精细搜索策略应用于质量交换网络综合

质量交换网络是化工过程系统的重要组成部分,其优化设计对降低污染排放具有重要意义。采用启发式算法优化质量交换网络时,存在难以兼顾全局搜索和局部搜索的问题。通过分析不同精度优化参数下的优化结果,揭示了该问题的成因,并提出一种精细搜索策略用于基础算法所得结构的深度优化。该策略包含两种方法,方法1采用具有个体回代与分化的高精度强制进化随机游走算法,可保留个体结构变异能力;方法2采用确定性方法依次对多维目标函数中的每个变量进行一维搜索,具有精度高收敛快的优点。将该策略应用于焦炉气脱硫和空气除氨算例,得到的结果分别为407308 USD·a^-1和127807 USD·a^-1,经济性优于现有文献中的结果,验证了本策略的有效性。     

换热网络优化中换热单元生成频次的影响分析及策略改进

换热单元的生成频次对换热网络优化有直接的影响,分析其机理可以指导求解算法的改进。本文采用节点非结构模型及强制进化随机游走算法,通过设置不同的换热单元生成概率与生成个数以改变换热单元的生成频次,观察并记录个体在优化过程中产生的年综合费用变化情况。发现不同生成频次下整型变量和连续变量的相对优化频率发生了变化,从而改变了整体优化过程,并且与个体当前优化状态不适应的生成频次会造成相对优化频率不平衡、优化结果较差。基于此,本文提出了一种具有生成参数动态调节策略的换热单元生成方式,在优化过程中根据个体状态实时调整换热单元的生成概率与生成个数,平衡整型变量与连续变量的相对优化频率。最后,采用15SP、10SP和20SP算例进行验证,换热网络的年综合费用较文献结果分别下降了1.06%、0.16%、0.68%,验证了该策略使得换热单元的生成频次更为合理,有效地提高了算法的优化效率。     

多股流换热器设计的量纲1温差场均匀性优化因子

本文提出了多股流换热器无量纲温差场均匀性优化因子的概念,并且研究了该因子在多股流换热器通道排列上的应用。研究表明：无量纲温差场均匀性优化因子能够作为多股流换热器通道排列的一个有效的评价指标,并进而指导多股流换热器的设计。     

兼顾求解精度的有分流换热网络的动态模拟

在换热器集总参数动态模型的基础上,结合换热网络的Grossmann分级超结构模型和YEE分级超结构模型,建立了有分流换热网络的动态模型,进一步建立了动态模拟的求解方法,可实现有分流换热网络的模拟.模型中考虑了管道的热损失,有效地提高了动态模拟的精度.通过实例研究,获得了不同扰动下换热网络中流体的出口参数,验证了模型的可靠性和准确性,为进一步研究换热网络的动态规划和运行优化奠定了基础.     

换热器动态场协同效应分析

针对处于频繁过渡过程中的换热器动态强化方法,以及过程控制中的动态过程,提出了用以评价动态性能指标的换热器场协同的观点.在建立了换热器通用动态模型的基础上,着重分析了动态场协同效应与换热器的控制性能、换热器的动态过渡过程之间的关系,为工作于频繁扰动和工况变动的换热器的设计和性能优化建立了联系.     

可再生能源多能互补的分布式能源系统两级超结构模型

针对现有分布式能源系统设计受区域、资源和政策差异性的影响,建立了一套考虑可再生能源多能互补的超结构模型框架和通用求解方法.通过对系统流程结构和单元设备物理特性的逻辑描述,确定模型输入输出参数.引入强制进化随机游走算法,实现不同用能负荷需求、可再生能源形式和区域条件的求解计算.将提出的优化模型应用于具体算例,根据资源、设...     

热化学硫碘循环制氢系统研究进展

热化学硫碘循环制氢是目前最有前景的制氢方法之一.为了提高产氢效率,众多学者对硫碘循环制氢系统进行了优化.对热化学硫碘循环制氢系统及其各单元研究进展进行了综述,讨论了本生反应中水和碘的用量问题、相分离问题,以及硫酸分解与碘化氢分解反应的反应环境和反应催化等问题,并对目前研究该循环的部分团队的实验结果和流程计算进行了对比.     

采用换热单元数限制策略的RWCE算法优化换热网络

针对强制进化随机游走算法(RWCE)在优化后期换热单元数和最小年综合费用变化缓慢的问题,提出强制限制换热单元数的方式优化换热网络:首先对换热网络结构中换热单元数下限进行控制,若某种结构的换热单元数小于该下限值,即强制增加换热单元,确保后期仍有较多的换热单元参与进化;为进一步优化换热网络,在维持换热单元数下限的基础上,对换热单元的换热量重新分配,使其在跳出局部极小换热单元数的同时,进一步精细搜索,增强结构进化能力。通过9SP和16SP算例验证,得到相较文献更低的年综合费用,分别为2 926 484和6 830 843$/a,表明引入该策略的RWCE算法,具有更强的全局搜索能力,兼顾了整型变量和连续变量的优化,优化效率和质量得以提高。     

烤房类型及配套烘烤技术对烟叶淀粉含量的影响

采用热风循环普通烤房和立式炉热风室烤房及配套烘烤技术,对红花大金元和K326品种的上、中、下3个部位烟叶进行烘烤,测定烘烤过程中的烟叶淀粉含量,并对初烤烟叶进行评吸鉴定.结果表明采用热风循环普通烤房及配套烘烤技术和立式炉热风室烤房及其配套烘烤技术调制后的烟叶淀粉含量分别为6.83%和7.73%,其差异达到了极显著水平,而且热风循环烤房及配套烘烤技术调制出的烟叶评吸质量也有一定程度的改善.     

能源岛回热技术的发展现状

利用燃气轮机循环实现热、电、冷三联供的能源岛系统是可持续发展能源利用的新技术，采用回热技术可显著提高燃气轮机循环效率。为此，综述了能源岛中回热技术的发展现状，对回热器材料、换热型面、回热器的制造情况进行了研究。发现采用不锈钢材料和耐热陶瓷作为回热器的材料还有一些问题有待解决；强化板式和板翅式换热型面是很有发展前途的回热器换热型面。通过分析，提出了新型回热器的构想，为进一步开展回热技术研究提出了方向。