(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210773709.X (22)申请日 2022.07.01 (71)申请人 西南石油大 学 地址 610000 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 彭星煜　葛枫　任阳　夏炜　 易建国　廖邓　颜珂　 (74)专利代理 机构 成都瑞创华盛知识产权代理 事务所 (特殊普通合伙) 51270 专利代理师 辜强 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/18(2020.01) G06Q 50/06(2012.01)G06F 111/04(2020.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 基于热力学分析夹点技术的天然气换热网 络优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于热力学分析夹点技 术的天然气换热网络优化方法， 包括如下步骤： S1、 提取天然气处理厂换热网络的冷热物 流建立 换热网络模型； S2、 基于夹点技术分析确定换热 网络模型的最小温差ΔTmin、 夹点位置及存在违 反夹点设计原则的问题， 发现冷热能利用的缺 陷； S3、 基于热力学分析换热网络模型优化潜力， 基于热力学第一定律的传热有效度可反映换热 器所传递热量的相对大小， 同时结合基于热力学 第二定律的 效率可从能量品质高低评价换热 器换热过程的能效水平， 两个指标对天然气处理 厂换热网络的换热过程能效水平进行评价； S4、 结合夹点技术换热网络准则， 在工艺存在限制的 范围内， 应用夹点技术合理匹配冷热物流， 优化 天然气处 理厂换热网络。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 115081288 A 2022.09.20 CN 115081288 A 1.一种基于热力学分析夹点技术的天然气换热网络优化方法， 其特征在于， 包括如下 步骤： S1、 提取现行天然气处 理厂换热网络的冷热物流建立现行 换热网络模型； S2、 基于夹点技术分析确定现行换热网络模型的最小传热温差ΔTmin、 夹点位置及存 在违反夹点设计原则的问题， 发现 现行天然气处 理厂冷热能利用的缺陷； S3、 基于热力学分析现行换热网络模型优化潜力， 基于热力学第一定律的传热有效度 可反映换热器所传递热量的相对大小， 同时结合基于热力学第二定律的 效率可从能量品 质高低评价换热器换热过程的能效水平， 两个指标对现行天然气处理厂 换热网络的换热过 程能效水平进行评价； S4、 结合夹点技术换热网络准则， 在工艺存在限制的范围内， 应用夹点技术合理匹配冷 热物流， 优化现行天然气处 理厂换热网络。 2.根据权利要求1所述基于热力学分析夹点技术的天然气换热网络优化方法， 其特征 在于， 在步骤S2中采用换 热面积和操作费用确定最小传热温差 ΔTmin。 3.根据权利要求2所述基于热力学分析夹点技术的天然气换热网络优化方法， 其特征 在于， 在步骤S2中利用Aspen  Energy Analyzer软件， 通过组合曲线法直接求 解夹点温度。 4.根据权利要求3所述基于热力学分析夹点技术的天然气换热网络优化方法， 其特征 在于， 在步骤S4中结合夹点匹配原则， 夹点之上的热源不应供给夹点之下的热阱， 在 优化现 行天然气处理厂 换热网络时从夹点处将换热网络分为两个子网络， 从夹点处分别向夹点之 上和夹点之下合成。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115081288 A 2基于热力学分析夹点技术的天然气换热网 络优化方 法 技术领域 [0001]本发明涉及天然气换热网技术领域， 特别是一种基于热力学分析夹点技术的天然 气换热网络优化方法。 背景技术 [0002]换热网络优化是能量最大化回收、 节能降耗的重要研究手段。 目前的换热网络优 化方法在对天然气处理厂能耗情况进行分析优化时， 存在一定的缺陷。 比如不能很好地分 析过程中系统能量损耗情况， 不能合理匹配冷热物流， 提高系统热回收。 且对于多目标优 化， 换热网络复杂， 增 加了优化 求解的难度。 发明内容 [0003]为解决现有技术中存在的问题， 本发明提供了一种基于热力学分析夹点技术的天 然气换热网络优化方法， 以热力学原理和夹点分析方法为基础， 发掘 工艺设备冷热能利用 优化潜力， 发现换热网络不合理缺陷， 在尽量不改变天然气处理厂工艺和设备的情况下， 在 工艺间存在限制的范围内， 应用夹点技术合理匹配冷热物流， 减少公用工程能量损耗， 提高 系统热回收， 最大程度上 经济有效的优化现行工艺换 热网络。 [0004]本发明采用的技 术方案是： [0005]一种基于热力学分析夹点 技术的天然气换 热网络优化方法， 包括如下步骤： [0006]S1、 提取现行天然气处 理厂换热网络的冷热物流建立现行 换热网络模型； [0007]S2、 基于夹点技术分析确定现行换热网络模型的最小传热温差ΔTmin、 夹点位置 及存在违反夹点设计原则的问题， 发现 现行天然气处 理厂冷热能利用的缺陷； [0008]S3、 基于热力学分析现行换热网络模型优化潜力， 基于热力学第一定律的传热有 效度可反映换热器所传递 热量的相对大小， 同时结合基于热力学第二定律的 效率可从能 量品质高低评价换热器换热过程的能效水平， 两个指标对 现行天然气处理厂 换热网络的换 热过程能效水平进行评价； [0009]S4、 结合夹点技术换热 网络准则， 在工艺存在限制的范围内， 应用夹点技术合理匹 配冷热物流， 优化现行天然气处 理厂换热网络。 [0010]优选的， 在步骤S2中采用换 热面积和操作费用确定最小传热温差 ΔTmin。 [0011]优选的， 在步骤S2中利用Aspen  Energy Analyzer软件， 通过 组合曲线法直接求解 夹点温度。 [0012]优选的， 在步骤S4中结合夹点匹配原则， 夹点之上的热源不应供给夹点之下的热 阱， 在优化现行天然气处理厂换热网络时从夹点处将换热网络分为两个子网络， 从夹点处 分别向夹点之上和夹点之下合成。 [0013]本发明的有益效果是： [0014]1、 本方法以热力学原理和夹点分析方法为基础， 发掘工艺设备冷热能利用优化潜 力；说　明　书 1/5 页 3 CN 115081288 A 3