能量回收换热网络的构造与优化

本文采用系统合理用能的方法,针对一具有多生产线、多产品的联合企业,在进行系统用能现状分析的基础上,找出系统用能不合理的主要薄弱环节并结合工艺过程寻求出可能的回收环节,由此进行薄弱环节与回收环节之间的换能网络的构造。提出了最大能回收模型,得出以换热网络出口物流温度作为优化变量,当分别达到最大能和回收目标时,该优化变量在两种目标下取值相同,这对能量回收换热网络的设计具有指导意义。     

基于夹点技术的航煤加氢换热网络优化

针对某航煤加氢装置现行换热网络夹点温差不合理导致能耗较大的现状,利用夹点技术对该装置换热网络进行分析、优化。在该装置实际工况下的夹点温差附近选取相应的夹点温差,计算出不同夹点温差对应换热网络的年总费用,得出年总费用最小的夹点温差,即最优夹点温差。在最优夹点温差的基础上生成新的换热网络,结果表明,节能效果显著。     

换热网络优化的研究进展

换热流程中换热器、加热器、冷却器、混合器和分流器等组合构成换热网络。国内外对如何优化换热网络已有大量研究,提出了不同的优化方法。本文介绍夹点设计法、双最小换热温差法、人工智能法、神经网络模型法、遗传算法等具有代表性的研究进展情况。     

蚁群算法在换热网络优化中的应用

提出将蚁群算法应用于换热网络优化中,按照相等的能量份额将各股热流体分解成能量集合,热流体能量通过换热器在与冷流体换热的过程中得到分配,换热器单元面积得到相应地调整．能量分配过程中换热网络得到优化,从而使年综合费用减少的换热器面积不断积累,最终形成了一个最优的换热网络结构．通过具体算例验证了该方法的可行性和有效性,最终优化的结果证明该方法具有较强的全局搜索能力,能够应用于复杂换热网络的优化问题中．     

常减压换热网络的优化改进和优化控制

对结构已定或正在运行的常减压换热网络,在操作夹点附近设置旁路,通过对旁路流量的优化控制,使换热网络在某些过程物流的流量、温度发生变化时,换热网络的换热仍能满足工艺上的换热要求,公用工程能量消耗在现有的换热设备的基础上接近最小公用工程消耗量。     

利用夹点技术优化蒸馏换热网络

介绍夹点技术设计的基本原理及设计原则,采用Aspen Hx-net软件,运用夹点技术对某炼油厂常压蒸馏装置换热网络进行优化分析,确定最优传热温差△Tmin、最小公用工程用量和夹点位置,并对换热网络进行了优化.装置运行情况表明,优化后的换热网络节能效果明显,装置投资回收期仅8个月.     

夹点理论及其在换热网络中的优化分析

本文主要介绍了利用夹点技术设计换热网络的原则及需要注意的问题,并利用夹点技术对乙烯生产原有换热网络进行夹点分析,研究换热网络利用的瓶颈,找出换热网络不合理的环节和原因。经优化改造后新增4台换热设备,新增设备及改装费用约2 900万元,但每年节约公用工程费用2 949万元,回收期为一年,故改造合理,节能明显。     

蜡油加氢装置节能优化分析

中国石化洛阳分公司220×104t/a蜡油加氢装置设计年开工时数8400h,主要由反应部分(包括新氢、循化氢压缩机、循环氢脱硫)、分馏部分、富氢气体脱硫部分、热回收和产汽系统以及蜡油加氢处理装置公用工程部分等组成。主要生产低硫含量的精制蜡油,为催化裂化装置提供优质原料,同时副产少量石脑油和柴油,富氢气体经脱硫后去制氢装置作原料。装置于2009年5月20日一次开车成功,设计能耗为12.96kg标油/t。开工运行一周年以来,蜡油加氢处理装置通过开展装置优化,节水、节电、节气,增大装置加工负荷,大幅降低了能耗。2009年蜡油加氢处理装置累计综合能耗为12.46kg标油/t,达到设计要求。2010年,通过节能优化措施,综合能耗从2009年的12.46kg标油/t降至8.85kg标油/t,下降3.46kg标油/t,降幅达29%,在中国石化(Sinopec)同类装置中名列前茅。     

聚氯乙烯装置热集成

聚氯乙烯装置是一个高耗能装置,对其利用夹点技术进行节能改造,有很重要的应用价值。本文利用夹点技术对某聚氯乙烯流程进行了分析,找出了其能量利用不合理的环节,针对这些不合理的环节提出了节能改造方案,并对方案进行了技术经济评价。     

金属换热器热效率分析及FLUENT模拟在实际工程中的应用

在实际工程中,通过比较分析及FLUENT模拟计算,找出了烟气流动过程中存在的问题.针对模拟分析结果,采取相应措施对加热炉排烟系统进行改进,达到预期的节能效果.实践表明,烟道内换热器前后烟道走向应避免拐弯;FLUENT的烟气模拟在实际工程施工中具有一定的指导意义,具有广阔的开发应用前景.     

一种割裂耦合关系的换热网络优化方法

在用强制进化随机游走算法优化换热网络时,优化后期由于换热单元之间存在耦合关系,换热网络结构已基本稳定,难以新增加或者消去换热单元,因此结构变异较为缓慢。为了促进结构变异,提出了一种割裂结构耦合关系的高效优化方法。该方法基于耦合关系随机消去换热单元,使得匹配已稳定的冷热流股重新获得一定的换热潜能,从而具有匹配新换热单元的潜力,快速寻找到更多匹配方式。通过20SP和15SP算例进行有效性验证,分别取得1 395 461 $和5 115 557 $的年综合费用,表明割裂结构耦合关系的方法能进一步促进结构进化,增强算法的全局搜索能力。     

基于AspenTech的分馏塔用能优化及换热网络夹点分析

炼油工艺过程中,分馏系统的用能优化是换热网络能量优化的必然要求。以荆门石化3．5Mt／a常减压蒸馏装置为例,利用AspenP1us和AsDenEnergyAnalyzer软件,对常压塔以及换热网络的用能情况进行分析,提出能量优化利用思路：变工况条件下．首先优化分馏系统操作参数,再以此为条件,优化换热网络结构,才能实现整个网络的能量优化。利用AspenPIus软件的模型分析功能,确定了常压塔底汽提蒸汽、常压炉出口温度、中段回流以及侧线的最佳操作参数,为换热网络的夹点分析提供基础数据;在分馏塔操作优化基础上,对现有换热网络进行夹点分析,找出最优夹点温差,求得现有换热网络最高理论换热终温（317．7℃）,为进一步优化换热网络提出了目标;通过建立现有换热网络的网格图,找出跨夹点换热的换热器（总共有5台）,为换热网络的改进提供了方向。     

冰级船板式换热器流动传热分析及结构优化

采用数值模拟方法研究换热板结构对冰晶两相流换热机制和流动特性的影响。研究结果表明:波纹倾角β=60°、波纹深度h=4 mm、波纹间距λ=12 mm为所研究的换热器适用于海水-冰晶两相流的最佳值。利用宽通道对其进行结构优化设计,并采用相关试验数据验证。结果表明:宽通道间距为16 mm时,换热强度最大,流动阻力较小,可有效防止冰晶堵塞板内沟槽,且此时的换热效果和流动特性最佳,适合极地工况下冰晶两相流流动换热。     

基于神经网络的热工过程动态建模

针对热交换器的滞后、时变、非线性特性,提出一种新的基于工作点的换热器神经网络动态建模方法,即利用静态网络加动态环节的方法建立换热器系统的神经网络动态模型,称为灰箱式动态模型。算法推导过程中采用矩阵形式,易于理解和编程,模型经过训练后,预测结果准确。     

一种应用于换热网络综合的伴随优化策略

为解决强制进化随机游走算法(random walk algorithm with compulsive evolution,RWCE)应用于换热网络综合时进化停滞的问题,提出了一种伴随优化策略(CO-RWCE):对种群中各个体优化进程进行监控,当个体因接受差解陷入长期进化停滞时,将该个体历史最优解回代给个体以调整优化方向;若多次回代后个体仍未进化,则将全局最优解传给个体并摄动以实现重生。在回代或重生后,采用一种游走概率递减技术,控制游走变量个数以提升搜索精度。优化结果表明:改进策略增强了个体自身进化能力,有效提升了算法搜索能力。     

应用遗传算法优化设计紧凑式换热器

应用遗传算法对锯齿型板翅式换热器的结构进行了优化设计.以预定的传热量、两侧压降、体积等设计要求为适应度函数,通过对设计变量构成的种群个体进行适应度评估以及选择、交叉、变异等遗传操作,得到符合设计约束的换热器最优结构参数(如翅高、翅长、间距,以及长、宽、高等).此外,对10次计算得到的设计参数进行了统计分析.结果表明:相关结构参数的不确定度很小,应用遗传算法可以快速方便地对紧凑式换热器的几何结构参数作出符合设计要求的选择.