基于流動(dòng)與傳熱(火用)損的換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法研究.pdf

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

2、熱網(wǎng)絡(luò)綜合的研究。本文圍繞這一主題，主要開(kāi)展的研究工作如下：
　　 1．從求解換熱網(wǎng)絡(luò)傳熱(火用)損失和流動(dòng)(火用)損失兩個(gè)方面做出了總結(jié)，并分析了各方法的優(yōu)勢(shì)和尚待改進(jìn)的地方。詳細(xì)地論述了本文換熱網(wǎng)絡(luò)傳熱(火用)損的求解方法，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)匹配單元的流動(dòng)與傳熱(火用)損的關(guān)聯(lián)式，推導(dǎo)出了一種換熱網(wǎng)絡(luò)流動(dòng)(火用)損的求解方法。
　　 2．在基于流動(dòng)與傳熱(火用)損的換熱網(wǎng)絡(luò)綜合方法基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考慮了碳排放目標(biāo)，著重研究討論了

3、碳排放量的計(jì)算方法和換熱網(wǎng)絡(luò)碳排放費(fèi)用的求解。在當(dāng)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(shí)際情況。
　　 3．以投資費(fèi)用最小化對(duì)網(wǎng)絡(luò)超結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。提出了基于流動(dòng)與傳熱(火用)損的系統(tǒng)性換熱網(wǎng)絡(luò)綜合方法，給出運(yùn)用此方法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)綜合的流程步驟，使網(wǎng)絡(luò)綜合程序化，并通過(guò)案例對(duì)此方法進(jìn)行研究和討論。
　　 4．借助于MATLABGUI設(shè)計(jì)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了關(guān)于換熱網(wǎng)絡(luò)綜合的軟件系統(tǒng)HenDesign，該

4、軟件系統(tǒng)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)夾點(diǎn)設(shè)計(jì)法、基于(火用)損失的方法和△T-貢獻(xiàn)值法的基本功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)應(yīng)參數(shù)的尋優(yōu)，以及網(wǎng)絡(luò)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(shè)計(jì)和操作步驟。軟件為本文的理論研究提供了驗(yàn)證和比較平臺(tái)，隨后的案例研究也對(duì)本軟件系統(tǒng)的有效性和實(shí)用性進(jìn)行了檢驗(yàn)。
　　 5．本文對(duì)兩個(gè)工程案例進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)綜合，第一個(gè)工程案例來(lái)自于某煉油廠的原油常減壓蒸餾系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)綜合結(jié)果表明：基于本文提出的網(wǎng)絡(luò)綜合方法，綜合得到的換熱網(wǎng)