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换热网络旁路优化设计 被引量：22
1
作者 罗雄麟 孙琳 张俊峰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期646-652,共7页
提出了一种可以降低已有换热网络运行费用的旁路优化设计方法,使得网络控制自由度增大,运行费用明显降低。该优化设计方法将网络运行总费用作为目标函数,同时考虑结垢热阻对换热器换热效果的影响,经过多次优化计算确定旁路位置和开度,... 提出了一种可以降低已有换热网络运行费用的旁路优化设计方法,使得网络控制自由度增大,运行费用明显降低。该优化设计方法将网络运行总费用作为目标函数,同时考虑结垢热阻对换热器换热效果的影响,经过多次优化计算确定旁路位置和开度,并根据现场具体情况选择合适的旁路开度下限,确定旁路数目,最终实现网络旁路优化设计。通过示例说明了本文所提方法的有效性和实用前景。 展开更多
关键词 换热网络 旁路 优化设计 自由度
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管壳换热器模型库及在换热网络仿真中的应用 被引量：15
2
作者 解增忠 张俊峰 +2 位作者 罗雄麟 陈育昆 季德伟 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第12期2882-2887,共6页
利用分布参数分段集中化的思想,建立了多管单壳换热器动态机理模型,以此为基础,编程建立了多管单壳换热器两个基本仿真模块,用这两个基本仿真模块可以组合得到所有类型的多管多壳换热器的仿真模块,即而组成多管多壳换热器的仿真模型库,... 利用分布参数分段集中化的思想,建立了多管单壳换热器动态机理模型,以此为基础,编程建立了多管单壳换热器两个基本仿真模块,用这两个基本仿真模块可以组合得到所有类型的多管多壳换热器的仿真模块,即而组成多管多壳换热器的仿真模型库,利用该模型库可以根据换热网络的结构方便地搭建换热网络的仿真系统。搭建了一套实际的原油换热网络的仿真系统,该仿真系统不仅具有良好的准确性,而且还可以非常方便地研究参与换热的一种或多种物流温度和流量分别或同时变化时对换热终温的影响情况,为控制系统的研究与设计奠定基础。另外,用此方法建立的管壳式换热器仿真模型库可以非常方便地应用于其他管壳式换热网络的仿真。 展开更多
关键词 换热器 换热网络 机理模型 动态 模型库 仿真 原油
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微分进化算法应用于换热网络全局最优化 被引量：22
3
作者 方大俊 崔国民 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期3285-3290,共6页
前言换热网络是过程系统中实现能量回收和高效利用的重要环节,其性能直接关系到整个系统的能量利用水平。目前,换热网络优化设计的方法主要分为三类,分别是夹点法[1-2]、数学规划法[3-4]与启发式方法[5-7]。
关键词 换热网络 启发式方法 微分进化算法 全局最优化
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复杂换热网络MINLP中的非线性特性分析 被引量：20
4
作者 胡向柏 崔国民 涂惟民 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期285-287,共3页
针对复杂换热网络MINLP问题,本文应用多维函数渐变法探索和分析了连续变量和整型变量引起的网络性能非线性和非凸特性。研究表明,当系统规模增大时,不但连续变量的叠加效应将增加系统的非线性,整型变量将使得非线性特性更为严重。
关键词 换热网络 MINLP 非线性 非凸特性
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换热网络填充函数法的全局优化 被引量：16
5
作者 胡向柏 崔国民 +1 位作者 涂惟民 俞巧心 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期28-31,共4页
换热网络全局优化问题属于混合整数非线性规划范畴,其难点是目标函数和约束条件呈现为严重的非线性和非凸特性,局部最优解陷阱星罗棋布。针对其全局优化的难点,应用一种变换函数的全局优化方法——填充函数法,对换热网络进行全局优化。... 换热网络全局优化问题属于混合整数非线性规划范畴,其难点是目标函数和约束条件呈现为严重的非线性和非凸特性,局部最优解陷阱星罗棋布。针对其全局优化的难点,应用一种变换函数的全局优化方法——填充函数法,对换热网络进行全局优化。通过具体的填充函数对某特定算例进行求解表明,通过不断的交替优化,填充函数能够使换热网络目标函数跳出局部最优解,从而更容易得到全局最优解。 展开更多
关键词 填充函数 换热器网络 全局优化
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常减压换热网络的优化节能研究 被引量：12
6
作者 高维平 刘谦 +1 位作者 郑绪光 赵霁春 《化工科技》 CAS 1999年第2期49-54,共6页
应用自行开发的换热网络软件包，对吉化炼油厂常减压装置的换热网络进行了优化节能研究，通过换热网络的合成、分析、换热器优化设计及流程模拟，找出了原有换热网络存在的问题，提出了对原有换热网络优化改进的方案，并进行了优化设计。
关键词 节能 换热网络 流程模拟 技术改造 减压蒸馏
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换热网络的柔性识别及基于旁路调节的运行优化 被引量：15
7
作者 倪锦 崔国民 +1 位作者 姜慧 胡向柏 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期17-24,共8页
从研究换热网络的运行特性和调节特性出发,引入灵敏度理论,建立了基于灵敏度评价指标的柔性识别方法,获得了换热网络的柔性特性和柔性区间。通过柔性分析捕获换热网络中的敏感流体,并将旁路调节应用在此类敏感流体的调节控制,建立了换... 从研究换热网络的运行特性和调节特性出发,引入灵敏度理论,建立了基于灵敏度评价指标的柔性识别方法,获得了换热网络的柔性特性和柔性区间。通过柔性分析捕获换热网络中的敏感流体,并将旁路调节应用在此类敏感流体的调节控制,建立了换热器及其网络的旁路调节方法。实例应用表明:针对频繁扰动或对运行性能影响严重的流体设置旁路,抑制了流体扰动作用的传递,保证了换热网络中绝大多数流体出口参数的稳定,在公用工程费用不变的基础上显著地减少了公用工程的数目,优化换热网络结构的同时实现了运行优化。 展开更多
关键词 换热网络 柔性识别 灵敏度分析 旁路调节 运行优化
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多夹点换热网络综合与分析 被引量：9
8
作者 刘洪谦 麻德贤 《北京化工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 2000年第3期9-12,共4页
在石油化工等现代过程工业中 ,经常会遇到具有相变的过程物流 ,这些物流很容易使系统出现多个夹点。利用Linnhoff的夹点理论对系统进行启发式综合时 ,可根据夹点的具体位置将系统划分为若干个子系统 ,在这些系统中进行有效的综合。实际... 在石油化工等现代过程工业中 ,经常会遇到具有相变的过程物流 ,这些物流很容易使系统出现多个夹点。利用Linnhoff的夹点理论对系统进行启发式综合时 ,可根据夹点的具体位置将系统划分为若干个子系统 ,在这些系统中进行有效的综合。实际综合结果表明 ,采用这种方法能合理地分配系统的公用工程消耗 ,对促进系统的可控性、可操作性和运转的安全性具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 过程系统工程 换热网络 多夹点 可控性 可操纵性
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基于罚因子协进化微分算法优化换热网络 被引量：14
9
作者 方大俊 崔国民 +2 位作者 许海珠 万义群 彭富裕 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期407-412,共6页
惩罚函数法优化有约束换热网络时,罚因子的取值过大降低计算效率,过小降低优化精度,设置合适的罚因子值却不容易。基于微分进化算法优化连续变量的启发,采用罚因子协同进化机制,同步优化罚因子与解变量,应用于换热网络优化问题。协进化... 惩罚函数法优化有约束换热网络时,罚因子的取值过大降低计算效率,过小降低优化精度,设置合适的罚因子值却不容易。基于微分进化算法优化连续变量的启发,采用罚因子协同进化机制,同步优化罚因子与解变量,应用于换热网络优化问题。协进化机制优化主要思想如下:建立两类种群,一类为罚因子种群,一类为换热面积种群。优化过程中,每一组换热面积种群用来评价每一个罚因子个体,逐个优化所有解种群,得到所有罚因子个体的评价值,再根据微分进化的思想,对罚因子执行变异、交叉、选择过程,进化罚因子。两类种群如此反复交替优化,直到满足终止条件。算例证明,协进化机制应用于换热网络优化能进一步提高优化效率与精度,也为混合算法选取合适的罚因子优化换热网络提供了一种新思路。 展开更多
关键词 换热网络 约束条件 惩罚函数 惩罚因子 微分进化
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换热器网络同步最优综合方法──改进的MINLP转运模型法 被引量：11
10
作者 袁一 尹洪超 +1 位作者 王晓云 施光燕 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期77-84,共8页
针对现有的换热器网络最优综合方法的局限性，采用分级超结构转运模型和物流吸、放热潜力的概念，提出了非等温混合线性约束的换热器网络同步最优综合混合整数非线性规划（MINLP）的改进模型．该模型不仅可以对公用工程费用、换热面积... 针对现有的换热器网络最优综合方法的局限性，采用分级超结构转运模型和物流吸、放热潜力的概念，提出了非等温混合线性约束的换热器网络同步最优综合混合整数非线性规划（MINLP）的改进模型．该模型不仅可以对公用工程费用、换热面积、换热设备台数及物流的匹配选择进行多目标同步优化，而且在线性约束的条件下消除了等温混合的不合理假设，只需求解一次MINLP问题就可得到包括分流情况在内的最优网络结构．算例表明，该模型优于以往的几种同步优化模型． 展开更多
关键词 换热器网络 转运模型 化工过程系统 MINLP
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基于结构可控性分析的换热网络旁路优化设计 被引量：14
11
作者 侯本权 孙琳 罗雄麟 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1326-1338,共13页
在换热网络的运行过程中其操作条件时常发生变化,旁路优化控制是调节物流出口温度、节能降耗的有效途径。然而,仅通过逐一对比或优化的方法确定旁路位置不能从理论上论证换热网络的可控性,也往往难以兼顾可控性与经济性。因此从控制理... 在换热网络的运行过程中其操作条件时常发生变化,旁路优化控制是调节物流出口温度、节能降耗的有效途径。然而,仅通过逐一对比或优化的方法确定旁路位置不能从理论上论证换热网络的可控性,也往往难以兼顾可控性与经济性。因此从控制理论的角度,基于结构可控性理论分析换热网络的结构特性。权衡可控性与经济性两方面因素,在可控性要求较高时,为实现设置最少的旁路以满足全部状态的可控性要求,提出了换热网络全部状态可控的旁路优化设计法。在旁路数目受限时,根据具体的经济性与可控性要求,为确定最佳的旁路位置,提出了准可控的旁路优化设计法。然后,基于结构可控性分析分别求解提出的两种旁路优化设计方案。最后,以某常减压蒸馏装置脱盐前换热网络为例分别求解全部状态可控和准可控的换热网络旁路位置,并与多次优化等其他求解方法得出的结果进行对比分析。 展开更多
关键词 换热网络 结构可控性 旁路 优化
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一种采用种群多样性监控和实时更新策略的粒子群优化算法 被引量：13
12
作者 李帅龙 崔国民 +1 位作者 陈家星 肖媛 《计算物理》 CSCD 北大核心 2017年第3期344-355,共11页
针对粒子群算法优化后期容易出现早熟收敛问题,建立一种具有种群多样性监测和实时更新策略的改进方法.首先建立种群健康度指标用来评价粒子群进化状态;其次提出随机扰动策略和离心搜索策略用于丰富粒子群的种群多样性,增强算法的全局搜... 针对粒子群算法优化后期容易出现早熟收敛问题,建立一种具有种群多样性监测和实时更新策略的改进方法.首先建立种群健康度指标用来评价粒子群进化状态;其次提出随机扰动策略和离心搜索策略用于丰富粒子群的种群多样性,增强算法的全局搜索能力,并提出梯度搜索策略用于精确、高效地搜寻当前邻域内的局部极值点,提高算法的计算效率.最后建立种群健康度反馈机制,使粒子可以实时感知种群的健康程度,并自适应地采用不同的粒子更新策略,保证粒子群处于健康进化水平.将新方法应用于优化实例,并与其它改进方法进行性能比较,结果验证了新方法的有效性. 展开更多
关键词 换热网络 粒子群算法 种群多样性 局部搜索
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Aspen软件在换热网络能量分析中的应用 被引量：12
13
作者 胡永锁 《石油化工设备》 CAS 2010年第2期77-80,共4页
针对夹点技术被广泛应用于换热网络设计和实际生产过程中能量分析的情况,利用Aspen软件,提取现场换热网络相关数据,对换热网络进行夹点分析,研究换热网络能量利用的瓶颈,为换热网络的节能改造提供理论基础,通过实例验证了研究结果的有... 针对夹点技术被广泛应用于换热网络设计和实际生产过程中能量分析的情况,利用Aspen软件,提取现场换热网络相关数据,对换热网络进行夹点分析,研究换热网络能量利用的瓶颈,为换热网络的节能改造提供理论基础,通过实例验证了研究结果的有效性。 展开更多
关键词 换热网络 夹点技术 流程模拟 应用
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换热器网络优化研究进展 被引量：8
14
作者 张俊华 应启戛 黄为民 《热能动力工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期201-204,共4页
本文阐述了国内外换热器网络研究的最新进展 ,详细比较了研究换热器网络的两种不同的方法 ,还对换热器网络的动态特性研究做了简要介绍。作者认为 :把窄点理论和混合整数非线性优化应用在其它动力系统如 :制冷、空调、热泵、热电联产等 ... 本文阐述了国内外换热器网络研究的最新进展 ,详细比较了研究换热器网络的两种不同的方法 ,还对换热器网络的动态特性研究做了简要介绍。作者认为 :把窄点理论和混合整数非线性优化应用在其它动力系统如 :制冷、空调、热泵、热电联产等 ,并对这些系统的节能也有一定的帮助。最后指出了换热器网络研究的发展方向。 展开更多
关键词 换热器网络 窄点理论 混合整数非线性优化
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换热网络操作夹点分析与旁路优化控制 被引量：10
15
作者 罗雄麟 孙琳 +2 位作者 王传芳 张俊峰 解增忠 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1200-1206,共7页
换热网络夹点设计法是从设计的角度,针对某一给定的典型操作条件而进行的,而炼油化工过程的生产条件经常在一定范围内波动。在实际的生产中,换热网络的操作夹点和最小温差与设计值往往不尽相同,为换热网络的优化控制带来了一定困难。因... 换热网络夹点设计法是从设计的角度,针对某一给定的典型操作条件而进行的,而炼油化工过程的生产条件经常在一定范围内波动。在实际的生产中,换热网络的操作夹点和最小温差与设计值往往不尽相同,为换热网络的优化控制带来了一定困难。因而近年来对于换热网络夹点技术以及旁路优化控制方面的研究不断深入,但将夹点技术与换热网络控制集成的方法仍不成熟。本文从操作的角度求解并分析换热网络结构已定或网络正在运行情况下的操作夹点,定性分析操作夹点的变化规律,并提出在操作夹点附近设置旁路实现网络的旁路优化控制,从而将夹点技术应用于换热网络旁路优化控制中。实例仿真表明,这一旁路优化控制方法在满足控制要求的同时明显降低了网络的总公用工程,验证了其有效性。 展开更多
关键词 换热网络 操作夹点 旁路优化控制
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无分流换热网络的弹性设计(Ⅰ)基于温度波动情形 被引量：8
16
作者 李志红 华贲 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期317-325,共9页
提出了基于温度波动的无分流换热网络的超结构模型和同步优化的弹性设计方法。对于起始温度在一定范围内波动的物流进行预处理即分段处理,并提出了分段原则;提出了基于规则的网络超结构模型并建立了弹性换热网络同步优化的数学模型;采... 提出了基于温度波动的无分流换热网络的超结构模型和同步优化的弹性设计方法。对于起始温度在一定范围内波动的物流进行预处理即分段处理,并提出了分段原则;提出了基于规则的网络超结构模型并建立了弹性换热网络同步优化的数学模型;采用遗传算法求解了所提出的优化数学模型;提出了分段物流的合并及能量松弛的原则,对分段物流进行合并,并通过能量松弛方法得到优化的弹性换热网络结构。通过几个换热网络的弹性设计,说明了本方法的有效性和应用前景。 展开更多
关键词 换热网络 弹性设计 同步优化 无分流 温度波动
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考虑管壳式换热器传热强化的换热网络综合研究进展 被引量：9
17
作者 肖武 史朝霞 +4 位作者 姜晓滨 李祥村 吴雪梅 贺高红 罗立 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1267-1275,共9页
换热器传热强化在换热网络中的应用可以解决现有换热网络改造中的瓶颈问题,在热回收系统配置没有过多结构改造的条件下,可以达到明显的节能及降低成本的目的;同时,在换热网络设计中,换热器传热强化技术的应用可以降低设备投资,实现更好... 换热器传热强化在换热网络中的应用可以解决现有换热网络改造中的瓶颈问题,在热回收系统配置没有过多结构改造的条件下,可以达到明显的节能及降低成本的目的;同时,在换热网络设计中,换热器传热强化技术的应用可以降低设备投资,实现更好的经济效果。本文首先通过文献检索数据说明了在换热网络改造和设计中考虑传热强化技术的研究在近5年得到了研究者的关注。然后概述了管壳式换热器传热强化的基本原理及主要方式,分析了传热强化技术的应用对换热器传热性能的影响,系统总结了管壳式换热器传热强化技术的分类和强化效果。进一步从设计和改造两个方面,对换热网络优化中考虑管壳式换热器传热强化的应用研究进行了综述,展示了传热强化对换热网络设计和改造的效果和优势。最后对下一步的研究进行了展望,指出可进一步探究换热器传热强化设备几何尺寸和换热网络同步优化、传热强化和换热器详细设计同步优化等。 展开更多
关键词 传热强化 管壳式换热器 换热网络 设计 改造
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基于经济学观点确定换热网络传热温差 被引量：9
18
作者 靳遵龙 董其伍 刘敏珊 《化学工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期11-14,共4页
从分析和经济学的角度提出了确定换热网络最小传热温差的方法。在基于夹点技术温焓图的基础上,把冷、热公用工程物流的基本属性同工艺物流的组合曲线一起标示于温焓图上,组成平衡组合曲线。对平衡冷、热组合曲线进行分段积分,较精... 从分析和经济学的角度提出了确定换热网络最小传热温差的方法。在基于夹点技术温焓图的基础上,把冷、热公用工程物流的基本属性同工艺物流的组合曲线一起标示于温焓图上,组成平衡组合曲线。对平衡冷、热组合曲线进行分段积分,较精确地求取换热网络传热过程的损失。以损费用代替公用工程的能耗费用作为操作费用,确定经济目标函数,用以计算最佳的传热温差。该方法为合理地降低能源消耗指明了方向,同时揭示了能量在过程系统中演变和变化的本质。 展开更多
关键词 [火用]经济学 换热网络 [火用]损计算
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换热器优化顺序对换热网络全局优化的影响 被引量：9
19
作者 胡向柏 崔国民 +1 位作者 许海珠 何巧乐 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期987-991,1003,共6页
为了克服换热网络全局最优化过程中极易陷入局部最优解陷阱的难题,本文将蒙特卡罗随机抽样技术应用到换热网络冷、热流体随机组合中,从而实现换热网络多维优化参数优化顺序的随机变化,使得换热网络优化能够从一个局部最小解跳到另外一... 为了克服换热网络全局最优化过程中极易陷入局部最优解陷阱的难题,本文将蒙特卡罗随机抽样技术应用到换热网络冷、热流体随机组合中,从而实现换热网络多维优化参数优化顺序的随机变化,使得换热网络优化能够从一个局部最小解跳到另外一个局部最小解,实现全局最优化。通过具体算例表明,这种方法能够找到比以往算例更好的结果,能够更好地满足工业上的应用。 展开更多
关键词 换热网络 全局优化 流体互换
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有分流换热网络的弹性设计-基于温度波动情形 被引量：6
20
作者 李志红 华贲 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期151-155,共5页
提出了基于温度波动的有分流换热网络的超结构模型和同步优化的弹性设计方法。首先对于起始温度在一定范围内波动的物流进行预处理，即分段处理：然后建立换热网络同步优化的数学模型：最后对分段物流进行合并，并通过能量松弛方法得到... 提出了基于温度波动的有分流换热网络的超结构模型和同步优化的弹性设计方法。首先对于起始温度在一定范围内波动的物流进行预处理，即分段处理：然后建立换热网络同步优化的数学模型：最后对分段物流进行合并，并通过能量松弛方法得到满足一定弹性要求的换热网络结构。 展开更多
关键词 换热网络 弹性设计 同步优化 节能技术
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