运用夹点设计法对一实际换热网络的改造

随着能源价格的不断提升,化工企业的节能降耗成为紧迫必行的任务。通过在对一实际过程的换热网络结构分析的基础上提取热、冷工艺物流,在给定的最小传热温差(20℃)限制下运用夹点设计法合成具有最大热回收的新换热网络;采用断开热负荷回路、取消热负荷较小的换热器达到减少换热器个数、简化网络的目的;由于热负荷转移造成了某些换热器传热温差违反最小传热温差限制、甚至出现传热温差为负值(违反热力学第二定律)的情况,采用能量松弛法恢复这些换热器的传热温差至给定的最小传热温差。经过调优后换热器网络总换热设备个数与原实际网络的相同,但与原实际网络相比,热、冷公用工程均节省1 220 k W。

基于参数k、z优化的换热网络温差贡献值设计方法

提出了一种可以降低换热网络运行费用的基于参数k、z优化的换热网络设计方法,使得网络结构更加简化,特别适用于流体传热系数有差异的换热网络合成问题。该优化设计方法将网络运行总费用作为目标函数,以参数k、z的优化为基础,通过网络约束确定参数的寻优区间,经二维寻优得到最优参数kopt和zopt,并确定各流股的贡献温差,最终实现网络优化设计。通过案例分析说明了本文所提方法的有效性和实用前景。

基于损耗的换热网络优化方法研究进展

回顾近20年来对换热网络损耗方面的研究,从换热网络损失求解方法、目标函数的构建2个方面做出了总结,并分析了各方法的优势和尚待改进的地方,指出换热网络的设计应以分析为基础同时考虑与经济学和夹点方法进行结合。最后,展望了该领域今后的研究趋势,并提出了利用ηC-H图法和公式法联合求解换热网络损失的研究思路。

基于超结构优化的换热网络ΔT-贡献值方法

运用ΔT-贡献值方法优化和综合换热网络,在给定参数κ,z的条件下,以投资费用最小化为目标对换热网络的超结构进行优化,并提出了优化换热网络的3级优化策略。案例研究表明,运用基于超结构优化的换热网络ΔT-贡献值方法,能够得到年度总费用更小的网络结构。

换热网络综合方法的研究进展

随着对合理、经济利用能源、资源要求的不断提高,换热网络综合引起了人们的高度重视。本文对过程工业非常重要的过程集成问题——换热网络综合,总结了过程热集成常见的3种方法:夹点设计法、数学规划法以及人工智能法。并分别对这3种方法在发展过程中的研究内容和设计方法及其取得的研究成果进行了讨论。最后从工业应用角度对不同的方法做了比较及评价。