采用水流浓度排序法设计多杂质用水网络

在多杂质用水网络设计中,过程的执行顺序和水流之间的匹配是两个关键环节。提出了过程水流相对于其他各过程水流的综合浓度势的概念,水流的综合浓度势反映了该水流与其他所有水流(包括源水流和需求水流)相比较时浓度的高低。设计时过程的执行顺序由需求水流综合浓度势的大小来确定,需求水流综合浓度势最低的过程首先执行。在满足需求水流时,优先回用虚拟分配量(用本文给出的方法确定)最大的可用源水流。源水流向需求水流的分配量可通过杂质负荷衡算及过程极限条件确定。计算实例表明,本文方法获得的水网络的新鲜水消耗量与最小新鲜水目标值非常接近,同时,其计算十分简捷。

考虑再生循环的多杂质用水网络全局优化

引入再生循环单元可以有效地减少多杂质用水系统整体的新鲜水消耗量和废水排放量。其现有的数学规划模型是一个非凸性严重的混合整数非线性规划问题,直接求解不仅计算难度大而且求解速度慢,这样只能得到局部最优解。本文利用分段线性松弛的方法对该模型进行处理,将双线性等式约束转换成线性约束,从而使复杂的水网络模型转换为对应的混合整数线性规划问题,因现有的商业优化软件对混合整数线性规划问题的求解算法已经非常成熟,这样降低了计算难度并取得全局最优解。算例结果表明分段线性松弛的方法可以使求解简单,能够获得全局最优解。管线费用的减少使年度化费用降低,全局优化能得到一个经济性更好的多杂质水网络,这种方法对于节省设备投资和操作费用,具有重要意义。

运用二分法设计具有再生再利用的多杂质水网络

为了优化具有再生再利用的多杂质水网络设计,提出一种二分法设计方法。即认为所有过程仅包含不使用和使用再生水的过程,假设前者完全使用新鲜水,根据过程的源水流值可算出初始再生浓度C^0_(reg),其流量待定,然后基于再利用的设计方法进行设计。完成本次迭代后,以未回用的源水流即为再生前水流,将其流量与再生水用量进行比较,数值较小者与再生水量的初值构成一个区间,用二分法确定出再生水量,据此选择浓度势较小的再生前水流,并计算出再生浓度C^i_(reg),直至{C^i_(reg)}收敛时结束。并对文献中几个实例进行计算,结果表明此方法设计步骤简捷、计算量小,且设计的新鲜水用量和再生浓度比文献的设计值低。