大规模无分流换热网络最优综合的模型与算法

提出了大规模无分流换热网络最优综合问题的严格的混合整数非线性规划超结构模型,该模型建立在新的超结构基础上,可包含更多可行的换热网的结构,并成功地解决了“组合爆炸”问题。同时针对该模型提出了改进的遗传算法。文中给出了大规模换热网络综合的一个工业实例;乙烯装置的换热网络改造。     

换热网络非等温混合多目标同步最优综合

提出了一个非等温混合同步最优综合的混合整数非线性规划改进模型，可对公用工程费用、换热面积、换热设备台数以及流股的匹配选择进行多目标同时优化，且模型本身不依赖于夹点技术及其网络温差。由于采用了新算法，消除了流股分流时的等温混合线性化假设，只需求解一次混合整数非线性规划问题可得到包括分流情况在内的最优网络结果。     

利用夹点技术分析优化换热网络

介绍了夹点技术设计的基本概念及设计原则.以标定数据为基础,运用夹点技术对某炼油厂常减压蒸馏装置换热网络进行优化分析,经济评价结果表明优化后的换热网络节能效果较好.     

模式搜索法实现换热网络同步最优综合

在Grossmann换热网络分级超结构的基础上,建立了用于描述换热网络的无分流两级分级超结构模型,通过对换热网络设计的3个目标(换热设备单元数、换热面积、公用工程)进行同步考虑,将模式搜索法应用到换热网络的最优综合中,建立了求解换热网络最优综合问题的数学模型.计算结果表明,模式搜索算法不可行解的剔除策略能明显提高换热网络优化的质量和效率.     

群智优化算法同步综合换热网络

提出了一种同步综合换热网络的群智优化方法。采用超结构建立换热网络模型,以不同的换热网络结构为演化个体,个体的各维分别表示各换热器的换热量,以最小总费用为优化目标,同步考虑投资和运行费用,采用遗传算法优化网络结构、粒子群算法优化换热量。避免了传统方法的复杂计算,解决了各换热器的换热量受到换热条件约束并相互制约等设计的难题,提高了设计的速度和设计的智能性。仿真研究验证了方法的有效性。     

基于改进遗传算法的双层优化方法在化工换热网络设计中的应用

换热网络是化学工业过程中最常用的能量交换系统,其设计的优劣直接影响到系统能耗的大小以及企业效益的好坏．作者对换热网络设计优化问题,提出了一种改进遗传算法与传统数学规划相结合的双层优化方法,并用Matlab仿真研究验证了此方法的有效性．     

多周期换热网络柔性综合与维护同步优化

提出柔性换热网络在初始设计阶段,考虑网络投入运行后,实施清洗维护时序安排的理论框架.通过柔性综合与维护同步优化,年度总费用能够进一步降低,同时网络柔性得到提高.为降低该NP难问题的计算复杂性,提出柔性换热网络初步综合和同步优化相结合的两阶段法.最后,通过计算实例验证了所提方法的有效性.     

使用Excel 7.0for Windows95优化换热网络

提出了使用Ｅｘｃｅｌ ７．０ ｆｏｒ Ｗｉｎｄｏｗｓ９５简便和快速优化换热网络的方法。首先由Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ法确定全局最优点的近似位置,然后由“Ｓｏｌｖｅｒ”求得精确解。全部优化过程由ＶＢＡ语言编写。此法可用于解决许多工程优化问题。     

解换热网络同步综合问题的列队竞争算法

给出了换热网络同步综合问题的数学模型和拓扑结构的描述,并确定了产生相邻换热网络的策略。在此基础上,提出了列队竞争算法解网络综合问题的计算方法。对实例问题的求解得到了优于文献报道的结果。     

不同操作周期下考虑结垢问题的换热网络优化

换热网络优化一直是过程系统集成中的研究热点,而换热器结垢是换热过程中不容忽视的问题.基于结垢阈值模型,换热器中的结垢问题可通过流速优化、分流比优化以及清垢周期优化这3种手段进行改善.在某原油常减压预热网络的案例基础上,考虑换热器的结垢及压降问题,在不同的操作周期下分别采用这3种手段,实现对固定结构换热网络的优化.结果表明,3种手段均可不同程度地降低年度总费用,且节能效益随不同的操作周期有所改变.     

换热网络的分析

给出了换热网络分析的数学模型,用线性规划方法求解换热网络中各换热器物流进出口温度,使热回收量达到最大.依据所编制的程序对实例进行了计算,结果令人满意.     

换热器两侧性能的最佳匹配关系

基于换热器的传热方程和投资费用方程，在单位投资费用换热热流量最大的条件下导出换热器两侧的最佳性能匹配关系式，即最佳投资分配、最佳表面积分配及最佳热阻分配的平方根律．结果表明，由于投资费用的影响，换热器两侧的最佳换热性能匹配并不是等值匹配．因此，采用该规律能避免换热器设计过程中确定换热表面的盲目性     

关于换热器两侧换热表面最佳匹配的讨论

在分析换热器的传热方程和投资费用方程特性的基础上推导出两侧换热表面的最佳配比关系式，即两侧换热表面之比与换热性能比和投资费用比乘积的平方根成反比，进而在投资费用给定的条件下对传热方程求极并导出该关系式，从而证实分析的正确性．算例表明，凡满足最佳配比关系的换热器表面，其单位传热量的投资费用最省．为换热器优化设计和检验提供了理论依据．     

双U型埋管换热器换热影响因素分析

对地源热泵垂直单孔双U型埋管换热器的单孔回填材料、管内流量、进口温度等因素对换热效果的影响进行研究.对搭建实验台的测试数据进行分析,得到了在该测试工况下最佳流量约为1.01m3/h,并对比中粗砂与原土的热导率,得出在导热率增大45%时,其单位井深换热量增大了25%,同时经过数据和设备综合考虑分析得出了机组循环液的出口温度不宜太高,在约35.6℃达到实验最佳值的结果.     

用微元分析法进行换热器表面匹配的优化

以换热器传热量不变下投资费用最小为目标函数,对传热方程和投资费用方程中各变量进行微元分析,导出了换热器两侧换热表面的最佳匹配关系．     

旋梯式螺旋折流板换热器优化结构的数值模拟

针对现有螺旋折流板换热器在相邻两块折流板的直边对接处形成三角区漏流而降低换热器换热性能的问题,提出了一种旋梯式螺旋折流板换热器,即旋梯式折面折流板由一块大平板经过两次弯折后形成,其中两平面与管束轴线垂直,另一平面与两平面的夹角(折弯角)相同。对旋梯式螺旋折流板换热器的结构进行了计算流体力学模拟优化,结果表明:利用折面板结构及直边重叠特点,消除了三角区漏流,改善了壳程流场,使得换热器壳程流体流动更接近于螺旋流,换热得以强化;折弯度为0.3、切割百分数为90%、折弯角为37°时,旋梯式螺旋折流板换热器综合性能最优,换热器热性能因子提高了28.4%~30.7%,平均增加了29.9%。该结果可为螺旋折流板换热器的节能优化提供参考。     

综合考虑传热、流动与投资的换热器性能优化

在给定换热器传热量下导出使投资费用最少的换热表面的最佳匹配准则和使流动传热过程火用损失率最小（即反映运行费用最省）的换热性能最佳配比准则，并利用两准则间的相关性对换热器进行综合性能优化，从而获得最佳的结构参数、性能参数和运行参数．为显示优化方法过程，以圆形肋片管换热器为例进行具体的性能优化，经数值迭代最终获得最佳参数     

两种换热网络综合优化方法对比研究

换热网络的全新优化设计(grassroots design)和换热网络的改造优化设计(retrofit design)均可提高过程工业能量综合利用效率.为了对两种优化设计方法进行比较,分别在分级超结构的基础上,以费用函数为目标函数,建立了两种换热网络综合优化方法的数学模型.通过对混合遗传算法进行改进,实现了对数学模型的优化求解,并从节能水平、投资费用及投资回收期等方面对两种优化方法进行了对比.结果表明,通过对原有换热器单元的重新利用,使得换热网络的改造优化设计虽然在节能水平方面稍低于换热网络的全新优化设计,但在投资费用和投资回收期方面优势明显.     

MPC轴流管壳式换热器的壳程局部传热性能

对一种具有并流多通道进出口结构(MPC)的轴流管壳式换热器的壳程局部传热性能进行实验研究,分别在有壳程进口段分布挡板与无分布挡板的情况下,探讨了进口段局部表面传质努塞尔数的分布、局部平均表面努塞尔数与管束位置及雷诺数的关系,分析了进口段和换热器整体的平均传质努塞尔数与雷诺数的变化关系,揭示了壳程进口段的局部表面努塞尔数的分布规律,并进行了机理分析.研究结果表明,分布挡板能够有效促进壳程流场的分布,提高换热器壳程的整体传热性能.