1、最搀栀琀洀氀仄栀颒/C前台访问/list.html14.120.130.260最瀀栀琀洀氀仄葒/Mi前台访问/p-1916892.html47.101.165.1660勈嚄儀洀猀椀琀攀洀愀瀀栀琀洀氀仄/Mc前台访问/p-2808425.html54.36.149.40%匀焀眀愀瀀搀栀琀洀氀仄瀀/Mi前台访问/d-1923045.html185.191.171.180剣觶欀瀀栀琀洀氀仄葒/Me前台访问/p-2815671.html54.36.148.990%匀焀眀愀瀀搀栀琀洀氀仄葒懲/Mk前台访问/p-2856190.html220.181.108.1140勈嚄椀瀀栀琀洀氀仄5Qkwap前台访问
2、/d-505128.html39.105.128.720勈嚄銰喘欀蔀琀愀最焀甀愀渀氀椀礀甀砀椀愀渀最栀甀礀椀氀愀椀栀琀洀氀仄/Mk前台访问/p-2735374.html123.183.224.1740勈嚄銰喘椀瀀栀琀洀氀仄5Smwap前台访问/d-2861558.html116.179.32.680攀瀀栀琀洀氀仄耀/Mi前台访问/p-2736597.html123.183.224.640攀瀀栀琀洀氀仄宣/Mg前台访问/p-2873303.html23.102.16.1050剢%剢攀眀愀瀀琀愀最栀琀洀氀仄宣/Mk前台访问/p-2729326.html123.183.224.1700勈嚄犰最搀栀琀
3、洀氀仄/Mi前台访问/p-1990272.html185.191.171.150椀瀀栀琀洀氀仄尀5Qmwap前台访问/p-580589.html39.105.118.2170勈嚄犰攀瀀栀琀洀氀仄蠀/Mg前台访问/p-2504738.html207.46.13.1030勈嚄銰喘椀瀀栀琀洀氀仄5Sqwap前台访问/p-2729981.html220.181.108.1200剣欀瀀栀琀洀氀仄/Mk前台访问/p-1116709.html220.181.108.1090椀瀀栀琀洀氀仄舃掲5Iawap前台访问/daka.html1.65.152.1390聠儀漀眀愀瀀瀀栀琀洀氀仄葒/Mi前台访问/p-163
4、9063.html185.191.171.110聠最蔀眀愀瀀漀漀欀刀攀愀搀愀猀瀀砀椀搀仄5Mgwap前台访问/n-5516.html203.208.60.290最瀀栀琀洀氀仄5Sowap前台访问/d-2826937.html116.179.32.2080勈嚄銰喘夀甀琀愀最栀攀搀愀漀戀愀漀樀椀攀栀琀洀氀仄退/Mi前台访问/p-2843682.html220.181.108.830霰喘最瀀栀琀洀氀仄/Mi前台访问/d-2871159.html220.181.108.750义圀猀琀愀最秿甀欀攀爀愀渀栀琀洀氀仄宣/Mg前台访问/p-2874384.html116.179.32.250儀洀眀愀瀀瀀栀琀洀
5、氀仄宣/Mg前台访问/p-2841446.html54.36.148.2370%椀瀀栀琀洀氀仄葒汖跲/Me前台访问/d-1719449.html40.77.167.620%欀瀀栀琀洀氀仄/Mg前台访问/p-1811871.html185.191.171.80%匀洀眀愀瀀搀栀琀洀氀仄葒57Swap前台访问/117.61.242.1410嵀诂韀最瀀栀琀洀氀仄/Gc前台访问/n-5343.html114.44.159.2340椀瀀栀琀洀氀仄葒瑖/Mk前台访问/p-2738460.html123.183.224.1730椀搀栀琀洀氀仄5Gcwap前台访问/c-0.html116.179.32.1450
6、勈嚄劰瓍匀洀眀愀瀀瀀栀琀洀氀仄倀宣/Mi前台访问/p-2718861.html185.191.171.230愀瀀栀琀洀氀仄宣/Me前台访问/p-2829669.html54.36.148.440欀搀栀琀洀氀仄宣/Mg前台访问/p-2873296.html1.193.130.1250呖开甀漀漀欀刀攀愀搀愀猀瀀砀椀搀一仄葒塖颒/Ke前台访问/d-756955.html185.191.171.30椀瀀栀琀洀氀倀仄/a前台访问/BookRead.aspx?id=28732961.193.130.1250最瀀栀琀洀氀刀仄5Sowap前台访问/d-2876355.html220.181.108.880欀搀
7、栀琀洀氀点就是结焦问题，结焦即为焦油石墨化的过程3。在荒煤气降温时，其中的焦油蒸汽遇冷析出，其冷却温度越低，焦油析出量就越大。当液态焦油再次遇到高温环境时（如辐射传热），焦油就会发生热解和热缩聚生成石墨。温度越高，石墨层积量越多，最终会恶化传热系数，降低热回收效率4。1.1.3 荒煤气应用价值从荒煤气自身来说，其经冷却和用各种吸收剂处理后可以得到焦油、氨、萘、粗苯等多种化学产品，并能得到净焦炉煤气，可用来发电，制氢等5。石油的使用年限只有几十年，而煤的使用年限估计在几百年，因此炼焦化学受到各国普遍重视6。我国已经从焦炉煤气、粗笨、煤焦油中提取了百余种产品，因此荒煤气的利用会日趋合理而高效地发展
8、。荒煤气中蕴含着大量的显热7，在焦炉生产过程中，焦炉荒煤气的带出热（中温余热）占焦炉支出热的 36%。而对荒煤气的显热回收利用尚处于研发或者工业化应用的初49期阶段。在节能减排和环境治理的大背景下，对二次能源的回收利用具有良好的发展前景。1.2 荒煤气热量回收方法煤干馏产生的荒煤气中蕴含着大量热量，对荒煤气带出的显热加以回收，对于我国在节约能耗，提高经济效益方面的意义有很强的重要性。国内外许多企业都进行过相关技术的开发，但其存在众多工业化难题8，如安全性差、易结焦、漏油等。现有的余热回收技术如下文所述。1.2.1 上升管汽化冷却技术在 20 世纪 70 年代，国内首创了上升管汽化技术冷却技术（
9、即 JSQ 技术）。该项技术首先在首钢、太钢投入使用。其具有投资少，运行费用低等优点。流程图如下：图 1.1上升管汽化冷却装置简图8该项技术的主要流程如下9：在上升管的外壁面上，焊接一个环形的夹套，水与荒煤气在夹套内换热，使得煤气的温度降到约 450500，水在吸收荒煤气的热量后，变为汽水混合物，经过夹套上部排出。再通过管道输送至后续汽包，汽水混合物在汽包内分离后，所产生的低压饱和蒸汽（0.40.7MPa）供外部使用，而水则会通过管道进行循环使用，并定期补水排污。该技术有较大缺点，其回收的热量较少，回收的低压饱和蒸汽利用途径受限。且结焦现象较为严重。同时，腐蚀、漏水等问题对锅炉正常操作产生了很
10、大危害。因此在运行时间不久后，各家企业均逐渐停止使用，此技术被迫停滞。近些年来，随着科技的不断发展，龙冶公司10通过研发无缝合金、纳米衬层和自洁材料，成功让新型上升管换热内壁具备了防漏水、防结石墨及防挂焦油的功能。其在三钢闽光焦化厂的焦炉上升管换热装置已成功并网生产并通过验收，并实现了无人操作。南京沪友冶金机械有限公司开发出 HYWHR 型焦炉荒煤气换热器11，同样达到了相同目的，且换热效率有了明显提高。1.2.2 导热油夹套技术导热油-联苯醚回收荒煤气显热的技术由日本新日铁公司于 1982 年开发9，将回收的热量用于炼焦煤的干燥。2006 年，济钢也进行了相关实验且效果较好。上升管夹套结构与
11、我国的汽化上升管类似，区别在于其吸收显热的介质是导热油而不是水，导热油通过泵送循环使用。上升管结构如图 1.2 所示。图 1.2上升管回收荒煤气显热示意图9该技术安全性高，结焦现象较轻，但其投资和运行费用也较高，此外，导热油泄露会造成较严重的污染。1.2.3 热管式换热技术宝钢梅山钢铁公司的陈小芸等人12开展了利用分离式热管技术回收荒煤气显热的相关实验。高温热管技术流程如下：800左右的荒煤气直接进入上升管，通过辐射传热将热量传给高温钾热管，离开上升管时温度降至 500左右。上升管内的钾热管吸收辐射热，并将热量传给上升管外部的冷凝端，使联箱中的水汽化并放出热量。联箱中的水汽化后通过汽水上升管进
12、入锅炉，进行汽水分离。示意图如图 1.3 所示。该技术采用高温热管，能够保证热管壁温在荒煤气焦油露点之上，不会产生结焦问题。且钾蒸汽量较小，即使热管破坏，也不会造成安全事故。但高温热管相对造价较高。图 1.3高温热管荒煤气余热回收流程图121.2.4 废热锅炉换热技术废热热锅炉回收荒煤气热量技术由济钢和中冶焦耐合作研发7。具体改造为：在上升管附近增设一台余热锅炉，在上升管水封盖处增设三通导出管，将 750左右的荒煤气引出经管道送入余热锅炉，荒煤气加热余热锅炉给水，产生过热蒸汽，使得荒煤气温度降至 300，该余热锅炉流程图见图 1.4。图 1.4余热锅炉荒煤气热量回收流程图81.3 换热器流程模
13、拟简介换热器在化工、能源、动力、冶金等工业部门中有着广泛应用。为了节能和提高能量利用效率，对换热器内部的传热过程与传热强化的研究具有重要意义。传统的实验研究方法周期较长，且受到实验方法和测量仪器等诸多方面因素影响。随着计算机的发展， 软件模拟在换热器的设计研究中越来越深入。软件模拟成本低、速度快、重复性好，已成为换热器研究重的一个重要手段13。流程模拟软件的研发起源于上世纪 50 年代中期14，经过二十多年的发展，在 80 年代技术逐渐达到成熟。目前市场中较流行的流程模拟软件主要有 Aspen Plus、Process、HYSIM、ChemCAD、Design II 等，我国均有引进。但 As
14、pen Plus 以其强大的功能愈发受到科研人员的偏爱。本文中选用 Aspen Plus 来完成换热器的模拟工作。Aspen Plus 是全世界公认的标准大型流程模拟软件，它具有动态模拟、化工设计、灵敏度分析、优化等多项功能，拥有一套非常完整的单元操作模块，深受广大科技工作者喜爱。在传热问题和换热器设计中， Aspen Plus 有多个传热单元模块可供选用15。各模块及其功能特点如下表所示。表 1.1Aspen Plus 换热模型16换热模型说明目的使用对象Heater加热器、冷却器确定出口物流状态冷凝器、冷却器、加热器等HeatX两股物流的换热器在两股物流间换热两股物流的换热器，根据几何尺寸
15、核算管壳式换热器MHeatX多股物流的换热器在多股物流间换热多股热流和冷流换热器，两股物流的换热器，LNG 换热器Hetran管壳式换热器提供 B-JAC Hertran 管壳式换热器程序界面管壳式换热器，包括釜式再沸器Aerotran空冷换热器提供 B-JAC Aerotran空冷换热器程序界面错流式换热器，包括空气冷却器上述模型中，HeatX 模块可对大多数双物流换热器进行简捷计算或详细计算。简介计算可使用较少的数据量来模拟换热器，并不需要其实际尺寸结构等具体参数。而详细计算可根据给定的几何结构和流动情况计算传热面积传热系数，压降等参数。图 1.5HeatX 模型图国内对管壳式换热器的流程
16、模拟优化有较多成果，东北大学的王晓东16采用了甲醇溶液-空气的换热组合。研究了折流板与折流杆两种折流结构下换热性能的优劣。并进一步探索了不同换热管类型、管间距和管排列方式等对传热系数的影响。李保红等人详细介绍了采用二氟二氯甲烷和乙二醇换热的换热器设计流程17。他们先采用 Heater 模型简单计算出换热器热负荷，再采用 HeatX 模型中的 Detailed 计算类型进行了严格核算，并利用 Aspen Plus 对核算结果作了进一步优化。张庆印等18做了脱碳工艺中的管壳式换热器的设计与优化，最终使得换热面积裕量减小了 17.294%，有效地达到了节能优化的目的。大连理工大学的奚俊男19在 PI
17、KAIA 遗传算法的基础上，利用 Aspen Plus 中的ActiveX 接口，实现了结合了 Aspen Plus 的遗传算法程序，从而对换热器的设计进行优化，经过优化后换热面积相对于文献结果减少了 17.34%。1.4 本文研究内容本文主要研究了以下几个方面的内容:（1） 结合 Aspen Plus 软件，对荒煤气组成及性质进行了分析。并利用 Aspen Plus中的 Detailed 换热器模型设计出废热锅炉具体结构参数，以及进行相关校核。（2） 根据所得得废热锅炉具体参数，对废热锅炉进行了初步结构设计。（3） 对废热锅炉做了相关机械设计，并由此绘制出其装配图。（4） 利用 Aspen
18、Plus 软件，分析了冷流股进口温度与流量对锅炉热负荷，传热面及汽化率的影响。2 废热锅炉工艺设计文中采用 Aspen Plus 软件对荒煤气余热回收换热器进行初步设计。在设计中采用HeatX 换热器模块中的 Detailed 模型进行设计。本章将从荒煤气成分分析，换热器初步设计以及换热器设计优化三个方面展开。2.1 荒煤气成分分析荒煤气主要由干煤气、水汽和其他杂质组成20。此处根据文献中数据来源21，荒煤气中的其他杂质含有煤焦油，其组成十分复杂。为方便后续工作，将荒煤气分为干煤气、其他杂质（包括水汽）、煤焦油三个部分分析。2.1.1 干煤气组成分析干煤气是荒煤气中的轻组分，是荒煤气净化的最终
19、产物。其产率和组成一般与装炉煤的质量和操作条件有关。干煤气约占荒煤气总质量的 48%。详细组成见表 2.1。表 2.1干煤气的实际组成具体组分质量分数/%摩尔分数/%CH438.812.6CO15.676.0N213.065.0CO212.313.0H210.5856.7C2H45.222.0O22.398.0C3H61.965.02.1.2 其他杂质组成分析其他杂质约占荒煤气总量的 40%，且大部分为水。杂组成见下表。表 2.2荒煤气中杂质组成具体组分质量分数/%H2O88.82C6H67.40NH32.26H2S1.512.1.3 煤焦油组成分析煤焦油约占荒煤气总量的 12%，它的组成比较
20、复杂22，但是其大部分组成的含量都较低。其组成一般被分为两个部分23：一部分是确定的轻组分，另一部分为无法确定的组分，称为沥青。模拟中使用的轻组分的具体组成见下表。表 2.3煤焦油中确定的轻组分组成编号确定组分质量分数/%编号确定组分质量分数/%1甲苯0.25171,2-苯并菲1.002二甲苯1.0018吡啶0.033茚0.30192-甲基吡啶0.024四氢化萘0.3020喹啉0.305萘12.0021异喹啉0.1061-甲基萘1.20222-甲基喹啉0.1072-甲基萘1.8023吲哚0.208联苯0.4024咔唑2.009二甲基萘1.2025吖啶0.6010苊2.5026苯酚0.5011芴
21、2.0027邻甲苯酚0.2012蒽1.8028间甲苯酚0.4013菲6.0029对甲苯酚0.2014甲基菲1.1030二甲苯酚1.4015荧蒽2.5031二苯并呋喃1.3016芘2.0032硫茚0.40在煤焦油中，较为复杂的沥青组分采用石油化工中的虚拟组分法进行表征。虚拟组分法是把石油或石油组分按照沸程分为一系列窄馏分，馏程一般为 10 到 50。再把每一个窄馏分当作一种虚拟组分，常沸点和组成在 TBP 曲线的切割过程中定义，基本物性在 TBP 蒸馏实验中测定。而对于其他的重要物性，如分子量和临界性质等，则通常由物性经验关联式得到。在接下来的工艺模拟中，把已经分割的虚拟组分当作真实组分来看待，
22、用相应的物性方法计算所需要的各种数据，具体物性方法分析及选择见 2.2.3 节内容。对于要分析的虚拟组分，Aspen Plus 需要一组至少四个点组成的蒸馏曲线和比重或者 API 重度作为基础15。煤焦油沥青的密度为 1.251.35 g/cm3,在本文的模拟中沥青比重取 1.3g/cm3。由文献所得武钢煤焦油热重分析数据见下表。表 2.4本文模拟所用沥青 TBP 数据24质量分数/%温度/0.81001.922008.7930018.0935032.8640048.4145059.2950064.9355068.80700经 Aspen Plus 模拟所得的虚拟组分及其部分物性如表 2.5
23、所示。表 2.5虚拟组分表虚拟组分平均标准沸点API 重度比重分子量临界温度/临界压力/MPaPC269C268.51-0.151.08174.80522.173.13PC281C280.86-1.131.09183.25534.973.03PC295C294.91-2.211.09193.11549.432.91PC309C309.08-3.271.10203.32563.912.80PC323C323.05-4.281.11213.63578.092.70PC337C336.68-5.241.12223.90591.832.61PC350C350.14-6.151.13234.24605.
24、312.52PC364C364.41-7.091.14245.39619.512.44PC378C378.19-7.981.15256.31633.132.36PC392C391.84-8.831.15267.28646.542.28PC406C405.96-9.681.16278.74660.342.21PC420C419.69-10.491.17289.98673.672.15PC440C439.88-11.651.18306.62693.132.05PC467C467.49-13.151.20329.43719.491.94PC498C497.65-14.721.21354.18747.
25、951.82PC520C520.17-15.831.22372.35768.991.74PC551C550.62-17.281.24396.23797.171.64PC579C579.11-18.561.25417.55823.261.56PC607C607.08-19.771.27437.23848.631.48PC635C634.85-20.921.28455.27873.581.41PC677C676.78-22.581.30479.13910.851.32PC732C732.26-24.621.32503.26959.431.21PC788C788.03-26.521.35517.64
26、1007.471.11PC1582C1581.53-44.351.6277.301679.150.472.2 废热锅炉初步设计与优化2.2.1 流股基本数据由文献中21可得，换热器流股基本数据如下表 2.6流股数据表流股类别流股成分流量/(kg/h-1)进口压强/MPa进口温度/出口温度/热流股荒煤气2487.60.1650350冷流股水76004.0200-2.2.2 传热系数的确定荒煤气废热锅炉的实质是一台管壳式换热器，其中荒煤气走管程，水走壳程。换热器的设计中，传热系数的确定对后续设计有很大影响。由化工原理教材25可得如下公式（总传热系数以外表面积为基准）：1 = 1 + R+ b do
27、 + R do +1 do（2.1）Kaoldi dadomiii式中， K 总传热系数，W (m2 )ao /a i 管外/内流体对流传热系数，W(m2 )R / R 管外/内表面污垢热阻， m2 Woidi / do / dm 管内径/外径/对数平均直径， ml 管壁热导率，Wb 管壁厚， m(m )为求总传热系数 K，需分别确定ao ，a i 等相关数值，因此，本文接下来将对相关数值求取作进一步说明。（1） 换热管几何尺寸及热导率由于荒煤气流量较大且可能出现结焦现象，故令荒煤气走管程，水走壳程。结合换热器设计标准 ， 换热管选择 f573.5mm的碳钢管，查资料得其热 导 率l = 38
28、.31W(m K ) 。而对于dm ，有dm =do - di（2.2）综上可得换热管几何尺寸如表 2.7。表 2.7换热管几何尺寸表外径 do/mm内径 di/mm对数平均直径 dm/mm575053.4（2） 管内传热系数a i管内荒煤气的传热系数计算较为复杂，主要包括荒煤气的强制对流传热与荒煤气部分成分的辐射传热。则管内传热系数可表示为26ai = aCi +aRi（2.3）式中，aCi 管内强制对流传热系数，W(m2 K )aRi 管内辐射传热系数，W(m2 K )下文将对aCi 、aRi 分别进行分析计算。A. 管内强制对流传热系数aCi管程走热流体荒煤气，假定其在管中流速为 27.
29、5m/s，进口温度为 650，出口温度为 350，求取传热系数时取定性温度为二者平均值 500。根据 Aspen Plus 物性估算， 得出荒煤气在 500下的物性数据如下表。表 2.8500荒煤气物性数据表密度/(kg/m3)粘度(Pas)导热系数/(W/mK)比热容/(J/kgK)0.20912.88 10-50.16743124.34由以上数据，根据下列公式，可计算出管内传热系数aCi 为 101.2WRe = diurhPr = cphlNu = hdlNu = 0.023Re0.8 Pr0.3(m2 K ) 。（2.4）（2.5）（2.6）（2.7）式 2.6 中的特征尺寸取换热管内
30、径 di，式 2.7 的应用条件为：Re104，0.6Pr 50 ，流体粘度h 2 10-3 Pa s 。B. 管内辐射传热系数aRi荒煤气中，分子结构对称的双原子气体如 H2、O2、N2 几乎没有吸收和发射能力， 可视为透热体。但不对称的双原子或多原子气体，如水蒸气、CO2、CO、H2S、NH3、甲烷，烃类等气体，则具有相当大的发射和吸收率。在荒煤气废热回收过程中其温度高达650，因此荒煤气的辐射传热不可忽视。荒煤气的组成中，会发生辐射传热的气体主要为水蒸气、甲烷、CO2、CO、和乙烯。其含量分别为 35.53%、18.63%、7.52%、5.91%和 2.51%。其余烃类组分和具有辐射特性
31、的气体分子由于含量太低，忽略不计。由文献中26可得管内传热系数aRi 的计算公式可简化为se (T 4 - T 4 )(1+ e )a=gi11（2.8）Ri2(T - T )i1式中，aRi 管内辐射传热系数，W(m2 K )o 黑体辐射常数，为5.67 10-8 We g 气体辐射率，无量纲e1 壁面辐射率，无量纲Ti 气体温度，KT1 壁面温度，K(m2 K 4 )上式中壁面温度按照水温考虑，e g 、e1 的值可由文献中确定27，根据上述公式分别求出进出口位置管内辐射传热系数，最终管内辐射传热系数aRi 取二者算数平均值，其值为7.7W(m2 K )。综上所述，管内传热系数a i 的值
32、为 108.9W（3） 管外传热系数ao(m2 K ) 。管外冷流体为水，流量为 7600 kg h ，进口温度为 200，出口温度假设为 250， 则其定性温度为 225，物性数据同样由 Aspen Plus 估算得出，水的相关物性数据见表2.9。表 2.9225水物性数据表密度/(kg/m3)粘度(Pas)导热系数/(W/mK)比热容/(J/kgK)835.691.20 10-40.64566419.29由公式 2.32.6，计算得出管外传热系数ao 为 911.37W（4） 换热管污垢热阻 Ro / Ri(m2 K ) 。管外侧为水，管内测为烟道气，换热管的污垢层厚度不易得出，同时其热导
33、率也难以估测，因此在实际应用中通常由经验来确定换热管的污垢热阻28。按照所查经验值29取管外热阻为 R =2.6 10-4m2 K W -1 ，取管内热阻为 R = 1.72 10-4m2 K W -1 。oi结合以上分析计算，由公式 2.1 可求得传热系数 K 为 82.49W(m2 K ) 。2.2.3 模拟物性选择依据在采用 Aspen 的模拟过程中，热力学性质的相关计算在所有的单元操作中几乎都不可避免，主要有相平衡常数、逸度系数、临界参数、Gibbs 自由能等。只有采用了合适的物性方法，所得的模拟结果才有准确可靠的可能。但是至今为止尚没有一种物性方法具有普遍的适用性，因此在实际模拟操作
34、过程中，选择适当的物性方法是非常重要的。因此在实际选择时，需要结合实际情况，选择最适合的方法。Aspen Plus 软件中所采用的热力学计算模型大体上主要有两大类15：一类是状态方程模型，如 SRK 方程、PR 方程等；第二类适用于高度非理想体系的活度系数模型，如WILSON、NRTL、UNIQUAC、Van Laar 方程等。除此之外，还有 BK10 等模型，其用于低压下理想碳氢混合物体系的蒸汽压计算。在本文所进行的荒煤气废热回收工作中，荒煤气的温度在 300650之间，其中的轻组分约占 90%，在体系中居于主导地位，此外，荒煤气中还含有部分 H2、H2S、NH3 等组分。并且荒煤气的煤焦油
35、中含有大量虚拟组分与芳香结构。以上特点在物性方法的选择中需考虑。结合以上工况的要去，本工作采用 NRTL 方程，为模拟的物性方法。NRTL 方程适用于强非理想混合物系统和极性与非极性物系，可以用于计算液液、气液之间的相平衡过程。2.2.4 废热锅炉设计计算本节中设计换热器的思路如下：先使用 Aspen Plus 中换热器 HeatX 模块的 Shortcut模型得出换热器热负荷和冷流股出口温度，再根据热负荷、对数平均传热温差，结合上文中求出的传热系数，从而得出换热面积，进一步求出换热管的具体数量。接着继续使用 Aspen Plus 中换热器 HeatX 模块的 Detail 模型，进行换热器的
36、参数设计与几何设计， 最终得出换热器的相关参数。（1） Shortcut 模型简捷计算换热器流程比较简单，示意图如图 2.1 所示。H1、H2 流股分别是热物流入口流股与出口流股，同理，C1、C2 流股是冷物流入口流股与出口流股。输入相应已知参数后运行模拟程序，得出热负荷F= 688.37kW ，冷流股出口温度tc2 = 250.4。图 2.1废热锅炉模拟流程图由以上结果，结合公式 2.92.11，可以求得传热面积 A= 32.72 m2 。F=KADtm（2.9）Dtm= (th1 - tc 2 ) - (th 2 - tc1 )（2.10）n =Ap do L （2.11）由上文可得所选换热管尺寸为f573.5mm ，管长为4.5m ，根据公式 2.9 可求得管数 n=40.6，圆整后取n = 41根。（2） Detailed 模型详细计算根据以上设计条件，采用 Aspen Plus 中换热器 HeatX 模块的 Detailed 模型进行换热器的精确设计。计算中根据恒定传热系数的方法来完成设计。2.2.5 废热锅炉优化及校核（1） 传热面积优化根据模拟中可得，所需传热面积为 26.77
