换热网络与蒸汽动力系统的综合优化

摘要

本文主要从以下方面进行了研究:(1)采用项层分析法对蒸汽动力系统的优化进行了深入研究,并引入剩余热负荷转化途径效率的概念.通过对剩余热负荷转化途径的效益分析,确定了过程节能改造所造成的多产/少用蒸汽,对蒸汽动力系统蒸汽平衡的影响.从而对换热网络子系统的优化改造提供了有效的评价方法.同时,针对实例进行了具体分析.(2)由于工程最优化问题的复杂性,传统的最优化方法一般很难求解.本文在研究遗传算法和模拟退火算法的基础上,对遗传算法的算子进行了改进,并与模拟退火算法相结合,有效的防止了过早收敛的缺陷,加速了后期的收敛速度.(3)以国内某炼油厂的常减压蒸馏装置的换热网络为工程实例,进行了换热网络综合、优化.建立了较为完善的数学模型,强化了变量约束,有效的减少了换热网络的规模,简化了问题.

目录

文摘

英文文摘

独创性说明

1文献综述

1.1引言

1.2蒸汽动力系统与换热网络综合方法

1.2.1启发式方法

1.2.2热力学目标方法

1.2.3数学规划方法

1.3工程最优化问题的求解算法

1.4本论文的研究内容

2应用顶层分析法对蒸汽动力系统进行综合优化

2.1前言

2.2蒸汽动力系统的优化配置

2.3顶层分析法

2.3.1概述

2.3.2蒸汽转化途径效率

2.3.3购入动力途径效率

2.3.4不同转化途径的经济效益分析

2.3.5产/用汽等级优化

2.4蒸汽动力系统优化配置的原则

2.5具体实例分析

2.5.1基础数据

2.5.2现有途径分析

2.5.3蒸汽转化途径优化及经济效益分析

2.6本章小结

3换热网络的最优化求解分析

3.1序言

3.2换热网络的夹点分析

3.3换热网络模型的建立

3.3.1目标函数

3.3.2约束条件

3.3.3符号说明

3.4模型的求解方法

3.4.1遗传算法

3.4.2模拟退火算法

3.4.3遗传模拟退火算法

4换热网络综合优化在实践中的应用

4.1问题背景

4.2原有系统数据综合

4.2.1换热流程

4.2.2原有换热网络的标定数据

4.2.3原有换热网络分析

4.3采用GA/SA算法进行综合

4.3.1计算步骤

4.3.2计算结果汇总

4.4采用HEXTRAN进行换热综合

4.5GA/SA与HEXTRAN的综合优化结果比较

结论

参考文献

附录A采用GA/SA算法进行改造后换热网络示意图

附录B采用HEXTRAN进行改造后换热网络示意图

攻读硕士学位期间主要研究项目及论文情况

致 谢

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