水分配網絡同步設計與優(yōu)化研究.pdf

1、隨著經濟和社會的發(fā)展，我國的水資源逐年減少而環(huán)境日趨惡化。化工行業(yè)是水資源消耗的大戶同時也是產生廢水的主要來源，其水分配網絡設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，化工過程水分配網絡的優(yōu)化與設計具有十分重要的意義和價值。本文在分析水分配網絡研究現狀和發(fā)展趨勢的基礎上，對用水網絡和廢水處理網絡以及二者同步優(yōu)化設計進行了研究，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-水阱匹配關系作為約束條件，建立用水網絡的混合整數線性規(guī)劃模型。通過逐步調整水源-水阱匹配關系矩陣[Zi,j]，把混合整數規(guī)劃問題轉化成多步的線性規(guī)劃問題。在最小新鮮水用量相同的條件下，設計出水源-水阱匹配關系數少，流程結構簡單、投資成本少的用水網絡。應用兩個實例說明了本文方法的有效性。 再次，水分配網絡的分步設計不能全面考慮用水網絡和廢水處理網絡之間的相互作用，而同步設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、文在研究水分配網絡分步設計的基礎上，對同步設計方法進行了探討。先確立一個包括所有可能方案的水分配網絡同步設計超結構，然后以總費用最小為優(yōu)化目標建立數學優(yōu)化模型，再利用列隊競爭算法進行求解。最后，與分步設計的結果比較說明所用方法的有效性。 最后，對于水分配網絡同步設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