摘要：多股流换热器的运行优化直接影响到能量回收水平和整体性能。本文从多股流换热器的热回收效率入手，通过不同工况条件下的计算分析，获得了流体组织方式与其最佳运行工作点之间的关系，从而为多股流换热器提供了一种在线运行优化的调节方法。
由于具有结构紧凑、传热效率高、适应性强、经济性好、传热温差小等一系列优点，多股流板翅式换热器广泛地应用于空气分离、石油化工、航天航空等领域。与其他换热设备一样，多股流换热器的性能提升也依赖于结构优化和运行优化两部分。鉴于其结构的特殊性，多种流体存在复杂的耦合关系，其运行优化对于高效地发挥其性能具有更重要的作用。
多股流换热器的运行优化包括两部分内容，一是运行工作点的优化，二是控制过程中过渡过程的优化。所谓运行工作点的优化，即是寻找一个最佳工况点，使得在此工作点处能够发挥换热器的最佳性能。对于多股流换热器，控制优化则是指，为了保证目标流体的出口工艺参数，在扰动作用下如何组合调节辅助流体才能达到控制过程最优化。但是，任何换热设备在正常工作时，在一定时期内其工况一般都是相对稳定的，其运行工况点选取的好坏将直接影响到其总体的性能水平，这种长效的性能差异将远大于控制所带来的能效降低。因此运行工况点的优化是多股流换热器运行优化的基础，是首先必须解决的问题[1-2]。
基于此，本文以能量回收为应用背景，以多股流换热器为能量回收设备，考察了不同工况条件下，流体组织与其最佳运行工况点之间的关系，从而为在线最佳运行工况点调节提供了理论基础。
1·两股流体进口温度相等情况下的最佳运行工况点
1.1两股冷流体进口温度相等
针对于热回收的多股流换热器，如果两股冷流体入口温度相同，用以回收一股热流体的热量，其等效结构如图1所示。换热器的结构参数以及流体参数如表1、表2所示。
参数如表1、表2所示。
冷流体总流量为一定值，在进入换热器之前被分为两部分即冷流体A和冷流体B，但是两者的流量怎样分配才能使换热器的热回收效率最高？根据这个思想，计算两股冷流体所占总流量比例不同情况下的热回收效率，结果示于表3。
从表3可以看出，当换热器具有最大热回收效率时并不是冷流体A和冷流体C的流量相等时，而是两者为一定比值时。对两股流换热器来说，同一流体在不同通道中有着相同的流量，因此换热器总运行在非最佳状态。而多股流换热器通过合理匹配不同通道中流体的流量可以实现最佳静态工作点下的运行。
为了更好地观察两股冷流体进口温度相等时冷流体的进口温度改变时，两股冷流体流量比值不温度的变化而改变，不管冷流体的进口温度是多少，佳静态工作点的位置总是在冷流体C的流量比值为0.6左右。这种现象表明，静态工作点的位置是由两股冷流体各自的换热量比例决定的而不是由总的换热量决定。
1.2两股热流体进口温度相等
对图1所示的系统，我们不妨把流体温度改变一下，变为一股冷流体回收两股热流体的热量，然后再进行热回收效率的计算，这样能得到什么结论呢？基于此，给出换热器的流体参数如表4所示，同时的热回收效率，如图2所示。
从图中可以清楚地看出，最佳静态工作点的位置并不随冷流体进口温度别为10℃、15℃、25℃时的热回收效率。即当静态工作点的位置，本文又进一步计算了冷流体的把热流体A、C的流量按一