6) Составная кривая и сеточная диаграмма при наличии утилитных пинчей.

Допустим, у нас имеются следующие исходные данные:

Нарисуем два горячих потока на температурно-энтальпийной плоскости отдельно друг от друга. Их начальные и конечные температуры сейчас делят температурную ось на три интервала: Т₁-Т₂, Т₂-Т₃, Т₃-Т₄ (рис. 1). В температурном интервале между Т₁ и Т₂ присутствует только один поток — поток 2 и теплота доступная в этом интервале, будет вычисляться выражением ΔН₁=СР₂(Т₁-Т₂) = 0,15х50=7,5 МВт.

В интервале температур между Т₂ и Т₃ присутствуют два потока, поэтому общее изменение теплосодержания потоков в этом интервале можно определить, суммируя индивидуальные изменения теплосодержания потоков, т.е. ΔН₃=СР₂(Т₃-Т₄) = 6х10³ МВт

Далее в температурных интервалах, которые образованы граничными температурами потоков, последовательно откладываются общие изменения энтальпий потоков, как это показано на рис.1, б. В результате мы получим так называемую составную кривую горячих потоков. Построенная нами составная кривая горячих потоков показывает, как происходило бы изменение энтальпии и температуры индивидуальных потоков, если бы они были бы одним потоком, т. е. потоком, у которого потоковая теплоемкость зависит от температуры, а в рассматриваемых температурных интервалах ее можно было бы считать постоянной.

А налогичная процедура позволяет построить составную кривую холодных потоков рассматриваемой задачи (рис.2).

Составные кривые холодных и горячих потоков могут быть нарисованы на одной температурно-энтальпийной плоскости (рис.3). Минимальное расстояние между составными кривыми вдоль оси ординат — температурной оси, определяет ΔТ_мин в теплообменной сети, соответствующей данной температурно-энтальпийной диаграмме, а сама область наименьшего сближения вдоль оси Т – пинчем. (рис.4).

Если рассматривать только те потоки, которые необходимо нагреть или охладить, и отбросить при анализе все оборудование, за исключением теплообменных аппаратов, нагревателей и охладителей, ХТС может быть представлена на сеточной диаграмме. Горячие потоки на сеточной показываются линиями, направленными слева направо в верхней части диаграммы, а холодные потоки – линиями, направленными справа налево в нижней части диаграммы (рис. 5).

На сеточной диаграмме достаточно просто показывается локализация пинча. Он изображается вертикальной линией или двумя параллельными вертикальными линиями, разделяющими сеточную диаграмму на две части, а именно на потоки, принадлежащие подсистеме, находящейся над пинчем и ниже пинча (рис. 6).

Поскольку пинч температуры горячих и холодных потоков отличаются на ΔТ_мин, то и на сеточной диаграмме разделение горячих и холодных потоков происходит на их пинч температурах.

Направленные линии, изображающие технологические потоки на сеточной диаграмме, рисуются в соответствии с изменением температуры потоков, а это легко позволяет при анализе, действующих ХТС идентифицировать теплообменные аппараты, посредством которых теплота переносится поперек пинча, и выполнить проекты, запрещая перенос теплоты через пинч. При использовании сеточной диаграммы изображения теплообменных аппаратов просто передвигаются вдоль потоков и нет необходимости перерисовывать маршрут потоков, что удобно.

Сеточная диаграмма ясно показывает локализацию и значение пинча, позволяет выполнить полный проект без изменения маршрута технологических потоков.