微分进化算法优化换热网络的性能

通过分析换热网络换热器面积与综合费用之间的关系,证明了连续变量引起的换热网络非线性及非凸等特性,这些特性造成换热网络局部最优解众多。而传统的基于梯度的优化算法受初始点影响很大,容易陷入局部最优解,是换热网络最优化的障碍所在。针对优化换热网络问题难以稳定收敛的角度出发,在换热网络分级超结构模型的基础上,研究了微分进化算法求解换热网络问题的鲁棒性。通过具体的算例,在固定结构下与经典的牛顿法比较,结果表明,该方法优化结果不受初始点影响,具有很好的鲁棒性,并且年综合费用得到进一步降低。用于工业生产过程中,可以稳定有效地节约成本。     

蜡溶剂回收系统多效蒸发的工艺模拟和应用

在对一酮苯脱蜡脱油装置蜡溶剂回收系统二效蒸发工艺进行模拟的基础上,进行二效蒸发改三效蒸发的工艺模拟和优化.实施后能耗下降了2.096kg标准油-t进料-1,节能效果明显.     

基于经济目标和分解协调策略的换热网络最优设计

分析了换热网络在过程系统中的功能 ,从火用分析和火用经济学的角度提出了换热网络最优合成设计的实用火用经济目标函数 ,它包含了网络的流动火用损费 ,且可分解为各个换热单元的总费用之和 .在换热网络目标函数可分解性的基础上 ,本文又进一步提出了换热网络分解协调优化的研究策略 ,它是在各个匹配单元 (子系统 )和整个换热网络结构 (复杂系统 )之间进行优化协调 ,并获得换热网络的最优结构和各匹配单元的最优操作参数 .最后 ,通过一换热网络的最优合成 ,说明了该方法的应用前景     

基于经济目标和分解协调策略的换热网络最优设计

分析了换热网络在过程系统中的功能 ,从火用分析和火用经济学的角度提出了换热网络最优合成设计的实用火用经济目标函数 ,它包含了网络的流动火用损费 ,且可分解为各个换热单元的总费用之和 .在换热网络目标函数可分解性的基础上 ,本文又进一步提出了换热网络分解协调优化的研究策略 ,它是在各个匹配单元 (子系统 )和整个换热网络结构 (复杂系统 )之间进行优化协调 ,并获得换热网络的最优结构和各匹配单元的最优操作参数 .最后 ,通过一换热网络的最优合成 ,说明了该方法的应用前景     

平流双效精馏流程模拟与优化设计

针对平流双效精馏流程进行了具体研究,建立了最优化设计数学模型并编制了通用计算机程序,用实例对所建立的数学模型及优化设计方法和节能效果进行考核。提出了简捷优化法与逐板严格计算优化相结合的方法,克服了以往优化设计计算中仅求得局部最优解的弊端。     

顺流双效HGL精馏过程模拟与优化设计

针对顺流双效HGL精馏过程进行了具体研究,建立了最优化设计数学模型并编制了通用计算机程序,用实例对所建立的数学模型及优化设计方法和节能效果进行考核。提出了简捷优化法与逐板严格计算优化相结合的方法,克服了以往优化设计计算中仅求得局部最优解的弊端。     

一种新的BP神经网络培训方法

本文针对BP神经网络培训过程中的局部最优解问题提出了一种新的培训方法——GDR-SA法,分别对1个具有13个决策变量的网络和1个具有108个决策变量的催化裂化分馏塔优化操作建模网络进行了培训。结果表明这一方法可以有效地克服局部最优解给网络培训所带来的困扰。     

基于模拟退火与Hopfield神经网络的输气管优化运行

针对输气管优化运行属于组合优化的问题,建立了天然气气源输量变化下的输气管优化运行模型.同时,为了解决连续型Hopfield神经网络的鲁棒性较差和容易陷入局部最优解的问题,引入了模拟退火与神经网络相结合的混合优化算法求解输气管优化运行模型.优化算例表明:该方法改进了标准连续性神经网络算法的收敛过程,能有效防止搜索陷入局部最优解和避免对于初始迭代值的过度依赖,且优化结果优于标准连续性神经网络算法的计算结果,具有更高的优化效率和更强的鲁棒性,能够获得高性能的优化运行方案.     

应用于换热网络优化的并行双层RWCE算法

换热网络规模越大,其解空间内极值点呈指数性增长,优化时不仅要求算法具有强大的全局寻优能力,局部解空间的高精度搜索也不可或缺。鉴于强制进化随机游走算法(RWCE)优化换热网络时难以兼顾局部搜索能力、易导致遗漏最优解的现象,同时为增大算法优化大规模换热网络的种群数量,本文将精细搜索和并行计算相结合提出了并行双层RWCE算法。算法基于多核并行技术,通过并行线程分配建立基础层和精细层,基础层在并行计算技术加持下,算法全局搜索能力大幅提升,精细层将基础层当前最优解实时精细搜索,避免了原算法差解代替优解现象。最后通过两个算例进行验证,结果表明并行双层RWCE算法不仅具有更强的全局搜索能力,且兼具高精度的局部搜索能力,在优化进程中有效保护了最优解。     

粒子群算法最优同步综合换热网络

采用粒子群算法,对无分流换热网络综合问题提出改进的优化策略.运用超结构建立换热网络模型,以最小年度总费用为优化目标,按顺序求解思路优化换热器换热量.该算法比遗传算法简单,所需调节参数少,且不易陷入局部最优解,能迅速得到换热网络的结构与参数,具有获得全局最优解的能力.仿真研究验证了方法的有效性.     

Modeling and Behavior Analyses of Internal Thermally Coupled Air Separation Columns

The internal thermally coupled air separation column (ITCASC) is a frontier of air separation energy savings research. The first principles model of the ITCASC is proposed and is based on the material balance, energy balance, and the related thermal coupling relationship which can be used for further control and design studies. The related solution procedures are given. Detailed behavior analyses are carried out. The research results reveal that the ITCASC process has the perfect separation effect and exhibits different behaviors compared to the conventional air separation column (CASC). The optimization model and the related operation optimization are further explored to gain insight on the energy saving potential of the ITCASC process. Optimization research results show that the ITCASC has about 47 % energy saving potential compared to the CASC process.     

煤制烯烃企业全厂能量系统优化策略及应用

为了实现煤制烯烃企业全厂能量系统优化,提出了煤制烯烃企业全厂能量系统基于单元、子系统和全局划分的渐进协同优化策略,包括全厂用能状况分析、工艺装置用能及换热网络优化、低品位热回收和优化利用、全厂蒸汽动力系统优化等步骤。应用上述优化策略,对某60万t/a煤制烯烃企业全厂能量系统优化进行研究,得到全厂各单元能耗分布,提出了甲醇合成和甲醇制烯烃单元换热网络优化、全厂蒸汽动力系统降低蒸汽减温减压量及低品位热合理匹配利用等节能方案,理论上可以提高全厂系统能效3%以上,年节约标煤10万t以上,投资回收期小于1 a。     

基于多目标优化精馏系统综述

综述了精馏系统中多目标的优化问题,分析列举了人工神经网络、正交设计、响应面、遗传算法和粒子群算法在精馏系统多目标优化中的应用,旨在总结精馏系统中的优化算法,寻求最优操作条件的解法,为精馏塔的多目标优化提供参考。结果表明,针对于目前精馏系统的复杂多变性及混合规划问题,这些算法可以很好地对精馏系统进行建模,预测精馏模型,预测值与模拟值拟合较好,有较高的精度。且可用于求解精馏过程中的最优操作条件,降低系统的不可逆性,实现了精馏系统的节能优化,提高了产品质量,降低了能耗。最后指出了多目标优化精馏系统方法的可行性,也表明在实际生产中将多种优化算法相结合进行多步优化的可行性。     

有旁路换热网络全周期节能的动态优化控制实现方法

为了实现换热网络的全周期持续节能,在网络上设置旁路从而增加其控制自由度,同时设计一定的裕量来提供优化控制的操作空间。为了较好地利用旁路调节和裕量空间,提出一种基于换热网络动态模型的在线优化控制方法,巧妙地结合原有常规控制回路,不但扩大了优化控制的可行域,并且满足原常规控制回路的精度要求。该方法以换热网络一定周期内的累积费用最小为目标函数,同时考虑扰动对换热网络的影响,在满足工艺条件的基础上,求解最佳旁路开度,以实现换热网络的持续节能。由于采用闭环校正、迭代计算和滚动优化的实施方法,始终把优化建立在实际的基础上,尽管它每次不一定能得到全局最优解,然而使得实际控制结果达到最优。最后,以某炼油厂的常减压脱盐前换热网络为具体的研究对象,说明所提方法的有效性和使用前景。     

Optimization of district heating systems based on the demand forecast in the capital region

A district heating system (DHS) consists of energy suppliers and consumers, heat generation and storage facilities and power transmission lines in the region. DHS has taken charge of an increasingly important role as the energy cost increases recently. In this work, a model for operational optimization of the DHS in the metropolitan area is presented by incorporating forecast for demand from customers. In the model, production and demand of heat in the region of Suseo near Seoul, Korea, are taken into account as well as forecast for demand using the artificial neural network. The optimization problem is formulated as a mixed integer linear programming (MILP) problem where the objective is to minimize the overall operating cost of DHS. The solution gives the optimal amount of network transmission and supply cost. The optimization system coupled with forecast capability can be effectively used as design and longterm operation guidelines for regional energy policies.     

中国石化炼厂蒸汽管网运行现状分析

炼厂蒸汽是影响全厂能耗的重要因素,大型炼厂蒸汽消耗巨大,是节能降耗工作的重点。针对炼厂雨天蒸汽用量增加的情况,对蒸汽管网长度、晴雨天蒸汽用量情况及管网散热情况进行了汇总分析;得出雨天蒸汽消耗增加的原因;提出了三方面的优化建议,指导炼油企业提高蒸汽管网运行水平。     

中小型热电联产机组节能减排措施及应用

对自备热电联产机组（锅炉、汽机）的不同运行模式的工艺匹配优化试验分析并结合机组的节能技改实施,建立适用的“锅炉、汽机经济运行节能管理应用模型”。同时积极应对煤价与电价的波动关联性改营机组的工艺运行方式,固化工艺优化改进和机组技改的节能减排应用成果。     

石化企业能源管理系统的研发与应用

石化工业在为经济发展提供物质支撑的同时, 也消耗着大量的能源。石化企业节能降耗的潜力很大, 信息技术在节能降耗方面前景广阔。在对石化企业能源管理业务范围、介质、管理维度进行分析的基础上, 进行了系统的功能设计, 描述了工厂模型, 按照用能优化、管网优化与动力优化3方面刻画了能源优化模型。最后, 从试点企业的应用成效出发, 为石化企业推进能源管理信息化建设提供了借鉴和参考。     

换热器优化顺序对换热网络全局优化的影响

为了克服换热网络全局最优化过程中极易陷入局部最优解陷阱的难题,本文将蒙特卡罗随机抽样技术应用到换热网络冷、热流体随机组合中,从而实现换热网络多维优化参数优化顺序的随机变化,使得换热网络优化能够从一个局部最小解跳到另外一个局部最小解,实现全局最优化。通过具体算例表明,这种方法能够找到比以往算例更好的结果,能够更好地满足工业上的应用。     

PTA装置节能优化

针对生产过程的实际操作工况,进行了节能优化的可行性分析,通过技改措施、工艺优化、加强管理等手段,实现节能优化,取得了良好的经济效益。