Pinch analysis summary vn

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệtTrao đổi nhiệt: Dòng lạnh cold stream: dòng cần tăng nhiệt Dòng nóng hot stream: dòng cần giảm nhiệt độ... Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệtTrao đổi nhiệt::

Các nguyên lý cơ bản của tích hợp nhiệt

Do Xuan Truong

truong.doxuan@hust.edu.vn

Tích hợp nhiệt

Ý tưởng?

Chưa tích hợp nhiệt Tích hợp nhiệt

Tiết kiệm năng lượng đồng thời có thể giảm chi phí đầu tư

Tiết kiệm năng lượng có thể giảm chi phí đầu tư hệ thống phụ trợ

Nguyên lý cơ bản của công nghệ Pinch

Nguyên lý cơ bản của công nghệ Pinch

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

Trao đổi nhiệt:

Dòng lạnh (cold stream): dòng cần tăng nhiệt

Dòng nóng (hot stream): dòng cần giảm nhiệt độ

Trao đổi nhiệt:

Cần cấp 180kW bằng hơi

và giải 180kW bằng nước làm lạnh

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

Trao đổi nhiệt::

Có thể giảm năng lượng tiêu tốn?

Có, bằng cách sử dụng thiết bị trao đổi nhiệt giừa dòng nóng và dòng lạnh

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

1 Đồ thị nhiệt độ - Enthalpy

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

Định nghĩa: CP: dòng nhiệt dung, Cp: nhiệt dung riêng, Q: lượng nhiệt trao đổi

1 Đồ thị nhiệt độ - Enthalpy

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

Quy ước biểu diễn đồ thị T

= (1/CP)*ΔH

- Biểu diễn Không cần qua gốc

tọa độ, có thể di chuyển song song bằng cách + ΔH

- Đường nóng phía trên, bắt đầu

từ ΔH=0

- Khi di chuyển đường lạnh thì

Δtmin sẽ thay đổi.

- Δtmin: khoảng cách ngắn

nhất giữa đường nóng và lạnh: gọi là điểm thắt.

1 Đồ thị nhiệt độ - Enthalpy

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

1 Đồ thị nhiệt độ - Enthalpy

Cách vẽ các đường nóng, lạnh với hệ nhiều dòng nóng và lạnh:

- Chia các khoảng nhiệt độ

- Tính tổng ΔH cho từng khoảng của từng các dòng nóng

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

1 Đồ thị nhiệt độ - Enthalpy

Ví dụ hệ 2 dòng nóng và 2 dòng lạnh

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

1 Đồ thị nhiệt độ - Enthalpy

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

- Lượng nhiệt trao đổi = lượng nhiệt thu hồi tối đa ứng với từng Δtmin

- Lượng nhiệt nguồn nóng

- Lượng nhiệt nguồn lạnh

- Tuy nhiên không cho biết được cách kết nối các dòng, các thiết bị trao đổi nhiệt và lượng nhiệt trao đổi.

- Muốn biết các dòng sắp xếp như thế nào dùng phương pháp mạng

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

4 Thiết kế mạng trao đổi nhiệt

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

4 Thiết kế mạng trao đổi nhiệt

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

4 Thiết kế mạng trao đổi nhiệt– Trên điểm thắt

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

4 Thiết kế mạng trao đổi nhiệt– Trên điểm thắt

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

4 Thiết kế mạng trao đổi nhiệt– dưới điểm thắt

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

4 Heat exchanger network design

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

4 Thiết kế mạng trao đổi nhiệt– Tổng kết

Chia bài toán thiết kế mạng trao đổi nhiệt thành 2 bài toán độc lập, trên điểm thắt và dưới điểm thắt Sử dụng 3 quy tắc vàng.

- Trên điểm thắt kết nối dòng nóng và dòng lạnh thỏa mãn đk

- Dưới điểm thắt kết nối dòng nóng và dòng lạnh thỏa mãn đk

- 2 quy tắc trên chỉ ứng dụng tại lân cân điểm thắt Xa

điểm thắt không cần, nhưng phải kiểm tra.

- Kết nối các dòng sao cho lượng nhiệt trao đổi là lớn nhất

Thu hồi nhiệt và trao đổi nhiệt

4 Thiết kế mạng trao đổi nhiệt– Tổng kết

Stream splitting and cyclic

matching

Chia dòng

Ngoài yêu cầu về dòng nhiệt dung, còn yêu cầu về số nhánh.

Stream splitting and cyclic

matching

Stream splitting

However, above the pinch, we have 2 hot streams and 1 cold stream So,

Stream splitting and cyclic matching

Stream splitting

Stream splitting and cyclic matching

Stream splitting

Stream splitting and cyclic matching

Stream splitting

Stream splitting and cyclic matching

Stream splitting