基于參數優(yōu)化的換熱網絡虛擬溫度綜合法研究.pdf

1、夾點技術是一種正在被廣泛使用的過程系統節(jié)能技術。在應用夾點技術時，通常采用單一的最小傳熱溫差來確定夾點位置及物流在各個焓區(qū)的分布。然而當換熱物流的傳熱膜系數相差很大時，用這種方法優(yōu)化后的網絡或者熱量回收達不到最優(yōu)，或者需要的面積太大，致使年度總費用過高，系統的經濟性降低。 針對以上問題，本文提出了基于參數優(yōu)化和焓區(qū)間合并優(yōu)化策略的虛擬溫度法，并從夾點和能量目標的編程計算、貢獻溫差值的求解和換熱網絡綜合三個層次開展了研究。

2、 按照分級超結構模型的匹配方式，以該模型的年度總費用為目標來優(yōu)化貢獻溫差值計算式中的k和z值，并以最優(yōu)的k、z值求貢獻溫差值和虛擬溫度。 為了減少設計中換熱單元的數目和避免小負荷換熱器的出現，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合曲線，在此基礎上構造基于分級超結構的換熱網絡匹配模型；第二步給出并優(yōu)化焓區(qū)間熱負荷參數H，以年度總費用最小為目標，合并超結構模型中熱負荷小于H的區(qū)間，得到費用目標最小的網絡結

3、構。 采用本文提出的方法，進行了物流傳熱膜系數相差很大的兩個例子的換熱網絡綜合。結果表明，本文設計的換熱網絡比文獻設計的更優(yōu)。第一個例子，和單一溫差法相比，設計出的換熱網絡，冷、熱公用工程用量分別降低了8.8％和7.8％，年度總費用降低了2.6％，且網絡結構較簡單。第二個例子，和遺傳算法相比，換熱單元數從6個減少到了5個，年度總費用減少了3.9％。這表明本文提出的參數優(yōu)化方法和焓區(qū)間合并優(yōu)化策略是有效的，由此建立的換熱網絡虛擬溫