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。     

页岩油中芳烃加氢集总反应动力学研究

基于对页岩油芳烃加氢过程的分析,建立了页岩油加氢八集总动力学模型和反应网络。根据不同温度和空速下的页岩油加氢小试实验数据,采用MATLAB优化算法回归得到加氢动力学模型参数。随后模型的验证结果表明计算值和实验值相吻合。在此基础上模型可有效用于加氢产品分布的预测及工艺条件的优化,该工作为页岩油加氢过程的设计提供了指导。     

考虑过程效率和气体性质的功交换网络集成

在化工过程中,压缩功是一种很重要的机械能,可以通过对功交换网络进行集成实现压缩功的节约。考虑直接功交换器的工作效率以及真实气体压缩因子,通过构建分级超结构,以压缩功公用工程最小化为目标,建立了混合整数非线性规划模型。根据功量交换器的压力约束与流股的不分流约束,得到了直接功交换网络中高压流与低压流的匹配关系和最优的功交换网络。案例分析结果表明,优化后的功交换网络的压缩功公用工程比现行网络减少了21.2%,且与传统方法相比,本方法由于考虑了气体真实性质和过程效率,因而结果更接近实际、更加可靠。     

基于嵌入式软件算法级能耗问题研究

能耗已经成为嵌入式系统设计中一个重要的约束条件.嵌入式系统是典型的软件驱动执行系统,硬件的电路活动直接导致系统参数功耗,而软件中的指令执行和数据存取等操作底层的微处理、总线、Cache、存储器和I/O接口等硬件的活动都会间接的导致系统参数功耗.在现代“低碳经济”的背景下嵌入系统的功耗已经引起人们关注的一个重点.而软件设计早期对高层所作的功率耗评估和优化对整个系统的的能耗影响最为显著.本文通过构建算法级能耗估算模型,并通过实例采用神经网络算法、遗传算法等进行能耗求解,同时在求解过程中进行能耗分析.     

能量受限条件下率失真性能优化机制研究

视频编码率失真性能的研究一般没有考虑到能量对率失真(RD)性能的影响。本文针对WSNs节点如何分配计算能耗与传输能耗,使得视频信号RD性能最好的问题展开了研究。首先建立了压缩与传输部分的功耗-率-失真模型,并由此得到系统的功耗-率-失真模型。随后通过数值方法,分析了压缩功耗与系统失真之间关系。实验结果表明存在一个最优的压缩功耗PS值,使得系统的失真度最小。     

内部能量集成精馏塔技术应用于乙烯分离流程的节能研究

乙烯生产装置是石化工业中最重要的装置之一,其生产过程需要消耗大量的低温冷量,采用先进的能量集成技术优化乙烯生产过程、提高能源利用效率具有重要意义.本研究针对前脱丙烷前加氢工业乙烯装置,将内部能量集成精馏塔技术应用于乙烯分离塔,提出基于内部能量集成技术的乙烯分离流程.利用流程模拟软件Aspen Plus分别对内部能量集成精馏塔流程和开式热泵精馏流程进行严格模拟,结果表明内部能量集成精馏塔精馏段压力对新流程系统中压缩机的功耗有显著影响,最终优化的内部能量集成精馏塔精馏段操作压力为1410KPaG,提馏段操作压力为710KPaG.相对于目前先进的乙烯精馏塔开式热泵流程,内部能量集成精馏塔流程具有节能效果,内部能量集成精馏流程中系统压缩机的总功耗为38.869MW,而热泵精馏流程中系统压缩机的总功耗为39.680MW,内部能量集成精馏塔流程中系统压缩机的总功耗降低约2.04％,因此内部能量集成精馏塔具有一定的工业应用前景.     

SQL能耗建模及优化研究

IT系统能耗的节节攀升,使得设计新一代DBMS时必须考虑其能耗效率问题。由于SQL语句的执行过程大约消耗70%~90%的数据库资源,因此对SQL进行能耗建模及优化对提高数据库的能源使用效率具有重要的意义。在对SQL查询处理机制进行研究的基础上,构建了SQL能耗模型,并对一系列查询优化原则进行了实验,以表明不同优化原则对性能提升及能耗减少的有效性。实验及能耗数据分析表明:CPU利用率是影响系统功耗的最关键因素,SQL能耗优化方法可忽略内存优化且应该均衡考虑性能优化及功耗优化两方面,提出的SQL能耗模型及节能优化方法具有较强的应用价值。     

VDR图像自适应压缩算法的研究*

针对船载航行数据记录仪（VDR）中对雷达图像压缩的要求,分析图像的灰度丰富度、平滑度特征,建立了图像灰度丰富度、压缩比和压缩质量的关系及平滑度、压缩比和压缩质量之间的数学模型。提出以图像的灰度丰富度指标来自适应选择ZIP压缩或JPEG压缩算法以便获得最优的基本算法,并提出以图像的灰度平滑度来自适应确定JPEG压缩算法的压缩质量参数以便获得恒定的压缩比,实现了VDR图像的自适应优化压缩。     

基于改进粒子群算法的污水处理过程神经网络优化控制

针对活性污泥法污水处理过程高能耗的问题,综合考虑污水处理出水水质和生化反应参数之间的关系,文中设计了一种智能优化控制系统.该系统以国际水协(IWA)开发的基准仿真模型BSM1为研究对象,利用改进粒子群算法优化BSM1第2分区的硝态氮浓度和第5分区的溶解氧浓度、混合液悬浮物固体浓度的设定值;同时利用感知器神经网络预测污水处理过程的输出,在出水水质达标的前提下降低污水处理能耗.仿真实验结果表明,系统总能耗相比闭环控制策略降低4.614%,该神经网络智能优化控制系统能够有效降低污水处理的能耗.     

机群系统中空闲结点的功耗管理

针对机群系统中存在的大量空闲活跃结点所造成的严重能耗浪费,提出空闲结点的cache 式动态功耗管理模型,即利用结点多级休眠机制,将空闲结点划分为不同休眠等级的结点集合,每级休眠状态对应一级结点储备cache,力求获得近似活跃状态的系统响应速率,以及近似最深休眠状态的能耗节省。基于cache式功耗管理模型,综合能耗与响应速率两个因素,设计了空闲结点在不同休眠状态之间的动态升降级算法、基于储备池的资源结点分配与回收算法以及储备额阈值自适应算法,以在保证系统响应速率的同时降低系统能耗。实验表明,提出的空闲结点cache式功耗管理技术在作业相对延迟仅增加0.99%的代价下,系统空闲结点功耗降低69.51%,优化效果显著。     

基于多传感器的高炉炼铁操作参数优化

高炉(BF)炼铁是一个复杂的多变量系统,其上遍布各种传感器,而现行的操作制度是基于炉长经验的操作参数设置模式,它忽略了过程工况指标与各操作参数之间的影响关系,使得资源消耗常常处于“盲目”的状态.为了实现资源的合理配置,保证高炉的稳定顺行,需要对操作参数进行优化.在利用相似模式匹配实现高炉炼铁过程多操作参数优化的过程中,针对优良操作模式库庞大而引起的模式匹配速度慢且精度不高的问题,提出了基于马氏距离的多级匹配方法应用到高炉炼铁过程中,从大量工业运行数据中挖掘出适合当前工况条件的最优操作模式,从而实现高炉炼铁节能降耗、提高效率及增加效益的目的.     

基于多传感器的高炉炼铁操作参数优化

高炉﹙BF﹚炼铁是一个复杂的多变量系统,其上遍布各种传感器,而现行的操作制度是基于炉长经验的操作参数设置模式,它忽略了过程工况指标与各操作参数之间的影响关系,使得资源消耗常常处于"盲目"的状态。为了实现资源的合理配置,保证高炉的稳定顺行,需要对操作参数进行优化。在利用相似模式匹配实现高炉炼铁过程多操作参数优化的过程中,针对优良操作模式库庞大而引起的模式匹配速度慢且精度不高的问题,提出了基于马氏距离的多级匹配方法应用到高炉炼铁过程中,从大量工业运行数据中挖掘出适合当前工况条件的最优操作模式,从而实现高炉炼铁节能降耗、提高效率及增加效益的目的。     

裂解装置乙烯精馏塔回收率与总能耗的均衡操作优化

乙烯精馏塔系统总能耗是精馏塔自身能耗与塔底乙烷循环裂解所用能耗之和,回收率越大,精馏塔自身能耗越高,而塔底乙烷循环裂解能耗越低。因此系统总能耗与回收率之间不再是普通精馏塔的单调关系,而是随着回收率增大,先降低后升高,存在系统总能耗最优操作区域。回收率受气液相负荷上、下限及总能耗波动的影响存在相应的可行操作域。进料降低后,气液相负荷与总能耗波动对回收率的限制区域发生相应的变化。实际操作时,无论进料如何变化,只需将回收率与系统总能耗控制在相应的可行操作域内,即可在保证产品质量前提下,得到较高的回收率与较低的系统能耗,实现回收率与系统总能耗的均衡操作优化。     

多级闪蒸海水淡化系统的稳态模拟与优化

多级闪蒸海水淡化是提供淡水资源的重要方法之一,而装置的产水性能受进料海水温度等多个参数影响,对系统进行模拟分析和优化操作具有重要意义。本文针对典型多级闪蒸海水淡化流程系统,在建立系统严格机理模型的基础上,对影响产水性能的多个参数进行了分析,并在此基础上以日运行费用最小为目标对系统进行了优化研究。首先,基于质量平衡、能量平衡以及热传递方程等建立了严格的数学模型,该模型考虑了闪蒸室的结构、物性随温度和浓度的变化、非理想性的差异等基本的物理化学现象。然后,在MATLAB平台下对系统进行了模拟分析,讨论了闪蒸级数、海水温度、循环水量、蒸汽温度对系统产水性能的影响。最后,针对固定淡水需求,以日运行费用最小为目标研究了不同海水进料温度情况下的优化操作问题,得到了不同海水进料温度下最优的循环盐水流量、热排放海水流量和加热蒸汽温度,以及在此情况下的费用情况。结果表明,该优化操作与常规操作相比可明显的降低系统运行费用,提高其造水比。     

工业循环水系统的节能优化研究

针对工业循环水系统现存的高能耗问题,分析了工业循环水系统的能耗特征,确定了其关键可调参数,并挖掘了设备历史运行数据。通过最小二乘法等数据拟合方法建立设备电耗的数据驱动模型,以半机理半经验法建立冷却塔及冷冻机的数学模型。在此基础上,构建系统能耗优化模型。借助序列二次规划(SQP)等非线性优化问题求解算法,获得在保证循环水供应量与制冷量需求情况下的循环水优化调度方案、冷却塔风机优化操作方案、循环水泵与冷水机组的优化运行策略,并结合实际案例介绍运行评价技术的应用效果。结果表明,工业循环水系统能耗受环境温湿度影响较大,夏季系统能耗明显高于春秋季节;冷水机组效率(COP)随冷却水供水温度的降低而提高;在循环水系统运行评价的基础上进行循环水的调度或操作优化,可有效降低企业的冷量浪费问题,获得显著的节能效益。     

基于HVACSIM+和MATLAB的空调系统仿真研究

研究了空调系统的仿真及一定温度要求下的最小能耗优化控制。介绍了大型空调系统仿真软件HVACSIM+;以某大厦一层中央空调系统的空气处理系统以及空调房间为仿真对象,进行HVACSIM+系统仿真;建立了表冷器的能耗与冷冻水流速之间的函数关系,将此作为目标函数,在MATLAB环境下,应用改进的变量轮换法优化控制器参数,经HVACSIM+再次仿真运行,计算冷源向空调系统提供的能耗。仿真结果表明,优化参数下的仿真系统运行稳定,与优化前相比,经表冷器消耗的能量大大减少。     

基于粗糙集和贝叶斯的薄膜蒸发器参数评估

为了分析薄膜蒸发器过程参数对生产结果的影响,合理优化操作参数,结合粗糙集理论与概率论中的贝叶斯公式预测主要影响属性,提取评判规则。利用可辨识矩阵处理数据来过滤冗余属性,求得约简与核,再计算以综合决策、产量及蒸发强度作为结果属性的重要性,并引入贝叶斯公式计算其规则下的条件概率。计算结果表明,进料流量、进料温度、导热油温度和系统真空度对生产结果的影响最大,从而为工程应用编制软件提供参考。     

基于多目标遗传算法的LoRa参数匹配优化

从工程应用角度出发,需要LoRa无线传输系统兼备系统功耗低、传输距离短、系统稳定性好的特点,优化设计匹配参数是提高LoRa传输性能的重要途径。以LoRa无线通信的能耗最低、最远传输距离最大以及系统的鲁棒性最强为优化目标,以SF、BW、CR等参数的有效取值为约束条件,采用线性加权的方法将多目标优化问题转换为单目标问题,求出最优解。仿真和实际测试结果表明,遗传算法应用于LoRa的参数匹配具有可行性和有效性。     

基于AMBA的SOC总线功耗分析及优化

随着集成电路的制造工艺进入纳米级。SOC片上各模块间通信的功耗成为系统重要的参数。本文介绍一种基于AMBA总线的系统级功耗评估和分析方法，重点通过定量的实验，阐述了SOC中总线模块的功耗及它们之间的依赖关系。本文将系统功耗分解为各逻辑模块的功耗。全局总线的功耗和总线接口的功耗。在分析的基础上，评估不同片上互连结构减小功耗的方法。采用了图表对比的方式说明总线结构功耗优化的结果，通过整体考虑总线结构和个别分析单个模块结构，总结出功耗优化的方法。     

煤焦油加氢裂化集总动力学模型的研究

基于对煤焦油加氢过程分析,建立了煤焦油加氢裂化五集总(煤焦油、汽油、柴油、气体、焦炭)动力学模型。利用煤焦油加氢裂化的实验室小试结果,对加氢反应过程的动力学参数利用MATLAB软件编程进行了回归。结果表明,该模型能很好的预测产品的分布,其计算结果和实验值一致。在此基础上重点讨论了在一定温度下空速、氢油比、氢气的初始压力等操作条件对产品分布的影响,为进一步工艺流程的优化提供了依据。