Представление сети теплообменных аппаратов

Инженеры-технологи, проектировщики, конструкторы работают с различными технологическими схемами (структурными, функциональными, принципиальными и др.) На таких схемах технологическое оборудование и связи между ним обозначаются унифицированным способом в соответствии с действующими стандартами. Пример такой схемы приведен на рис. 9.22.

На обычной технологической схеме, представленной на рис. 9.22, трудно, но в принципе можно выделить те потоки либо части потоков, которые будут принадлежать подсистеме, находящейся ниже и выше пинча. Пример такого разделения представлен на рис. 9.23.

Рисунок 9.22 – Пример технологической схемы ХТС

Рисунок 9.23 – Пример разделения схемы ХТС

Рисунок 9.24 – Представление технологических потоков и связывающих их теплообменников на сеточной диаграмме: Н – нагреватель; О – охладитель

В итоге получилась достаточно сложная структура. При этом необходимо ещё различать холодные и горячие потоки, а если ХТС будет содержать несколько десятков потоков, то работать с такими системами будет очень сложно. Однако, если рассматривать только те потоки, которые необходимо нагреть или охладить, и отбросить все оборудование, за исключением теплообменников, нагревателей и охладителей, ХТС может быть представлена на сеточной диаграмме. Горячие потоки на сеточной диаграмме показывают линиями, направленными слева направо в верхней части диаграммы, а холодные потоки – линиями, направленными справа налево в нижней части диаграммы (рис. 9.24).

Теплообменные аппараты между технологическими потоками изображаются двумя окружностями на соответствующих потоках. Окружности соединены линиями. Нагреватели и охладители изображают одной окружностью, внутри которой проставляют букву Н или О соответственно. Тепловые нагрузки обычно проставляют ниже изображения теплообменника, а температуры потоков-выше соответствующих линий.

На сеточной диаграмме пинч изображается одной или двумя вертикальными линиями (рис. 9.25), разделяющими сеточную диаграмму на две части, а именно на потоки подсистем выше пинча (левая часть диаграммы) и ниже пинча (правая часть диаграммы). Поскольку пинч температуры горячих и холодных потоков отличаются на D Т _min, то и на сеточной диаграмме разделение горячих и холодных потоков происходит на их пинч температурах.

Направленные линии (стрелки), изображающие технологические потоки на сеточной диаграмме, рисуют в соответствии с изменением температуры потоков. В этом случае при анализе действующих ХТС, легко идентифицировать теплообменные аппараты, посредством которых теплота переносится поперек пинча, и выполнять проекты, запрещая перенос теплоты через пинч (рис. 9.26).

Рисунок 9.25 – Сеточная диаграмма ПИНЧ

Рисунок 9.26 – Варианты сеточной диаграммы

Следует обратить внимание, что направление технологических потоков, изображенных на сеточной диаграмме, противоположно направлению составных кривых на температурно-энтальпийной диаграмме (рис. 9.27).

Если на сеточной диаграмме горячие потоки изображаются идущими слева направо, то составная кривая горячих потоков на температурно-энтальпийной диаграмме имеет обратное направление. Аналогично и для холодных потоков.

Рисунок 9.27 – Сравнение изображения потоков

Такое представление потоков является исторически сложившейся традицией при пинч-анализе, поскольку технологии построения составных кривых и сеточных диаграмм развивались независимо друг от друга.