水分配網(wǎng)絡(luò)同步設(shè)計與優(yōu)化研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，我國的水資源逐年減少而環(huán)境日趨惡化?；ば袠I(yè)是水資源消耗的大戶同時也是產(chǎn)生廢水的主要來源，其水分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的合理與否直接決定著企業(yè)用水成本和對環(huán)境污染程度的高低。因此，化工過程水分配網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化與設(shè)計具有十分重要的意義和價值。本文在分析水分配網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，對用水網(wǎng)絡(luò)和廢水處理網(wǎng)絡(luò)以及二者同步優(yōu)化設(shè)計進行了研究，以期對化工行業(yè)的節(jié)水減排提供一些幫助。本文主要作了如下幾個方面的工作： 首先，本文

2、以水源-水阱匹配關(guān)系作為約束條件，建立用水網(wǎng)絡(luò)的混合整數(shù)線性規(guī)劃模型。通過逐步調(diào)整水源-水阱匹配關(guān)系矩陣[Zi,j]，把混合整數(shù)規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化成多步的線性規(guī)劃問題。在最小新鮮水用量相同的條件下，設(shè)計出水源-水阱匹配關(guān)系數(shù)少，流程結(jié)構(gòu)簡單、投資成本少的用水網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用兩個實例說明了本文方法的有效性。 再次，水分配網(wǎng)絡(luò)的分步設(shè)計不能全面考慮用水網(wǎng)絡(luò)和廢水處理網(wǎng)絡(luò)之間的相互作用，而同步設(shè)計能夠更多地減少新鮮水用量、廢水排放量和處理費用。本

3、文在研究水分配網(wǎng)絡(luò)分步設(shè)計的基礎(chǔ)上，對同步設(shè)計方法進行了探討。先確立一個包括所有可能方案的水分配網(wǎng)絡(luò)同步設(shè)計超結(jié)構(gòu)，然后以總費用最小為優(yōu)化目標(biāo)建立數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，再利用列隊競爭算法進行求解。最后，與分步設(shè)計的結(jié)果比較說明所用方法的有效性。 最后，對于水分配網(wǎng)絡(luò)同步設(shè)計中所形成的非凸非線性規(guī)劃問題，本文提出了利用列隊競爭算法求解的策略。它克服了常規(guī)算法找不到可行解而收斂困難或容易陷入局部解的局限性，在進化過程中始終保持著獨立并行進化