种不同情况，反映出在非 线性温焓物性的影响下换热网络中可回收利用的热流量的大小和方向随温度的两种不同 分布情况。极大值点对应于可用热量随温度的降低呈现先增大后减小的分界点；极小值点 对应于可用热量随温度的降低呈现先减小后增大的分界点。当出现极大值点时，在高于极 大值点的温区，存在多余的热量可供较低温区回收利用，可以进行系统内部的热量回收；当 出现极小值点时，在高于极小值点的温区，需要从外界吸收热量才能满足该温区的热量需 求，该温区无法向低温区提供多余的热量，不能进行系统内部的热量回收利用。所以极大值 和极小值两种情况将带来不同的可用热量和累积热量随温度的分布关系，进而产生不同的 冷公用工程能耗需求，必须加以区分和单独处理。
[0046] 本发明的有益效果为：1、该方法基于流体的实际物性，采用流体实际的温焓物性 关系确定可用热量随温度的分布，相比传统方法，可以获得可靠的热流量计算结果；2、该方 法根据非线性物性对局部温区可用热流量的大小和方向的影响，将整个温度区间划分为一 系列热流量随温度单调变化的子区间，而传统方法无法确定非线性对热量集成的影响；3、 对包含非等温相变流体、近临界流体等非线性温焓关系流体的换热网络，该方法可以正确 地估计换热网络的最小公用工程能耗需求情况，获得比传统夹点法更可靠的设计结果，指 导过程工业的节能减排。
【附图说明】
[0047] 图1是局部温区可用热量随温度的变化关系图。
[0048] 图2是基于流体实际物性从高温区到低温区的累积热流量图。
[0049] 图3是基于定比热容从高温区到低温区的累积热流量图。
【具体实施方式】
[0050] 下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0051] 参照图1~图3, 一种包含非等温相变流体的换热网络最小冷公用工程需求的确 定方法，包括以下步骤：
[0052] 1)提取流体的工艺参数和物性数据
[0053] 物流的工艺参数和物性数据包括：组成，流量，进口温度Tin(初始温度），出口温度 Twt (指定的目标温度），焓和比热容。所述方法基于流体的实际物性，采用流体实际的温焓 物性关系，而不是假设物质的比热容为常数。
[0054] 2)设置换热网络的最小传热温差ATmin
[0055] 设定换热网络的最小传热温差Δ Tniil^ AImin是传热的推动力，是保证冷、热流体之 间进行换热的必要条件。
[0056] 3)进行冷、热流体温度修正
[0057] 热流体如果要把热量传递给冷流体，为了保证传热的进行，则热流体的温度要高 于冷流体的温度，其温差应不低于步骤2)设定的最小传热温差要求。对冷、热流体的温度 进行修正，将冷流体的温度升高ΔΤ_/2,将每股热流体的温度降低ATmin/2,从而确保热流 体的温度高于冷流体的温度，并满足最小传热温差ATmin的要求。冷、热流体温度修正分别 参照公式⑴-⑵：
[0058] T^j ^ Tcj+ATimJ 2 (1)
[0059] rHj =Thj-ATnJ2 (2)
[0060] 在式（1)-(2)中，ATmin为步骤2)指定的最小传热温差；Tiu和T aj分别为热流股 i和冷流股j的实际温度；Tislhi和fc，j分别为热流股i和冷流股j进行温度修正之后的温 度。
[0061] 4)划分原始温度区间
[0062] 以步骤3)中冷、热流体修正之后的进、出口温度为依据，划分温度区间。将所有 冷、热流体经步骤3)修正之后的进口温度和出口温度按从高到低的顺序排列，记为：1\、 T2、…、TN1、TN1+1，其中N1+1为温度端点的个数，所划分的温区个数为N1，温区编号从1到 N1。例如，第k个温区[Tk，Tk+1]以温度范围1\+1到1\定义，且T k>Tk+1。
[0063] 5)计算各温区内的可用热量
[0064] 在步骤4)所划分的每一温度区间，根据热力学第一定律，基于流体真实的温焓关 系，计算各个温度区间内可用热量随温度的数值变化关系，参照公式（3)_公式（7):
[0065]
[0066]
[0067]
[0068]
[0069]
[0070] 在式（3)-(7)中，Qk⑴为第k个温度区间内的可用热量，可用热量的大小随温度 T变化；温度T e [Tk+1，Tk] ; {hot} k代表第k个温度区间内所有的热流股构成的热流体集； {cold}k代表第k个温度区间内所有的冷流股构成的冷流体集；k = 1，2, 3,…，Nl ;流体的 焓H为温度和流量的函数；//,.(7;/')为热流体i在温度Γ/处的焓，温度0由公式（4)计算； Hi(Th)为热流体i在温度Th处的焓，温度Th由公式（6)计算；丑 7(〇为冷流体j在温度7Γ 处的焓，温度G由公式（5)计算；Hj 0-)为冷流体j在温度Γ处的焓，温度T ^由公式（7)计 算。
[0071] 各温度区间内可用热量随温度的变化情况反映出换热网络中可回收利用的热流 量的大小、方向、及其随温度的分布情况。
[0072] 6)判断各个温度区间内是否存在热流方向的转折
[0073] 利用步骤5)得到的各个温度区间内可用热量随温度的数值变化关系，寻找各个 温区可用热量的极值点。极值点是指可用热量随温度的变化关系发生改变的转折点。从温 区1到温区N1，分别找出每个温区内所有的可用热量的极值点。
[0074] 7)重新划分温度区间
[0075] 将步骤4)中所有原始温区的温度端点与步骤6)找到的极值点相对应的温度点合 并在一起，按从高温到低温的顺序排列，重新划分温度区间，温区个数记为N2,温度区间端 点数为N2+1，此时的温度区间的个数跟步骤4)的原始温区相比可能会有所增加。但如果步 骤6)未发现任何极值点，则温区数目保持不变。
[0076] 8)重新计算每个温度区间的可用热量
[0077] 在步骤7)新划分的温度区间的基础上，根据公式（3)_公式（7)，重新计算所有温 度区间内的可用热量。
[0078] 9)计算各温区的累积热流量
[0079] 在步骤7)所划分的每一温度区间，计算每个温度区间可以传递到下一个温度区 间的累积热流量，参照公式（8):
[0080]
[0081] 在公式⑶中，Ck为从第k个温区传递到第k+Ι个温区的累积热流量；Ctl= 0 ;k = 1，2, 3,…，N2。根据每个温度区间的累计热流量的正负，可以判断热回收的可能性和热量传 递的方向。Ck为正值，则表示从温度区间k传递到第k+Ι个温区的热流方向为正，即较高温 区存在多余的热量可以传递给下一温区加以回收利用；Ck为负值，则表示温区k传递到第 k+Ι个温区的热流方向为负，即该温区需要从外界吸收热量，该温区不存在多余的热量可供 下一温区回收利用。
[0082] 10)确定最小热公用工程需求
[0083] 从步骤9)得到的温区1到温区N2的累积热流量，找到累积热流量的最小值Cmin， 并确定最小热公用工程需求Qh，参照公式（9)-(10):
[0084] Cmin= min [C0: CN2] (9)
[0085] Qh=-Cfflin (10)
[0086] 外界至少需要提供热量Qh，才能使得所有温区的累积热流量均不为负值，以满足 所有温区的热量需求，此时换热网络内部的热回收量最大。
[0087] 11)确定最小冷公用工程需求
[0088] 将每个温区的累计热量加上Qh，即为外加热公用工程之后每个温区的热流量，此 时最后一个温区的累积热流量即为最小冷公用工程需求，并且换热网络内部的热回收量达 到最大值。参照公式（11)确定最小冷公用工程需求量Q。：
[0089] Qc= Qh+CN2 (11)0
[0090] 本实施例中，具体步骤如下：
[0091] 第一步，提取物流数据。本实施例采用的物流数据，如表1所示。
[0092] 第二步，设置换热网络的最小传热温差AImin。在本案例中，取换热网络最小传热 温差 Δ Tmin= 10 C。
[0093] 第三步，进行冷、热流体温度修正。根据最小传热温差ATmin的要求，参照公式 (1)-(2)对冷、热流体的温度进行修正，修正结果见表2。
[0094] 第四步，划分原始温度区间。根据步骤3)中冷、热流体修正之后的进、出口温 度，按从高温到低温的顺序划分为5个温度区间：165°C _145°C温区，145°C _140°C温区， 140°C -85