化工进展C08低温过程多流股换热器网络综合马相坤\姚平经y(1人连理工人学化工系统工程研究所,大连116012;2德国汉堡国防大学热力学研究所,德国,汉堡,D-22039)的选取上充分考虑了流股热力学平均温度的影响,使其取值更加合理;冷公用二程的利用不同于常温换热网络,温度越低其相应的费用越高,通过采用分批-逐次利用的原理分配冷公用工程,得到冷公用工程的温位及相应的匹配位置,能够有效地利用过程系统的传热温差,降低换热网络的操作费用;该方法利用虚拟r-//图法产生初始解,具有决策变量少,产生初始解均为可行的特点,能显著提高遗传模拟退火算法的计算效率,并适用于不同材质、不同传热膜系数网络的设计和优化:以国内某乙烯装置脱坑塔预冷系统综合为实例进行了分析。
近年来,随着能源的日益短缺,多流股换热器以其高效、结构紧凑以及投资低的优势,受到了众多学者的关注。Yee,Grossmann等4最早进行了多流股换热器网络综合问题的研究;俞红梅、魏关锋131等基于Yee提出的超结构模型,用遗传模拟退火算法进行多流股换热器网络的综合;XingLuo等通过引用匹配矩阵提出了一维多流股换热器网络的综合方法。
多流股换热器主要应用在空气分离、天然气液化、合成氨、乙烯装置等低温过程工业中(多以冷箱的形式存在)。低温过程换热器网络与常温过程换热器网络的综合方法是不同的,主要表现在两个方面;首先是冷热流股的传热温差贡献值很小I有的甚至1K左右),其值的选取存在一定困难,较小的变化就会对整个换热网络产生很大的影响,因此在冷热流股的温差贡献值取值上必须充分考虑低温过程冷热流股温度的影响;其次是冷公用工程采用中间公用工程(冷剂),不同温位的冷剂费用是不同的,温位愈高其相应的费用愈低,因此利用温位较高的冷公用工程将是低温过程换热器网络综合的重点。本文针对低温过程换热网络的特点,提出了在虚拟温焓图上利用遗传/模拟退火算法进行多流股换热器网络综合的方法,该方法在流股温差贡献值的选取上充分考虑了流股热力学平均温度的影响,并且能尽可能利用高温位冷公用工程,降低换热网络的操作费用,以冷热流股的温差贡献值为优化变量,以达到有效利用传热温差的目的。
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