一段半吸收式换热机组优化与运行研究

摘要

单段吸收式换热机组大幅度降低一次热网的回水温度，可以提高集中供热热源的利用效率。但受溶液循环放气范围的限制，一次网回水温度很难进一步降低。本文提出了一种一段半吸收式换热机组，通过增加一组蒸发—吸收部件，梯级利用冷热源，实现了吸收式换热技术适用性的扩大。
　　（1）对一段半式机组的热力过程和传热过程进行分析，针对机组的运行特点，建立了机组的数学模型。针对溶液蒸发过程预热和沸腾两个阶段传热系数和热容量不同的情况，提出了发生器分段计算的数学模型。充分考虑到吸收器内溶液的闪蒸现象对传热过程的影响，改进了吸收器的传热计算模型。
　　（2）基于换热器技术可行端差，提出了一段半式机组适用性的求解方法，并对一段半式机组的适用性进行定量分析。提出了适用于一段半式机组的设计评价与运行评价指标，将越温程度、单位传热量换热面积等五个指标作为一段半式机组的设计评价指标；将机组换热变化率、结晶安全度等四个指标作为一段半式机组运行的评价指标。
　　（3）深入研究了一段半吸收式换热机组的优化设计，提出了一种适用于一段半式机组的设计方法，确定以蒸发温度、冷凝温度等13个参数做热力设计的设计参数，以溶液浓度作为迭代判定依据，进行机组的热力计算。确定以换热器传热系数等15个参数做传热设计的设计参数，以传热温差为迭代判定依据，进行传热计算。以机组总造价为优化目标函数，以二次水分配比例等10个参数作为优化变量，并确定其约束条件，选用遗传算法作为优化算法，完成了系统的优化设计研究。
　　（4）针对机组的运行模拟计算为隐式非线性方程组求解问题，提出了一种迭代求解的方法，证实了此计算方法具有良好的收敛性。分析了机组在一次网热源和二次网参数、二次水分配比例和稀溶液的循环流量对机组运行特性的影响规律。定量分析了机组内部不凝气体对机组换热效率和安全运行的不利影响。
　　（5）编辑了一段半吸收式换热设计模拟程序，能够实现机组的内部参数计算、优化设计、机组评价和运行特性分析四方面功能。为机组设计、生产和调试提供理论基础。

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目录

第1章 绪 论

1.1课题来源

1.2课题研究背景和意义

1.3一段半吸收式换热机组的提出

1.4国内外研究现状及分析

1.5国内外文献综述小结

1.6本文主要研究内容

第2章 一段半吸收式换热机组的数学模型

2.1.一段半吸收式换热机组系统循环分析

2.2一段半换热机组的热力计算模型

2.3 一段半吸收式换热机组的传热计算模型

2.4发生器的传热计算模型

2.5吸收器的传热计算模型

2.6本章小结

第3章 一段半吸收式换热机组的适用性和评价

3.1一段半吸收式换热机组的适用性分析方法

3.2吸收器技术可行换热端差

3.3蒸发器及冷凝器技术可行换热端差

3.4其它换热器技术可行换热端差

3.5一段半吸收式换热机组的适用性分析

3.6机组的评价指标

3.7本章小结

第4章 一段半吸收式换热机组的优化设计

4.1一段半吸收式换热机组的设计分析

4.2一段半机组的优化设计目标函数

4.3目标函数影响参数分析

4.4一段半吸收式换热机组优化变量及约束条件

4.5一段半吸收式换热机组设计优化算法

4.6优化设计方法和程序的应用

4.7本章小结

第5章 一段半吸收式换热机组的运行特性研究

5.1运行模拟数学模型与求解思路

5.2一次网热源对机组运行特性影响

5.3二次网用户对机组的运行特性影响

5.4机组内部参数对机组运行特性的影响

5.5不凝性气体对机组运行特性的影响

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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