化工工业园区跨厂际水分配网络综合研究

发布时间：2017-10-16 10:25

  本文关键词：化工工业园区跨厂际水分配网络综合研究

  更多相关文章： 水网络 化工工业园区 预处理 间接回用 多阶段

【摘要】：水是重要的战略资源,但目前水资源短缺与水污染严重已经成为阻碍人类社会发展的壁垒。如何将用水方式从浪费水资源、污染水环境的粗放型转变为节约水资源、提高水资源利用率的集约型,是化工工业生产实现节能减排、可持续发展的一项重要内容。化工工业园区的建立为资源的共享与节约提供了更多的机会。本文以化工工业园区水分配网络为研究对象,构造考虑厂内预处理的间接集成超结构,研究网络的多阶段规划方法,并通过建立混合整数非线性规划模型进行最优化综合。本论文的主要研究内容有：(1)针对现有间接集成方法存在没有中央再生器入口浓度限制、污水可能过度处理、以及忽略再生器净化率优化等问题,提出了考虑厂内预处理的化工工业园区间接集成超结构模型。通过引入反映再生器净化率选择的逻辑约束,以及网络结构中的物料平衡、用水单元质量负荷限制、预处理器出口浓度限制等约束,分别以最小新鲜水用量和最小年度总费用为目标函数开展了网络最优化设计,并考察了中央再生器入口浓度约束对目标函数以及网络结构的影响。最终通过一个5工况算例验证了该集成方法的可行性。(2)单阶段规划所得到的水网络结构无法满足后续新厂建立、工厂生产规模变化等动态用水需求。针对这类问题,将考虑厂内预处理的间接集成方法与多阶段设计需求相结合,提出针对多阶段问题的逻辑约束,并将多阶段水网络综合划分为可预测问题与不可预测问题进行讨论。其中,可预测问题是针对多个已知园区沿时间动态变化的工况对园区全局水网络进行设计型最优化计算,最终综合出网络结构；不可预测问题则是在已有结构基础上针对园区的非计划调整进行操作型最优化计算,并最终给出调控方案。求解上述两个问题时,每个阶段内均沿用本研究所提出的间接集成数学模型设计网络结构,通过设定不同的已知条件与优化变量,优化获得满足最小新鲜水量与最小年度总费用的水网络结构或调节策略。本文将该方法用于一个3阶段和一个5阶段算例,结果证明了方法的有效性。
【关键词】：水网络 化工工业园区 预处理 间接回用 多阶段
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ085
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-10
• 1 文献综述10-23
• 1.1 水网络综合的研究内容和进展10-13
• 1.1.1 水网络综合的研究内容10-12
• 1.1.2 单厂水网络综合的研究进展12-13
• 1.2 单厂水网络综合的研究方法13-15
• 1.2.1 启发式方法13-14
• 1.2.2 数学规划法14-15
• 1.3 工业园区跨厂际水网络综合研究内容15-20
• 1.3.1 工业园区概念15-16
• 1.3.2 工业园区跨厂际水回用方式16-17
• 1.3.3 工业园区水网络综合研究进展17-20
• 1.4 本文研究内容与思路20-23
• 1.4.1 研究内容20-21
• 1.4.2 技术路线21-23
• 2 考虑厂内预处理的工业园区水网络综合23-41
• 2.1 问题描述23
• 2.2 超结构模型23-24
• 2.3 超结构模型比较24-25
• 2.4 数学模型的建立25-31
• 2.4.1 模型假设26
• 2.4.2 模型目标函数26-27
• 2.4.3 模型约束条件27-30
• 2.4.4 数学模型的求解30-31
• 2.5 算例分析与讨论31-39
• 2.5.1 算例描述31-33
• 2.5.2 算例综合33-39
• 2.6 本章小结39-41
• 3 考虑厂际间接集成的园区水网络多阶段综合41-71
• 3.1 工业园区水网络多阶段综合研究内容41
• 3.2 问题描述41-42
• 3.3 综合方法与数学模型42-45
• 3.3.1 综合方法42
• 3.3.2 可预测问题数学模型42-45
• 3.3.3 不可预测问题数学模型45
• 3.4 可预测问题的算例分析45-57
• 3.4.1 算例1-已知建厂计划45-50
• 3.4.2 算例2-已知园区规模变化50-54
• 3.4.3 算例3-以费用为目标优化54-57
• 3.5 不可预测问题的算例分析57-69
• 3.5.1 况设置57
• 3.5.2 调控策略讨论-工况一57-61
• 3.5.3 调控策略讨论-工况二61-66
• 3.5.4 调控策略讨论-工况三66-68
• 3.5.5 调控策略对比分析68-69
• 3.6 本章小结69-71
• 结论71-72
• 参考文献72-76
• 附录A 符号说明76-79
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况79-80
• 致谢80-81

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 王英龙;曹忠;马海龙;;过程工业水分配网络的研究进展[J];化学工业与工程技术;2007年06期

2 潘怀民;邓春;李伟;冯霄;;具有压力约束的多杂质氢气分配网络优化[J];计算机与应用化学;2013年11期

3 罗yN青;袁希钢;;基于粒子群优化算法的水分配网络系统综合的最优化研究(英文)[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2008年01期

4 刘永健;罗yN青;袁希钢;;过程工业水分配网络系统集成的NLP模型[J];计算机与应用化学;2006年07期

5 邓春;李伟;潘怀民;冯霄;;多杂质氢气分配网络优化[J];华东理工大学学报(自然科学版);2014年04期

6 于泽淼;冯霄;;以，

本文编号：1042172