基于流動與傳熱(火用)損的換熱網(wǎng)絡優(yōu)化方法研究.pdf

1、換熱網(wǎng)絡是過程工業(yè)中能量回收的重要系統(tǒng)，其設計水平的高低直接決定了過程系統(tǒng)的能耗和經(jīng)濟性。因此，換熱網(wǎng)絡的綜合優(yōu)化逐漸成為人們研究的熱點問題。與此同時，現(xiàn)有的各類換熱網(wǎng)絡的綜合方法都存在著一些問題和缺陷，迫切需要深入研究。
　　 在現(xiàn)有的各類換熱網(wǎng)絡的綜合方法中，夾點設計法較為成熟，但它是從能量角度進行分析問題的。本文從(火用)損失角度進行換熱網(wǎng)絡綜合并考慮碳排放對環(huán)境的影響，針對(火用)損失較大、碳排放量較多的過程系統(tǒng)，進行換

2、熱網(wǎng)絡綜合的研究。本文圍繞這一主題，主要開展的研究工作如下：
　　 1．從求解換熱網(wǎng)絡傳熱(火用)損失和流動(火用)損失兩個方面做出了總結(jié)，并分析了各方法的優(yōu)勢和尚待改進的地方。詳細地論述了本文換熱網(wǎng)絡傳熱(火用)損的求解方法，通過網(wǎng)絡匹配單元的流動與傳熱(火用)損的關聯(lián)式，推導出了一種換熱網(wǎng)絡流動(火用)損的求解方法。
　　 2．在基于流動與傳熱(火用)損的換熱網(wǎng)絡綜合方法基礎上，進一步考慮了碳排放目標，著重研究討論了

3、碳排放量的計算方法和換熱網(wǎng)絡碳排放費用的求解。在當前更加注重企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境影響的情況下，考慮碳排放因素是合理的，也更接近實際情況。
　　 3．以投資費用最小化對網(wǎng)絡超結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。提出了基于流動與傳熱(火用)損的系統(tǒng)性換熱網(wǎng)絡綜合方法，給出運用此方法進行網(wǎng)絡綜合的流程步驟，使網(wǎng)絡綜合程序化，并通過案例對此方法進行研究和討論。
　　 4．借助于MATLABGUI設計平臺，開發(fā)了關于換熱網(wǎng)絡綜合的軟件系統(tǒng)HenDesign，該

4、軟件系統(tǒng)可同時實現(xiàn)夾點設計法、基于(火用)損失的方法和△T-貢獻值法的基本功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對應參數(shù)的尋優(yōu)，以及網(wǎng)絡超結(jié)構(gòu)匹配的輸出，并結(jié)合案例介紹了軟件的具體功能設計和操作步驟。軟件為本文的理論研究提供了驗證和比較平臺，隨后的案例研究也對本軟件系統(tǒng)的有效性和實用性進行了檢驗。
　　 5．本文對兩個工程案例進行了網(wǎng)絡綜合，第一個工程案例來自于某煉油廠的原油常減壓蒸餾系統(tǒng)，網(wǎng)絡綜合結(jié)果表明：基于本文提出的網(wǎng)絡綜合方法，綜合得到的換熱網(wǎng)