3.4.2 Оценка существующей схемы теплообмена

На первом этапе было необходимо построить композитные кривые горячих и холодных потоков на ЭТД. Это позволило нам оценить максимально возможную теплоту рекуперации. Построение было проведено при помощи Aspen HX-Net v. 2006. Данная программа была выбрана потому, что все расчеты в ней проводятся пинч - методом, с использованием уравнений, описанных выше.

Для сравнения сначала нами были построены композитные кривые, описывающие теплообмен между горячими и холодными потоками по существующей схеме. Результаты представлены в таблице 3.6

Таблица 3.6. Композитные кривые существующей схемы.

Кривая горячих потоков			Кривая холодных потоков
Температура, 0С	Энтальпия, кДж/ч	Температура, 0С		Энтальпия, кДж/ч
350	664000610,7	238		664000610,7
348	662382274,4	184		527360621,1
345	658875351,5	143		431061415,4
299	596047490,5	135		393975960,2
265	541159201,6	78		273901430,7
254	523522415,6	17		159875524
253	523145861,6
243	499818142,2
217	424142660,5
188	342027320,7
185	333466571,6
184	329648613,8
182	321966207,9
174	295478552,4
162	258588733,5
145	207166286,8
127	148524661,8
122	134654727,6
104	92766612,94
100	82688297,43
86	41992113,84
84	37448070,55
73	21286093,02
63	12244004,4
60	9503403,502
44	0

Рисунок 3.1 - Графическое изображение композитных кривых существующей схемы.

Точка пинча:

Теплота рекуперации:

По результатам построения стало ясно, что есть возможность уменьшения минимального сближения температур и за счет этого увеличить максимальную теплоту рекуперации. Также были оценены движущие силы в самих аппаратах. В результате этой оценки было выявлено неравномерное распределение движущей силы по схеме. Таким образом, следующим шагом в усовершенствовании схемы являлась переобвязка существующей схемы таким образом, чтобы разности температур по аппаратам распределялись равномерно и не были меньше минимальной.

На следующем этапе предполагалось увеличение теплоты рекуперации потоков, что заметно увеличивало температуру нагрева нефти. Так, как режим колонны К-1 должен был оставаться неизменным, то было принято решение не менять температуру подачи нефти в колонну К-1. Вместо этого было решено догревать поток отбензиненой нефти, выходящий из низа колонны К-1.

Так как данный поток в исходных данных не задавался, его нужно было смоделировать, используя имеющиеся потоки.

Для этого была произведена оценка группового состава имеющейся в модели нефти (рисунок 3.2).

Рисунок 3.2 - Групповой состав нефти:

- Бензин, 2 - Керосин, 3 - Диз. топливо, 4 - Атмосферный газойль, 5 - Мазут.

Весь бензин условно поделили пополам. Одна половина отгонялась в колонне К-1, а вторая - в К-2. Далее из состава убрали ту часть бензина, которая отогналась в К-1, а оставшееся приняли за 100%. Сделав пересчет, получили групповой состав отбензиненной нефти. Теперь нужно было смешать имеющиеся в нашей модели фракции в нужном соотношении, и вычислить расход.

Полученный поток был рассчитан моделью и добавлен в исходные данные для синтеза оптимальной системы т/о.

Далее было необходимо оценить температуру нагрева отбензиненной нефти. Для этого мы установили минимальное сближение температур композитных кривых: Dtmin=48,90С. При этом условии температура нагрева отбензиненной нефти равнялась 2750С, а теплота рекуперации равнялась 664 ГДж/ч