具有任意结构换热网络的灵敏度分析

本文提出了一个计算任意结构换热网络灵敏度系数及灵敏度的通用数学模型，并给出了求解数学模型的方法。     

换热网络数值模拟稳定性分析

换热网络的数值模拟在换热网络的定量分析中起着重要作用。但在模拟计算中,有时表现出数值稳定性差。提高数值稳定性的方法,目前多通过改善算法来实现。本文通过对换热网络数值模拟的误差分析,提出了误差放大因子的概念,并依此选择迭代变量。通过对迭代变量的选择,达到提高换热网络数值模拟稳定性的目的。     

换热网络流程模拟系统

本文建立了由换热器、分流器和混合器构成的换热网络流程模拟系统。经过系统分解求出系统中可以独立求解的子系统并给出计算顺序,对环路子系统,求出最佳断裂物流数及物流号,建立了基础物性数据库和标准系列换热器结构参数数据库。提出了校正传热单元数法求换热温度,结果输出详细,经对许多实例的模拟计算,取得了令人满意的结果。     

换热网络改造综合中初始网络调优的专家系统

在换热网络的改造综合中，应用“夹点技术”设计出的初始网络与理想网络仍有偏差，需要进一步调优，本文应用人工智能技术，设计了一个正向推理的专家系统解决初始网络中的换热不均问题。本文总结专家知识和经验，建立了调优规则的知识库，并应用回溯控制策略搜索调优规则，常减压装置原油预热换热网络改造的工程实例表明了该专家系统的有效性。     

换热网络模拟系统的开发研究

为了满足工程上对换热网络模拟计算的要求,本文开发了计算功能强大的换热网络模拟系统。该模拟系统分为4大模块:分解收敛模块、物性处理模块、输入输出模块和单元模块。其中单元模块包括换热器、闪蒸罐、管道、阀门和泵等子模块,因此该系统能够模拟诸多单元模块组成的网络,并且对换热器的计算能自动判断相变和温度交叉现象。除能计算常规组分外,本系统还具有处理石油馏分的能力。最后以某厂加氢裂化装置部分换热网络为例,进行了模拟验证。将模拟结果与实际结果进行比较,结果显示两者平均相对误差在5%以内,模拟结果能够满足工程计算要求,表明建立的各单元模块数学模型是正确的,开发的换热网络模拟系统是可行的。     

基于J2EE的协同换热网络设计系统的研究

在化工企业中,换热网络设计的好坏对企业效益有重大影响.由于设计过程中伴随着大量的计算,用软件可以大大提高效率,以往的换热网络设计软件可视化不强,没有一个好的图形界面,而且大多是C/S结构,难于升级和维护.为了使软件的可视化更强并方便各个地区工程师之间的合作,采用J2EE架构和过程能量集成方法--夹点技术以及改进的换热网络设计算法.对换热网络计算机辅助设计进行了研究,开发了一个基于J2EE模式结构体系的协同换热网络设计软件系统.     

天然气回收装置换热网络优化设计

对某天然气回收装置换热网络的节能潜力进行了研究,应用夹点分析法找出了原换热网络不合理的环节及原因,并据此对该装置的换热网络进行优化设计,形成翻新设计方案.该翻新设计改进了换热网络中不合理的环节,使装置换热网络的加热公用工程和冷却公用工程分别节省37.7％和27.4％的电能.优化改进后的换热网络提高了过程能量回收能力,每年可节省电能37.6万kWh,达到了降低过程能耗的目的.     

常减压蒸馏过程换热网络的粒子群优化设计方法

提出了1种换热网络的粒子群优化设计方法,提高大规模无分流换热网络的设计速度和效果。采用超结构建立换热网络模型,以各个换热器和换热量为演化个体,以投资和运行费用最小化为优化目标,发挥粒子群的群智特点寻优计算。避免传统设计的计算复杂、不能同时优化投资和运行费用等问题,解决了换热器的换热量受换热条件约束、相互制约而影响设计的难题,保证演化过程中解的可行性,实现设计过程的智能化。以某炼油厂的常减压蒸馏过程的换热网络为实验对象,仿真研究,证明了算法有效和优越。     

换热网络与蒸汽动力系统联立优化方法的探讨（Ⅱ）：扩展转…

本文提出了换热网络和蒸汽动力系统联立优化的扩展转运模型法，运用这一方法，可以求得联合系统的联接变量的最佳数据，然后用各自的方法对换热网络与蒸汽动力系统分别进行综合，使联合系统的总能耗最小。     

换热网络与蒸汽动力系统联立优化方法的探讨：（I）总组合线…

本文对由换热网络和蒸汽动力系统组成的联合系统进行了综合研究，提出了联合系统优化的总组合线迭代法。运用这种方法，可以求得联合系统之间联结的最佳参数，从而使该系统的优化得以分解成２个子系统的优化，综合得出一个能耗最小的联合系统。     

考虑换热器详细设计的换热网络综合的研究进展

随着对工业生产成本控制要求的不断提高,换热网络优化的深入研究已经引起了越来越多研究人员的重视。在换热网络综合过程中考虑换热器的详细设计是换热网络综合细化深入研究的一个重要方面,可以降低换热网络的年度总费用,并且提高换热网络综合结果的实际可行性。本文通过文献中的算例结果分析,考虑换热器详细设计的换热网络综合的总费用明显低于不考虑换热器详细设计的总费用,阐述了换热网络综合中考虑换热器详细设计的必要性,强调了换热器的详细设计对换热网络综合的影响。文献中考虑换热器详细设计进行换热网络综合时主要采用了夹点分析法和数学规划法,夹点分析法综合换热网络虽然使包含换热器设计的换热网络结构变得简化易于求解,但是无法保证结果是最优解,而数学规划法综合换热网络能有效的考虑换热器详细设计对换热网络综合的影响,但是考虑换热器详细设计也大大增加了模型的复杂性,本文对此进行了对比和评述,同时认为深入研究换热网络细化设计研究并利用快速而高效的算法搜索全局最优解是未来研究方向。     

利用温焓图自动综合多流股换热器网络

为合理、经济地利用能源,降低生产成本,综合考虑了温度、表面传热系数和材质等影响流股传热能力的因素,计算出温差贡献值来修正各流股的实际温度得到虚拟温度,基于虚拟温度作出温焓图,提出多流股换热器网络的综合策略和冷、热流股的匹配规则,得到一组串联的多流股换热器,直观有效地进行换热网络的设计和优化。最后通过两个例题说明所提方法是可行的。     

基于ANN的空气处理单元换热器的动态性能预测

应用人工神经网络技术对安装在空气处理单元（Air Handler Unit,AHU）中的换热器建立了动态神经网络模型。该模型的所有预测值基本都在实际测量值的95%~105%之间。实际测量值和神经网络模型预测值之间的平均相对误差（Mean Relative Error,MRE）小于2.5%,充分说明模型逼近实际对象的精确性。实验结果显示,神经网络,尤其是BP神经网络,可以作为一个很容易的建模工具来获得空气处理单元中换热器的神经网络模型,同时也很容易应用在类似的热系统中。     

基于C++和智能图表合成最优换热网络的程序设计

在合成最优换热网络时,存在着调优迭代计算时间长、过程复杂等问题,本文围绕这一课题,以智能图表法为理论基础,结合C++的编程思想,以Microsoft Visual Studio 2008为开发平台,利用换热网络优化节能技术编写了换热网络合成软件。该软件具有以下功能:根据冷、热物流相关数据,计算换热网络夹点、生成温—焓组合曲线图并标出夹点温度,计算出最大热回收量和最小能量体用量,根据物流匹配换热规则和智能图表对相关冷热物流进行匹配,计算出冷热物流热交换的热负荷、换热面积、操作费用等,自动合成最优换热网络并将计算结果存于文本文件result.txt中。经实例核算后与其它文献数据对比结果可靠合理,表明该程序应用方便,计算速度快,可大大简化合成换热网络的计算过程。     

多流股换热器网络的识别与构造

多流股换热器网络是一种新型的换热器网络。本文用改进的遗传／模拟退火算法优化综合双流股换热器网络,在此基础上进行多流股换热器网络识别和构造的研究。使网络中单个多流股换热器的换热面积最大,总的多流股换热器的换热面积也最大作为将以双流股换热器为换热设备的换热网络综合成多流股换热器网络的一个标准。通过流股匹配矩阵的使用,说明程序自动实现多流股换热器网络的识别和构造过程。文献实例证明本文提出的多流股换热器网络识别和构造方法对降低网络年度化费用是有效的。     

基于虚拟温度法的间歇过程换热器网络综合

提出了基于时间段模型(TSM)综合间歇过程换热器网络的方法,用虚拟温度法代替传统的单一最小传热温差,将各流股的温差贡献值作为决策变量,年度总费用最小作为目标函数建立数学模型.应用遗传膜拟退火算法对上述数学模型进行求解,分别获得每个时间间隔内的子换热器网络结构,并进一步对总换热器网络做结构优化,使其既满足流股的换热要求,又满足年费用最小.方法应用于实例计算,结果比基于最小传热温差获得的换热器网络年度总费用节省6.0%,换热器减少5台,说明这种方法既节省费用,又简化了网络结构.     

多装置热集成的热出料温度优化研究

本文采用(火用)用经济学模型来描述跨装置热集成问题,该模型以集成的换热网络和长距离换热匹配费用最小为目标.通过适当提高中间物流进料温度,不仪可避免该物流"在上游装置冷却,下游装置重复加热"的能量利用现状,还可节省一组换热设备投资.若允许物流跨装置热匹配,长距离换热匹配的管线投资会增加,但可获得全局最大能量优化.本模型通...     

汽油吸附脱硫装置换热网络节能研究

针对某催化汽油吸附脱硫装置换热网络,分析装置流程,并且从整个流程中提取了6股冷物流和4股热物流的初始温度、目标温度、热负荷等数据,选择最小传热温差为15℃,利用夹点技术得到夹点温度为81.5℃,确定了装置的节能目标为节约公用工程量78.5%。然后利用夹点三原则对现有装置的换热网络进行分析,发现该装置夹点之上存在2个冷却器、夹点之下存在1个加热器并且存在1个换热器跨越夹点传热,这造成了能量的不合理利用从而造成能量浪费。针对这几个不合理的传热器,以现有网络为基础提出了增加2台换热器从而消除部分违背夹点原则的环节的换热网络优化方案,最终实现节约冷公用工程量52.8%,节约热公用工程量65.7%的效果。     

换热网络综合中管壳式换热器设计研究进展

管壳式换热器应用广泛尤其是对其设计的研究,回顾了近年来单台管壳式换热器的工艺设计方法,并指出这些方法难以兼顾换热网络的节能降耗。许多研究者,在换热网络最优综合的同时提出了多种面积裕量优化设计方法,虽然考虑了换热网络中各换热器换热面积的优化,但并未考虑换热器的选型与详细设计。近年来,也有研究者基于换热网络综合进行管壳式换热器的详细设计研究,同步优化换热网络和单台换热器的设计,但这些方法均是在给定的工况条件下进行设计,考虑到实际生产中工况条件经常发生变化,单台换热器的设计均采用超余设计难以保证总费用最小。最后,在此基础上,提出一种从灵敏度分析的角度出发以总费用最小为目标基于换热网络综合的管壳式换热器详细设计思路。