для організації додаткового теплообміну можна застосувати високоефективні пластинчасті теплообмінні апарати. У пластинчастих теплообмінниках для легких вуглеводнів може бути досягнута мінімальна різниця температур DT_min = 2 °С. Складові криві для DT_min = 2 °С представлені на рисунку 3.3.

1 – гаряча складова крива, 2 – холодна складова крива.

Рисунок 3.3 – Складові криві процесу поділу ШФЛВ на ЦГФУ,

побудовані для T_min = 2 °С.

З рисунка 3.3 видно, що пінч локалізується на температурі для гарячих потоків, що дорівнює плюс 71 °С, і відповідно для холодних потоків – мінус 69 °С. Складові криві показують, що при досягненні DT_min = 2 °С зникають холодні утиліти, гарячі утиліти при цьому здобувають значення рівне Q_Hmin = 40,151 МВт, що на 4,7 % менше, ніж процес одержує від утилітної системи в цей час. Холодні утиліти зменшуватися на 4,2 % з Q_Cmin = 42,812 МВт до Q_Cmin = 41,026 МВт.

Сіткова діаграма для проекту реконструкції теплообмінної мережі наведена на рисунку 3.4. Теплова інтеграція виконується за рахунок створення двох незалежних підсистем нижче й вище крапки пінча. У підсхемі вище пінча холодні потоки перебувають у тепловому балансі з гарячими потоками й гарячими утилітами. Аналогічно, у системі нижче крапки пінча – гарячі потоки перебувають у тепловому балансі з холодними потоками й холодними утилітами.

Після проведення пінч-аналізу були зроблені розрахунки необхідного теплообмінного обладнання у програмі CAS 2007, що приведені у додатку А.

Короткі характеристики рекуперативних теплообмінних апаратів для системи теплообміну представлені в таблиці 3.2. Оцінка загальної площі поверхні теплообміну дає значення 174,9 м².

Таблиця 3.2 – Основні технічні характеристики теплообмінних апаратів

№ теплообмінника	Гарячий поток			Холодный поток			DTmin	Q, кВт	S, м2
	№	Твх	Твих	№	Твх	Твих
Т1	1	111	104	14	69	69	35	424	13,4
Т2	10	105	71	14	69	69	2	1521	120,0
Т3	10	71	59	11	44	55	2	537	26,6
Т4	9	63	63	11	20	44	19	1191	14,9
Усього:								3673	174,9

Unisim-модель проекту реконструкції енерготехнологічної схеми представлена на рисунку 3.5. Завдяки можливостям програми, можна заходити до підсхеми кожної колони (рисунок 3.6). Операція «Колона» являє собою підсхему, що містить устаткування й потоки, що через потоки обмінюється інформацією з головною схемою. З головної схеми колона представляється єдиним апаратом з живленнями й продуктами.

У підсхемі колони можна працювати, якщо необхідно сфокусувати свою увагу безпосередньо на обраній колоні або, коли необхідно створити колону особливої конфігурації.

Рисунок 3.4 – Сіткова діаграма мережі теплообміну на ЦГФУ

   

К-1                                                           К-2

 

К-3                                                              К-4