基于专家系统有分流大规模换热网络超结构模型研究

对现有的换热网络超结构模型进行了回顾 ,分析并指出了它们的不足之处 ,进而提出了一种基于专家系统的换热网络超结构模型的方法。首先利用专家系统确定物流的分流及匹配禁止 ,然后在建立超结构数学模型时把由专家系统确定的匹配禁止作为约束条件 ,且只把由专家系统确定的有分流的物流进行分流 ,其余物流则不分流。该超结构模型非常适用于大规模换热网络的合成     

弹性换热网络的直接合成方法

通过对弹性网络性质的分析，提出了一种直接合成弹性换热网络的方法。该法简单，具有普遍性。在弹性结构基础上，用４种极端条件确定网络中的加热器、冷却器及换热器的最大换热面积，以使换热网络具有足够的弹性。     

换热网络优化设计方法及多换热网络能量集成的研究进展

介绍了换热网络优化设计方法和在全厂能量集成基础上发展起来的多装置换热网络能量集成研究的发展现状.对有关研究进行了分类,分别比较了换热网络优化设计方法以及多装置换热网络能量集成的几种方法的优劣,指出今后换热网络优化设计与多装置网络间能量集成的研究重点应放在集成运用人工智能方法、直观分析(研究)法和数学规划法,以发展一套既有理论价值、又有实用意义的系统方法,为指导实际换热网络的设计服务.     

一个基于流程模拟的换热网络优化方法

结合工程设计，借助流程模拟软件HYSYS（2.2版），用夹点方法对某常减压蒸馏装置的换热网络进行分析和优化；同时采用STX，ACX软件进行带汽化、冷凝及无相变的冷换设备选型和振动分析计算，避免振动引起冷换设备的损坏，避免了多数夹点分析软件不能严格计算带相变冷换设备而引起的计算偏差。     

基于专家系统与遗传算法的有分流换热网络的最优综合

提出了基于专家系统的网络有分流的超结构模型及换热器网络同步最优综合设计的方法，先通过专家系统确定物流的分流及匹配禁止情况，在此基础上建立了网络有分流的超结构模型再用遗传算法对上述模型进行求解，最后用分解协地对网络结构和匹配单元同时进行优化，该法不仅能自动地合成有分充的换热网络的是优流程结构，且能同时满足网络的各种工艺限制条件，并通过某个换热网络的最优合成设计，说明本方法的有效性和应用前景。     

基于最小工程量和压力降考虑的换热网络改造

基于换热网络模拟技术、换热器单台优选技术以及夹点技术原理对现有换热网络实施瓶颈分析，实现以最小投资和最小工程量完成现有换热网络的改造。特别针对被加热物流在换热过程中出现汽化，形成气阻，压力降增加的问题，提出了相应的解决方案。     

基于蒙特卡罗遗传算法的换热网络优化问题

在换热网络超结构及其数学模型的基础上,提出了换热网络优化的蒙特卡罗遗传混合算法,利用蒙特卡罗方法在解空间进行全局搜索,得到最佳换热匹配,由此引入遗传算法对网络优化问题中的连续性变量进一步优化,降低换热网络年综合费用。实例表明,应用蒙特卡罗遗传混合策略能在保证算法的全局搜索能力的前提下,提高换热网络优化效率,并能使换热匹配更加合理,减少加热器和冷却器的投入,降低网络的综合费用。     

基于系统分解方法的换热网络分析与应用

针对己有的换热网络的结构，提出了一种基于系统分解方法的换热网络分析方法，它是把整个换热网络结构分解为若干子换优化分析，使热回收量达到最大，并获得换热网络中各换热单元的最优操作参数。     

换热网络弹性分析的研究和应用

提出了一种新的换热网络弹性分析方法－多元线性方程组法。它可以解决变温度、变流量等有分流、有回路的任何复杂的实际网络。方法简单，解题透明，容易由计算机求解，应用于某厂的常减压原油装置的换热网络的弹性分析及改进，取得满意结果。     

基于温差原则的换热网络分步综合策略

在温差原则的基础上,提出了一种换热网络的分步综合策略。采用蒙特卡罗随机抽样技术优化获得换热网络的初始结构,在此初始结构的基础上利用换热网络的温差原则逐步生成新的换热器改变网络结构,每步都结合牛顿法对整个网络进行优化,以此权衡设备投资费用与公用工程费用来获取具有最优年综合费用的换热网络设计结构。两个具体的换热网络算例表明,分步综合策略能够提高换热网络的总换热量,实现能量的综合利用;优化结果与文献值相比,设备投资费用明显减少,从而能获得最优的年综合费用。     

高温热管换热器稳定性设计及结构参数优化

利用三次设计的优化方法对高温热管换热器冷热流体侧翅片间距、翅片厚度、管束横向管间距、冷热流体迎风流速、迎风面宽度及加热段长度进行了最优参数组合,找出了高温热管换热器投资回收年限最小的最优解,最大限度地降低了投资成本,减小了运行费用。同时对各温度区域热管换热器进行了可靠性和稳定性设计研究,指出了过渡段采用强化管可以大幅度提高高温热管换热器在变工况下运行的稳定性和可靠性。随后借助神经网络的方法对优化结果进行了模拟仿真,从而确定出最佳方案,其结果可为完善高温热管换热器结构优化设计提供一个新的方法。     

基于模拟退火算法的换热网络双层优化方法

针对同时存在整型变量及连续变量两种变量形式的换热网络优化问题,提出一种基于模拟退火算法的双层优化方法,分别处理代表结构的整型变量及代表费用的连续变量优化。外层算法以经济费用目标作为判断换热网络结构优劣的标准,通过随机扰动产生试探结构,借助模拟退火机制逐步进化外层结构;内层算法以流股间匹配的换热量作为优化变量,采用模拟退火算法实现费用连续变量的优化,再反馈到外层的结构优化过程。两个具体算例证明:模拟退火算法应用于换热网络结构的整型变量优化可以找到较优换热网络结构,而双层优化方法可有效处理具有整型变量和连续变量两种变量形式的换热网络优化问题,取得较好的换热网络设计。     

稳态过程在线数据校正技术的工业实施

开发了稳态过程在线数据校正软件DRS ,采用方差检验法进行稳态检测 ,通过两层次变换进行数据分类 ,将数据预处理、逻辑判断与整体检验法和测量数据检验法相结合用于侦破、识别过失误差。DRS软件可以连续判断生产装置操作是否平稳并对处于稳态下的测量数据进行校正 ,还可以对测量数据中含有的过失误差进行正确的侦破和定位。运行结果表明 ,DRS软件对过程的稳态检测结果正确 ,对测量数据中含有的过失误差可以正确侦破并合理地处理 ,校正结果合理、可靠。     

基于BP神经网络的板式热交换器传热与流阻性能预测

应用BP神经网络,建立了一种新的板式热交换器传热与流阻性能预测模型。它利用BP神经网络的函数拟合能力,通过拟合板式热交换器单板传热面积、板片厚度、波纹深度、波纹节距及波纹夹角等参数,来预测板式热交换器的传热系数、冷热侧压力降和传热准则关联式,对板式热交换器的传热与流阻性能做出综合评价。     

考虑物流间长距离匹配的换热网络最优合成

针对实际换热网络合成中存在的物流长距离匹配问题进行了探讨,指出当两匹配物流间的物理距离过长时,在网络合成时应该考虑长距离匹配的管线成本;提出了长距离物流匹配与否的准则, 进而又进一步提出了同时考虑冷、热物流长距离匹配的换热网络最优合成的分步优化的策略。通过一换热网络最优合成的实例,证明本方法的实用性。     

换热器系统的能质传递有效度

基于热力学能质传递理论定义并导出了换热器系统的能质传递有效度计算公式,系统地讨论了传热单元数、冷热流体热容量流率比以及单台换热器的流型对换热器系统能质传递有效度的影响,比较了换热器系统的能质传递有效度与换热器系统的传热有效度。结果表明,对于由多台结构和流型相同的换热器串一并联组合而成的换热系统,当其中的每台换热器为逆流布置时其热力学性能最佳;在相同的情况下,换热器系统的传热有效度总是大于换热器系统的能质传递有效度,且换热器系统的能质传递有效度和换热器系统的传热有效度以及两者之间的差值随传热单元数、冷热流体热容量流率比以及单台换热器的流型的变化呈现不同的规律。     

人工智能与数学规划的集成用于换热网络最优合成设计的研究

用人工智能与数学规划的集成方法，对换热网络进行同步最优合成设计，建立了换热网络结构和匹配单元同时优化的数学模型，并提出运用分解协调法求解该模型。该方法不仅能自动地合成换热网络的最优流程结构，而且能同时满足网络的各种工艺限制条件。通过某个换热网络的最优合成设计，说明本方法的有效性和应用前景。     

换热网络操作夹点的求解与分析

从操作的角度研究换热网络结构已定或网络正在运行情况下的操作夹点,在验证了管壳式热交换器动态机理模型有效性的基础上,提出基于动态机理模型,应用MATLAB/SIMULINK求解换热网络的最小温差和操作夹点位置,归纳了影响其变化的主要因素。以简单换热网络和现场原油换热网络为例进行验证,深入分析了最小温差的变化趋势。     

热端阈值问题换热网络设计与应用

提出了确定热端阈值问题换热网络最大热集成热量的方法和考虑热集成的热端阈值问题换热网络的设计方法。确定最大热集成热量后,建议将热端阈值问题换热网络分为自匹配与热集成2个部分分别实施优化改进。对某催化裂化装置换热网络实施优化改进,改进后装置冷公用工程负荷减少约11.5%,同时增产3.8 MPa蒸汽约10.0 t/h;或减少发生3.8 MPa蒸汽约34.5 t/h,提高常减压装置初底油换后温度约20℃,节约常减压装置燃料气约2.4 t/h。考虑热集成的热端阈值问题换热网络设计方法可用于指导热端阈值问题换热网络的优化与改进工作。