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基于面积再分配和遗传算法的换热网络改造

发布时间:2019-06-29 22:28
【摘要】:在过程工业中,现存的许多换热网络由于结构和工艺的不合理,存在较大的能量回收潜力,使得许多换热网络有改造的需要。本文结合了分级超结构模型和换热器再分配策略,并对现有换热器再分配策略做了进一步改进,充分利用现有换热器,而当再利用现有换热器时,对比新增面积费用和新增换热器费用的大小,选择较小的方案,使相同的改造效果下的投资费用最小化。基于分级超结构模型,建立了换热网络优化改造的MINLP数学模型,充分考虑改造后节省的公用工程、原有换热器增加面积的投资费用、新增换热器的投资费用;基于遗传算法求解得到优化改造的换热网络。案例研究表明,改造所得到的换热网络与原换热网络相比,公用工程费用的降幅超过60%,改造收益为1.49×10~7$/a;年度总费用为1.290×10~7$/a,比相关文献低31.2%和9.2%,公用工程费用也比文献节省了42.4%和17.0%,实现了更优的改造效果。
[Abstract]:In the process industry, many existing heat transfer networks have great potential for energy recovery due to the unreasonable structure and process, which makes many heat transfer networks need to be reformed. In this paper, the hierarchical superstructure model and heat exchanger redistribution strategy are combined, and the existing heat exchanger redistribution strategy is further improved to make full use of the existing heat exchanger. When the existing heat exchanger is reused, a smaller scheme is selected to minimize the investment cost under the same retrofit effect by comparing the new area cost with the new heat exchanger cost. Based on the hierarchical superstructure model, the MINLP mathematical model of heat transfer network optimization is established, which fully considers the saved public works, the investment cost of the original heat exchanger increases the area and the investment cost of the new heat exchanger, and the optimized heat transfer network is solved based on genetic algorithm. The case study shows that compared with the original heat exchange network, the cost of the public works is reduced by more than 60%, the transformation income is 1.49 脳 10 ~ 7 / a, the annual total cost is 1.290 脳 10 ~ 7 / a, which is 31.2% and 9.2% lower than that of the related literature, and the cost of the public works is also reduced by 42.4% and 17.0% compared with the literature, thus achieving a better transformation effect.
【作者单位】: 浙江工业大学化工机械设计研究所;
【基金】:国家自然科学基金项目(51206147)
【分类号】:TQ051.5

【参考文献】

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【共引文献】

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【二级参考文献】

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