单效蒸馏海水淡化装置热力性能实验研究

板式低温蒸馏海水淡化技术是远洋船舶的重要淡水制备方法,文章根据板式低温蒸馏的热力学原理,设计并制造了一台蒸馏海水淡化装置,并以产水率为优化目的进行了相关实验研究。结果表明：热源水入口温度和流量是影响系统产水率的重要参数,产水率随热源水入口温度(60～74℃)和流量(2000～3900 kg/h)的增大基本呈线性增大的趋势;进料水流量存在最优值(150 kg/h左右),低于最优值时,产水率随进料水流量增大而增大,超过最优值后,进料水流量并不能显著提高产水率,甚至导致产水率下降,相关实验数据对海水淡化装置的优化设计提供了数据支持。     

热膜耦合水电联产集成系统的模拟与优化

海水淡化作为解决淡水资源缺乏的重要途径之一,受到越来越多的重视.但其能耗高成为制约其进一步推广应用的瓶颈.本文开展了热膜耦合水电联产海水淡化技术的研究,建立了集成系统的优化模型,以年经济效益最大为目标,采用GAMS软件进行求解.分析了反渗透和多级闪蒸淡水产量的比值R对系统的影响,并比较了热膜耦合水电联产海水淡化技术与贯通性(OTMSF)、带有盐水循环器(MMSF)和带有排热段(CMSF)3种不同结构的多级闪蒸水电联产海水淡化技术的总经济效益.结果表明:在相同的总淡水产量条件下,热膜耦合水电联产系统的总经济效益较大;对热膜耦合系统,随着R增大,总经济效益单调递减,制水成本逐渐增大.因此,对于热膜耦合水电联产集成系统,适当提高多级闪蒸的淡水产量,有利于系统总的经济效益的提高.     

海水淡化集成系统的模拟与优化

海水淡化系统的集成与优化是提高能源利用效率,降低淡化成本的有效途径.本文提出了多级闪蒸(MSF)与反渗透(RO)的2种集成工艺,以年度总费用最小为目标函数,采用改进的遗传算法进行求解,探讨了不同进料浓度、不同淡水水质要求对2种工艺结构的影响,给出了不同条件下的最优流程结构:当海水浓度大于40000mg·L-1时,宜采用RO-MSF结构.低于40000 mg·L-1时,采用MSF-RO结构;当出水水质要求高时采用RO-MSF集成结构优于MSF-RO集成结构;而当出口淡水水质要求低时,宜采用RO-MSF集成系统.     

多效蒸发系统优化设计目标函数的建立与求解

建立了带有冷凝水闪蒸的并流多效蒸发系统优化设计新模型。该模型以整个蒸发系统的年总费用（包括加热蒸汽年费用、真空系统年费用以及蒸发器和各辅助设备的年折旧维修费用等）最小为优化目标,以生蒸汽压力、冷凝器真空度及各效有效传热温度痉为决策变量,提出一种新算法——复合形法嵌套拉格朗日乘子法和矩阵法求最优解。算例表明,生蒸汽压力、冷凝器真空度、价格参数和冷凝水闪蒸对优化结果影响显著,按新模型优化设计比常规设计可节省年费用16％左右。新算法对初值要求不高、收敛稳定性好、收敛速度快。     

高效节能海水淡化热泵并流多效蒸发系统研究

为了降低海水淡化过程的能耗,首次建立了同时包含蒸汽喷射式热泵技术、引出额外蒸汽预热海水和冷凝水闪蒸等3种节能措施的海水淡化热泵并流多效蒸发系统的数学模型,并用矩阵方程的形式描述该模型,具有很强的通用性,可简化为具有不同节能措施组合或无节能措施的并流多效蒸发模型,还可实现热泵在任意效抽汽的功能。用收敛速度快的迭代法结合矩阵法模拟求解海水淡化热泵并流9效蒸发系统,结果表明同时采用上述3种节能措施,且在满足相关约束条件下,使海水的预热温度尽可能高,使热泵的喷射系数和抽汽位置均为最佳值时该蒸发系统是高效节能的,节省的生蒸汽消耗量最高可达16.72%左右。     

基于差分算法的反渗透海水淡化优化调度

以系统运行费用为目标的反渗透海水淡化优化调度是一类带有约束的非线性优化问题。针对这一问题,提出一种改进的差分进化算法。该算法对基本差分进化算法中的变异因子和交叉因子进行改进;定义约束违反度函数,将约束优化问题转化为无约束的优化问题。以24小时为一个周期,通过改进的差分进化算法对系统模型进行优化调度。仿真结果表明,改进的算法可以对机组进行优化操作,有效的降低了系统的生产成本。     

多效蒸发海水淡化系统的动态模拟

多效蒸发海水淡化系统动态模拟的研究目的是建立一个完整的多效蒸发海水淡化系统动态模型,分析当系统输入参数变化时系统内其他参数的动态响应规律,并能根据动态模拟结果制定合理的控制方案。研究方法主要采用的是Aspen软件模拟。蒸发器是多效蒸发海水淡化系统的主要单元,在Aspen Plus软件中选用Heater、Flash、Pump和Split模块完成单效蒸发器模型的建立,在单效蒸发器模型的基础上建立了带有热量回收段的多效蒸发海水淡化流程。以六效蒸发海水淡化系统为例,采用与海水等盐度的NaCl溶液作为模拟介质进行模拟。稳态模拟的结果作为Aspen Dynamics软件进行动态模拟的初始参数。动态模拟过程中,分析了最高盐水温度、进料海水温度和进料流量波动时,多效蒸发系统中各参数的动态响应规律,以此为基础根据过程控制工程中制定控制方案的要求提出3种不同的控制方案。在Aspen Dynamics软件中对3种控制方案的控制效果进行比较,选择了恢复时间短,抵抗外界干扰的能力强的控制方案。动态模拟的研究结果对实际生产中的多效蒸发海水淡化系统的控制具有一定的指导意义。     

基于火用分析的真空精馏系统操作优化

提出了真空精馏系统操作优化方案,对流程进行稳态模拟计算,并进行(?)分析,建立以处理单位质量原料的成本最低目标的优化设计模型。进而调整精馏塔塔顶压力、进料负荷、塔顶冷凝器出口副产蒸汽压力、再沸器导热油温度等操作参数,以达到优化流程参数的目的。结果表明,当塔顶压力达到10 kPa,精馏塔进料量可以增大到3750kg·h~(-1),此时处理单位质量原料的费用最低,优化流程的成本比原工况减少17.0%。     

25MW发电机组数学模型分析与研究

针对莱钢型钢蒸汽发电机组系统运行实际,通过对系统温度、压力、流量与轴系各参数的采集分析,建立适宜的数学模型,以保证机组安全运行.     

一硝基甲苯精馏装置的节能优化

对某一硝基甲苯精馏装置建立了模型,对现场操作参数进行了分析,指出了各塔存在较大的节能潜力。以T4塔为例,通过分析进料位置和回流量对能耗的影响,得出最优的进料位置和回流量,降低了再沸器蒸汽量。通过塔顶发生低压二次蒸汽,节约了循环水,副产蒸汽还可以给其他设备使用。通过上述方法,整个硝基甲苯精馏装置可以节省再沸器蒸汽4.2 t·h~(-1),循环水274.4 t·h~(-1),每年节省费用439.8万元。     

过剩低压蒸汽的优化利用方案研究

低压蒸汽过剩是化工企业蒸汽系统用能方面经常存在的问题,对过剩的低压蒸汽进行合理的优化利用能够有效节约能源、降低能耗。本文针对某化工企业技改后低压蒸汽过剩的情况,提出了低压蒸汽驱动溴化锂吸收式制冷、高压蒸汽引射低压蒸汽升压、低压蒸汽汽轮机发电以及提高副产蒸汽闪蒸压力等四种优化利用方案。经模拟计算,高压蒸汽引射低压蒸汽升压方案的技术经济性较差。而提高副产蒸汽闪蒸压力、低压蒸汽驱动溴化锂吸收式制冷和低压蒸汽驱动汽轮机发电的组合方案具有更好的节能效益和经济效益。     

APC技术在醋酸回收装置的应用

分析醋酸回收装置共沸精馏系统运行现状,在DCS常规控制基础上,应用先进工艺控制(APC)技术。通过克服萃取液蒸发器进料量、进料组分、加热蒸汽压力波动等干扰,稳定主蒸塔温度分布,同时优化主蒸塔中部温度、提馏段灵敏板温度,实现"卡边"优化控制。实测同等稳定负荷情况下,装置加热蒸汽单耗下降1.8%。     

β-蒎烯热裂解反应过程模拟与分析

基于高温热裂解β-蒎烯生产月桂烯工艺,建立反应核心装置-裂解反应器的动力学模型,并基于g PROMS建模平台,利用不同工况的工业运行数据对模型动力学参数进行估计,进而构建β-蒎烯热裂解反应过程模型。模型验证结果表明,模型对月桂烯产品浓度具有较好的预测性能。同时,模拟分析了进料流量、操作压力和反应温度等参数对月桂烯产品浓度的影响,较佳的工艺条件是蒎烯进料流量为210 L/h,操作压力为0.09 bar,反应温度为510℃,为生产操作条件的优化、负荷的调整以及过程安全平稳生产的运行提供重要参考。     

基于混合粒子群算法的梯级泵站优化调度

针对大型梯级泵站工况复杂多变、安全性要求高的运行特点,基于流量平衡的理论,建立梯级泵站运行费用最小的优化目标,同时把系统一次运行周期内泵站机组的启停次数作为衡量维护费用的指标,建立泵站启停次数最小的优化模型,运用线性加权法将两个优化目标组合成一个泵站系统综合运行费用最少的优化调度模型,最终运用动态规划法和粒子群算法进行研究分析,并尝试采用免疫思想通过克隆免疫算子和疫苗接种算子优化粒子群算法,达到提高搜索范围和精度的目的。将其应用于山西某梯级泵站工程实例,仿真研究分析表明免疫粒子群算法(IAPSO)在优化泵站系统综合运行费用上更加节省成本而且提高了搜索精度和收敛速度。     

尿素水解系统的模拟与分析

结合NH₃-CO₂-Urea-H₂O（ACUW）体系扩展型UNIQUAC气液平衡模型、经验型液相焓值模型以及尿素水解反应动力学模型,建立了针对尿素水解系统的过程模拟数学模型并实现模拟计算,模拟结果能较好地描述尿素水解装置的实际情况。借助模拟程序分析了蒸汽流量、操作压力及进料组成对尿素水解系统的出气氨水比、排液氨含量的影响,可为企业的操作优化、节能减排提供理论指导和参考。     

柴油加氢双塔分馏系统模拟与多目标优化

采用ASPEN Plus软件建立柴油加氢双塔分馏系统机理模型,在此基础之上,以汽油终馏点、柴油95%馏出温度、汽提塔塔底含硫量三个质量指标为约束,以重沸炉出口温度、汽提蒸汽量、分馏塔进料温度等8个可调参数为操作变量,建立了汽柴油总产值最大和系统能耗最小为同步优化目标的多目标优化模型。采用多目标列队竞争算法求解该模型,得到该模型的Pareto最优解集。根据Pareto解所对应各方案的产品分布情况,可确定不同优化方案下的操作参数。本文所提出的方法对柴油加氢双塔分馏系统的操作优化与节能具有参考意义。     

垃圾焚烧炉系统特性分析及仿真

垃圾焚烧炉废弃物的直接排放不仅会对环境造成严重污染,还会浪费其中所含的可利用资源物质。为实现垃圾的充分燃烧,需要对燃烧过程的系统特性进行深入分析,在此基础上进行计算机仿真。文章通过对焚烧炉进料成份作出简化假定,将其归一为仅由水份、单一特性灰份及单一特性可燃烧成份的混合物,考察炉膛内的焓平衡和质量平衡,考察焚烧炉中炉膛温度、含氧量、炉膛负压与进料流量、送引风机风量、排灰速度之间的动态关联行为,分析焚烧系统特性,并以某环保科技有限公司的垃圾焚烧炉为实例进行了计算分析。结果表明,采用简化假定计算所得的炉膛工作温度与实际吻合较好,能为系统的设计和优化操作提供有效技术指导。     

炉管注汽量突增对焦化加热炉的影响及对策

延迟焦化加热炉是延迟焦化装置安全、长周期运行的关键设备。某炼厂焦化炉注蒸汽控制系统不能正常运行,注汽量突增造成炉管出口温度大的反向响应。当在PID自动控制或手动操作处理不及时、不适当时,将产生大的超温,加速炉管结焦．影响焦化炉安全平稳运行。本文分析了原因,提出了根据蒸汽注入量、进料量和进料压力对蒸汽量突增进行工况检测的方法。在此基础上,实现了对注汽量突增的专家规则控制。现场运行结果表明,避免了炉出口温度的大幅超温,达到甚至超过了熟练操作工操作的水平。     

复杂逆流多效蒸发系统的模拟

建立有冷凝水、完成液预热符效进料,或冷凝水、完成液闪蒸,闪蒸蒸汽加入对应压力的蒸发器中,作加热蒸汽的复杂逆流多效蒸发系统的数学模型,提出了一种采用常规迭代法求解的计算方法,用面向对象的Pascal语言,编制计算程序,可模拟计算二至七效常规和复杂逆流蒸发系统,并以碱液为例,计算和比较三效逆流的5种流程.     

基于HDH的沼液浓缩过程的厂级动态控制设计

针对基于加湿除湿(HDH)原理的沼液循环蒸发浓缩处理过程,开展厂级动态协同控制方案设计。影响浓缩效率和成本的主要变量是蒸发塔沼液进料量、空气进料量和加热蒸汽流量,通过动态特性分析计算每个操作变量的可行域,在可行域内进行稳态实验获取最佳稳态操作工况。以蒸发量200 kg/h、SSC(每kg消耗蒸汽/每kg蒸发水)低于0.4为控制目标,设计了蒸发量-SSC协同控制方案和循环浓缩切换控制等厂级动态控制系统,将控制系统在农村沼液处理中试装置调试运行。将实际实验结果和文献相比较,实际蒸发量为201.22 kg/h,SSC为0.346,系统运行稳定控制效果满足设计要求,可进一步运用在农村沼液处理。