基于參數(shù)優(yōu)化的換熱網(wǎng)絡(luò)虛擬溫度綜合法研究.pdf

1、夾點(diǎn)技術(shù)是一種正在被廣泛使用的過程系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)。在應(yīng)用夾點(diǎn)技術(shù)時(shí)，通常采用單一的最小傳熱溫差來確定夾點(diǎn)位置及物流在各個(gè)焓區(qū)的分布。然而當(dāng)換熱物流的傳熱膜系數(shù)相差很大時(shí)，用這種方法優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)或者熱量回收達(dá)不到最優(yōu)，或者需要的面積太大，致使年度總費(fèi)用過高，系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性降低。 針對以上問題，本文提出了基于參數(shù)優(yōu)化和焓區(qū)間合并優(yōu)化策略的虛擬溫度法，并從夾點(diǎn)和能量目標(biāo)的編程計(jì)算、貢獻(xiàn)溫差值的求解和換熱網(wǎng)絡(luò)綜合三個(gè)層次開展了研究。

2、 按照分級超結(jié)構(gòu)模型的匹配方式，以該模型的年度總費(fèi)用為目標(biāo)來優(yōu)化貢獻(xiàn)溫差值計(jì)算式中的k和z值，并以最優(yōu)的k、z值求貢獻(xiàn)溫差值和虛擬溫度。 為了減少設(shè)計(jì)中換熱單元的數(shù)目和避免小負(fù)荷換熱器的出現(xiàn)，提出了焓區(qū)間合并的優(yōu)化策略：第一步由流股的冷熱虛擬溫度作出冷熱復(fù)合曲線，在此基礎(chǔ)上構(gòu)造基于分級超結(jié)構(gòu)的換熱網(wǎng)絡(luò)匹配模型；第二步給出并優(yōu)化焓區(qū)間熱負(fù)荷參數(shù)H，以年度總費(fèi)用最小為目標(biāo)，合并超結(jié)構(gòu)模型中熱負(fù)荷小于H的區(qū)間，得到費(fèi)用目標(biāo)最小的網(wǎng)絡(luò)結(jié)

3、構(gòu)。 采用本文提出的方法，進(jìn)行了物流傳熱膜系數(shù)相差很大的兩個(gè)例子的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合。結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的換熱網(wǎng)絡(luò)比文獻(xiàn)設(shè)計(jì)的更優(yōu)。第一個(gè)例子，和單一溫差法相比，設(shè)計(jì)出的換熱網(wǎng)絡(luò)，冷、熱公用工程用量分別降低了8.8％和7.8％，年度總費(fèi)用降低了2.6％，且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較簡單。第二個(gè)例子，和遺傳算法相比，換熱單元數(shù)從6個(gè)減少到了5個(gè)，年度總費(fèi)用減少了3.9％。這表明本文提出的參數(shù)優(yōu)化方法和焓區(qū)間合并優(yōu)化策略是有效的，由此建立的換熱網(wǎng)絡(luò)虛擬溫