有分流换热网络同步综合 被引量：14

1

作者 霍兆义 尹洪超 赵亮 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期45-50,共6页

提出了一种以年综合费用最小为优化目标的有分流换热网络同步综合方法.该方法以分级超结构模型为基础建立一个不考虑等温混合假设的复杂混合整数非线性同步综合数学模型.为了合理降低控制学模型的求解难度,分级超结构中同时引入有分流... 提出了一种以年综合费用最小为优化目标的有分流换热网络同步综合方法.该方法以分级超结构模型为基础建立一个不考虑等温混合假设的复杂混合整数非线性同步综合数学模型.为了合理降低控制学模型的求解难度,分级超结构中同时引入有分流并联结构和无分流串级结构.该模型的求解采用双层优化策略,外层利用遗传算法生成换热网络结构;内层利用粒子群算法优化物流分流比和换热器热负荷.采用两个典型算例和一个大规模换热网络综合问题对该方法的有效性进行了验证. 展开更多

关键词 有分流 换热网络 同步综合 分级超结构 混合整数非线性规划

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基于模拟退火算法的换热网络双层优化方法 被引量：12

2

作者 彭富裕 崔国民 陈家星 《石油化工》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期536-544,共9页

针对同时存在整型变量及连续变量两种变量形式的换热网络优化问题,提出一种基于模拟退火算法的双层优化方法,分别处理代表结构的整型变量及代表费用的连续变量优化。外层算法以经济费用目标作为判断换热网络结构优劣的标准,通过随机扰... 针对同时存在整型变量及连续变量两种变量形式的换热网络优化问题,提出一种基于模拟退火算法的双层优化方法,分别处理代表结构的整型变量及代表费用的连续变量优化。外层算法以经济费用目标作为判断换热网络结构优劣的标准,通过随机扰动产生试探结构,借助模拟退火机制逐步进化外层结构;内层算法以流股间匹配的换热量作为优化变量,采用模拟退火算法实现费用连续变量的优化,再反馈到外层的结构优化过程。两个具体算例证明:模拟退火算法应用于换热网络结构的整型变量优化可以找到较优换热网络结构,而双层优化方法可有效处理具有整型变量和连续变量两种变量形式的换热网络优化问题,取得较好的换热网络设计。 展开更多

关键词 模拟退火算法 换热网络综合 分级超结构 随机算法

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无分流换热网络同步优化综合 被引量：10

3

作者 赵亮 霍兆义 +1 位作者 李栋斌 尹洪超 《热科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期68-73,共6页

提出了具有无分流结构特征的换热网络同步综合数学规划方法。该方法以分级超结构模型为基础,在工艺物流匹配过程中只考虑无分流串级结构,建立混合整数非线性数学模型进行优化求解。无分流同步综合模型中的非线性项只存在于目标函数中,... 提出了具有无分流结构特征的换热网络同步综合数学规划方法。该方法以分级超结构模型为基础,在工艺物流匹配过程中只考虑无分流串级结构,建立混合整数非线性数学模型进行优化求解。无分流同步综合模型中的非线性项只存在于目标函数中,约束条件集合是由线性等式和不等式约束组成的,且相对于有分流同步综合模型,决策变量个数显著降低,模型的鲁棒性较好,模型复杂度降低,求解难度减小。此外,根据此模型的特点,提出了一种双层随机优化算法对模型进行求解,外层利用遗传算法搜索最优结构,内层则利用粒子群算法求解连续非线性数学规划子问题。两个典型算例用来验证方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 无分流 换热网络 同步综合 分级超结构 双层优化算法

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超结构法分步综合热集成的质量交换网络 被引量：6

4

作者 都健 李秀峰 +1 位作者 陈理 姚平经 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2636-2643,共8页

质量交换网络(MEN)和热交换网络(HEN)之间有较强的交互作用,传统的夹点技术很难考虑两个网络之间的相互作用。针对这一问题,采用基于分级超结构的数学规划法分步综合热集成的MEN。该方法首先分析了连接两个网络的关键参数,将其离散化处... 质量交换网络(MEN)和热交换网络(HEN)之间有较强的交互作用,传统的夹点技术很难考虑两个网络之间的相互作用。针对这一问题,采用基于分级超结构的数学规划法分步综合热集成的MEN。该方法首先分析了连接两个网络的关键参数,将其离散化处理后组合成多个备选方案,然后对每个备选方案采用分步策略。第一步,用超结构法以总年度费用(TAC)最小为目标综合MEN;第二步,从第一步的结果中抽提出HEN综合所需数据,通过求解基于HEN超结构的非线性规划(NLP)模型,得到优化的HEN总年度费用。加和两步中的TAC结果得到该方案下两个网络的总费用,通过比较所有备选方案下的总网络TAC,以总网络TAC最小的方案为最佳方案。与文献中例子比较,表明本方法具有更好的可行性和有效性。 展开更多

关键词 分级超结构 质量交换网络 热交换网络 分步策略 年度总费用

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基于AEA和PSO的双层同步换热网络综合方法研究 被引量：5

5

作者 刘凯 杜红彬 +2 位作者 金宇辉 蒋达 李绍军 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1395-1403,共9页

换热网络优化是一个多维、非凸、非线性、不连续的复杂混合整数非线性规划问题,传统的优化方法很难寻找到全局最优解。针对该问题研究建立了换热网络分级超结构非等温混合模型,提出了一种双层同步优化算法。该算法外层使用Alopex Evalua... 换热网络优化是一个多维、非凸、非线性、不连续的复杂混合整数非线性规划问题,传统的优化方法很难寻找到全局最优解。针对该问题研究建立了换热网络分级超结构非等温混合模型,提出了一种双层同步优化算法。该算法外层使用Alopex Evaluation Algorithm(AEA)算法优化结构变量分流比,内层使用Particle Swarm Optimizer(PSO)算法优化换热量。还提出了一种改进的不可行解修复策略,改善了算法的搜索能力。三个案例研究用以说明算法可以稳定寻找到较好的优化结果。 展开更多

关键词 换热网络 分级超结构 智能算法 同步优化

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基于改进的SWS模型的换热网络优化研究 被引量：5

6

作者 彭富裕 崔国民 +1 位作者 陈上 段欢欢 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期1973-1983,共11页

换热网络优化属于混合整数非线性规划问题,费用计算呈现的严重非线性以及大量表示换热器有无0-1整型变量的存在都使得问题的求解严重受制于网络的规模。基于分级超结构模型,本文提出允许公用工程灵活布置的换热阿络表示形式,处理流股匹... 换热网络优化属于混合整数非线性规划问题,费用计算呈现的严重非线性以及大量表示换热器有无0-1整型变量的存在都使得问题的求解严重受制于网络的规模。基于分级超结构模型,本文提出允许公用工程灵活布置的换热阿络表示形式,处理流股匹配时单体换热器出现温度交叉的传热计算,扩大了求解域并实现了换热网络模拟的顺序计算。采用微分进化算法,通过设置换热器最小热负荷约束指导换热网络结构进化,建立了适用于换热网络的优化方法。通过具体算例证明基于该改进模型及微分进化算法建立的换热网络优化方法可以求解得较好的换热网络设计。 展开更多

关键词 换热网络综合 分级超结构 罚函数 微分进化算法

原文传递

基于分级超结构的换热网络改造优化 被引量：4

7

作者 霍兆义 赵亮 尹洪超 《热科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期19-25,共7页

建立了基于分级超结构模型的换热网络改造同步优化数学模型。该模型不依赖于夹点约束,不需要预先给定最小传热温差,能够有效权衡改造投资费用与运行费用之间的关系。改造投资费用中考虑了现有换热器的重新配置费用、现有换热器新增传热... 建立了基于分级超结构模型的换热网络改造同步优化数学模型。该模型不依赖于夹点约束,不需要预先给定最小传热温差,能够有效权衡改造投资费用与运行费用之间的关系。改造投资费用中考虑了现有换热器的重新配置费用、现有换热器新增传热面积费用和新增换热器费用,符合工程实际要求。针对换热网络改造优化数学模型具有不连续和非线性的特点,数学模型的求解采用双层优化策略,其中表示网络结构调整的离散变量优化利用遗传算法,而表示操作参数的连续变量优化利用粒子群算法优化。2个不同规模的换热网络改造算例用于验证所提出方法的有效性。 展开更多

关键词 分级超结构 换热网络改造 双层优化策略 遗传算法 粒子群算法

原文传递

基于双层优化策略的柔性换热网络同步优化方法 被引量：3

8

作者 王世豪 田一彤 李绍军 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期905-914,共10页

常规换热网络主要在具有固定操作参数的标称条件下进行设计。然而在工业过程中操作参数往往存在波动,柔性换热网络能够处理来自不确定参数的干扰,具有更大实用性。目前的研究主要集中在顺序合成或多周期综合问题。但顺序合成不一定能找... 常规换热网络主要在具有固定操作参数的标称条件下进行设计。然而在工业过程中操作参数往往存在波动,柔性换热网络能够处理来自不确定参数的干扰,具有更大实用性。目前的研究主要集中在顺序合成或多周期综合问题。但顺序合成不一定能找到全局最优,而多周期综合要求参数的变化可以由若干离散点描述。研究提出了一种基于分级超结构的双层同步优化策略,外层采用离散粒子群(BPSO)算法优化结构变量,内层采用基于模拟退火思想的进化(AEA)算法优化换热器面积,该方法可以完全解决操作参数连续变化的凸可行域问题。2个案例研究表明双层同步优化策略可以稳定寻找到较好的柔性换热网络优化结果。 展开更多

关键词 柔性换热网络 分级超结构 同步优化 智能算法 不确定波动

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基于粒子群算法的3种分级水网络超结构比较 被引量：1

9

作者 刘士琦 宋锦春 杨滨 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期829-834,共6页

根据换热网络分级超结构模型,提出了针对冷却水换热网络的3种改进换热模型.与传统的分级结构不同之处在于水网络不需要公用工程的设计,冷流只包括冷却水.并且3种设计方法均考虑了水的分流和汇流,实现了水的非等温混合.结构二和结构三可... 根据换热网络分级超结构模型,提出了针对冷却水换热网络的3种改进换热模型.与传统的分级结构不同之处在于水网络不需要公用工程的设计,冷流只包括冷却水.并且3种设计方法均考虑了水的分流和汇流,实现了水的非等温混合.结构二和结构三可以实现换热器中水的分阶段混合.通过权衡公用工程费用和投资费用的关系来确定最小年度总成本.使用粒子群算法优化了换热水网络中的热负荷和水的质量流量.通过两个案例可知,提出的3种改进结构费用低于前人的研究结果,案例1中结构3的费用最低,案例2中结构1的经济性最优. 展开更多

关键词 冷却水网络 分级超结构 非等温混合 粒子群算法 年度总成本

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具有前置公用工程的换热器网络的通用解法 被引量：1

10

作者 谢荣建 马虎根 +1 位作者 罗行 温卿云 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1407-1410,共4页

本文在罗行等人提出的分级超结构换热器网络的通用解的基础上,提出一种将热冷公用工程放置于换热器网络每一级的冷热流体之前的带分流的分级超结构换热器网络数学模型,并根据这种新型的模型推导出换热器网络的出口温度和每一级流股节点... 本文在罗行等人提出的分级超结构换热器网络的通用解的基础上,提出一种将热冷公用工程放置于换热器网络每一级的冷热流体之前的带分流的分级超结构换热器网络数学模型,并根据这种新型的模型推导出换热器网络的出口温度和每一级流股节点的温度的计算公式,从而增强了分级超结构换热器网络模型的适用性。最后用实例证明所提出的数学模型的正确性。 展开更多

关键词 分级超结构 换热器网络 通用解

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基于遗传算法的航煤加氢装置换热网络优化设计

11

作者 马欣 吴天琦 廖飞龙 《石油石化节能》 2014年第4期25-27,共3页

针对某炼油厂航煤加氢装置换热网络进行优化设计,通过对YEE换热网络分级超结构的分析和改进,建立航煤加氢换热网络超结构及其数学模型,采用遗传算法对模型进行求解以得到最优换热网络的结构与参数,并对航煤加氢优化后的换热网络流程进... 针对某炼油厂航煤加氢装置换热网络进行优化设计,通过对YEE换热网络分级超结构的分析和改进,建立航煤加氢换热网络超结构及其数学模型,采用遗传算法对模型进行求解以得到最优换热网络的结构与参数,并对航煤加氢优化后的换热网络流程进行设计。 展开更多

关键词 航煤加氢装置 换热网络 分级超结构 遗传算法

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有分流换热网络同步优化综合

12

作者 李栋斌 米拉.哈布多拉 尹洪超 《节能》 2013年第3期20-23,2,共4页

提出了有分流结构特征的换热网络同步综合数学规划方法。该方法以Yee和Grossmann提出的分级超结构模型为基础,在工艺物流匹配过程中考虑分流串级结构,建立混合整数非线性数学模型,采用无进化次数的改进粒子群算法进行求解。两个典型算... 提出了有分流结构特征的换热网络同步综合数学规划方法。该方法以Yee和Grossmann提出的分级超结构模型为基础,在工艺物流匹配过程中考虑分流串级结构,建立混合整数非线性数学模型,采用无进化次数的改进粒子群算法进行求解。两个典型算例用来验证方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 换热网络 同步综合 分级超结构 混合整数非线性规划 粒子群算法

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基于公用工程内置策略的换热网络优化 被引量：8

13

作者 鲍中凯 崔国民 +2 位作者 曹冲 任杰 李梦红 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期707-718,共12页

传统换热网络分级超结构模型(SWS)只允许公用工程布置在流股末端,限制了网络结构的灵活发展.提出一种公用工程内置策略,允许公用工程布置在结构内部的各流股分支上.采用具有结构保护策略的强制进化随机游走算法(SP-RWCE).并提出一种伪... 传统换热网络分级超结构模型(SWS)只允许公用工程布置在流股末端,限制了网络结构的灵活发展.提出一种公用工程内置策略,允许公用工程布置在结构内部的各流股分支上.采用具有结构保护策略的强制进化随机游走算法(SP-RWCE).并提出一种伪最优解生成策略,通过扩大长期未更新个体的年综合费用,促使有潜力的伪最优解产生并接受保护和开发.三个基准算例的优化结果均优于文献最优解,且均包含内部公用工程.表明改进SWS相比原SWS模型扩大了求解空间,改进SP-RWCE具有更强的搜索能力,验证了布置内部公用工程能有效减少换热面积. 展开更多

关键词 换热网络 优化 分级超结构模型 内部公用工程 强制进化随机游走算法

原文传递

基于弹性分析的空分变负荷操作优化 被引量：2

14

作者 姚润杰 高静雨 +2 位作者 章渊昶 孙健 祝铃钰 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期218-225,共8页

针对空分装置变负荷过程的优化控制问题,提出用弹性分析对不同控制精度下的操作变量进行优化的方法。建立等价超结构换热网络模型用以描述多股流换热器,进而建立可用于操作分析的空分装置机理模型以准确描述空分变负荷过程。引入弹性指... 针对空分装置变负荷过程的优化控制问题,提出用弹性分析对不同控制精度下的操作变量进行优化的方法。建立等价超结构换热网络模型用以描述多股流换热器,进而建立可用于操作分析的空分装置机理模型以准确描述空分变负荷过程。引入弹性指数表示关键操作变量的控制范围和精度,用柱形代数分解方法求解关键操作变量弹性边界的显式表达式,将复杂多变量非线性过程模型转换为多项式显式模型。提出基于弹性分析的优化命题,在此基础上进行空分装置操作优化。以空分氮气液化流程为例,建立流程模型并求解优化命题,计算结果证明该策略的有效性。 展开更多

关键词 空分 变负荷 多股流换热器 分级超结构换热网络 弹性 柱形代数分解

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基于改进量子粒子群算法的无分流换热网络综合 被引量：2

15

作者 叶贞成 钱智媛 罗娜 《华东理工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期166-172,共7页

用数学规划法求解换热网络优化问题,当换热网络模型考虑所有分流情况时,会包含大量的连续和离散优化变量,因此对大规模换热网络的优化求解非常困难。相比有分流模型,无分流的网络模型结构简单,变量少,求解难度低。本文以分级超结构模型... 用数学规划法求解换热网络优化问题,当换热网络模型考虑所有分流情况时,会包含大量的连续和离散优化变量,因此对大规模换热网络的优化求解非常困难。相比有分流模型,无分流的网络模型结构简单,变量少,求解难度低。本文以分级超结构模型为基础,建立了无分流换热网络模型,以年综合费用为优化目标,提出用单层改进量子粒子群算法综合无分流换热网络,即在生成无分流换热网络结构变量的同时,生成换热负荷变量。相比有分流同步综合模型,不考虑分流的同步综合模型的复杂度和求解时间显著降低。采用两个典型算例对该方法的有效性进行了验证。 展开更多

关键词 分级超结构模型 大规模换热网络 量子粒子群优化

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一种基于优选匹配原则的换热网络分步优化方法

16

作者 彭富裕 崔国民 +1 位作者 万义群 李智川 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期1502-1505,共4页

针对大规模复杂换热网络优化中存在可操作性、计算效率及优化质量的矛盾,提出优选匹配原则与确定性优化相结合的分步优化方法。以费用为匹配的目标函数,通过对单股流体的优选匹配,生成初始的换热网络优化结构,并以此为寻优的初始点,结... 针对大规模复杂换热网络优化中存在可操作性、计算效率及优化质量的矛盾,提出优选匹配原则与确定性优化相结合的分步优化方法。以费用为匹配的目标函数,通过对单股流体的优选匹配,生成初始的换热网络优化结构,并以此为寻优的初始点,结合确定性优化中的Powell方法进一步优化换热网络面积参数。通过优化算例证明,该方法在提高换热网络优化计算效率的同时也可以保证不错的优化质量。 展开更多

关键词 换热网络综合(HENS) Grossmann分级超结构 优选匹配 Powell法

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兼顾求解速度和精度的换热网络动态模拟方法

17

作者 倪锦 崔国民 +1 位作者 姜慧 胡向柏 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期26-30,共5页

以换热器集总参数动态模型为基础,首次建立了基于Grossmann分级超结构的换热网络动态模型和求解方法,可自动识别换热网络结构并建立相应的求解策略,实现了换热网络的动态模拟。模型中考虑了流体温度变化对物性和换热性能的影响,有效地... 以换热器集总参数动态模型为基础,首次建立了基于Grossmann分级超结构的换热网络动态模型和求解方法,可自动识别换热网络结构并建立相应的求解策略,实现了换热网络的动态模拟。模型中考虑了流体温度变化对物性和换热性能的影响,有效地提高了换热网络动态解的求解精度;采用内外双层解法,提高了换热网络动态解的求解速度。实例应用表明,基于Grossmann分级超结构的换热网络动态模型及求解策略可靠、准确,能够获得扰动后换热网络中流体参数的真实变化过程,为换热网络的动态优化和控制奠定了基础。 展开更多

关键词 换热网络 分级超结构模型 动态模型 动态特性 精度

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