两种换热网络综合优化方法对比研究-论文.pdf

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1、上海理工大学学报第37卷第3期J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnologyVo1．37No．32015文章编号：1007—6735(2015)03—0238—07DOI：10．13255／j．cnki．jusst．2015．03．007两种换热网络综合优化方法对比研究刘新文，罗行。，马虎根(1．上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093；2．宁波工程学院化学工程学院，宁波315016；3．汉诺威大学动力工程学院，汉诺威D一30167)摘要：换热网络的全新优化设计(grassrootsdesign)和换热网络的改造优化

2、设计(retrofitdesign)均可提高过程工业能量综合利用效率．为了对两种优化设计方法进行比较，分别在分级超结构的基础上，以费用函数为目标函数，建立了两种换热网络综合优化方法的数学模型．通过对混合遗传算法进行改进，实现了对数学模型的优化求解，并从节能水平、投资费用及投资回收期等方面对两种优化方法进行了对比．结果表明，通过对原有换热器单元的重新利用，使得换热网络的改造优化设计虽然在节能水平方面稍低于换热网络的全新优化设计，但在投资费用和投资回收期方面优势明显．关键词：换热网络；全新设计；改造设计；节能中图分类号：TK124文献标志码：AContrastiveStu

3、diesontheTwoTypesofOptimalSynthesisMethodofHeatExchangerNetworkLIUXinwen，-．LUOXing．MAHugen(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，UniversityofShanghaifoScienceandTechnology，Shanghai200093，China；2．ScholofChemicalEngineering，NingboUniversityofTechnology，Ningbo315016，China；3．InstitutefoThermo

4、dynamics，GottfriedWilhelmLeibnizUniversity，HannoverD一30167，Germany)Abstract：Itisfeasibleforthegrassrootsdesignandretrofitdesignoftheheatexchangernetwork(HEN)t0enhancetheefficiencyofenergyutilizationforprocessindustries．Inordertorealizethecomparisonofthesetwomethods，themathematicalmodels

5、withtheobjectivefunctionofcostwerebuiltonthebaseofthestepwisesuperstructure．Thedevelopedhybridgeneticalgorithmwasemployedtosolvethem．Thecomparisonsweredonefromtheaspectsofenergysaving．capitalcostandpaybackperiodofthesetwomethods．Tl1eresultsdemonstratethattheretrofitdesignislittleworseth

6、anthegrassrootsdesigninenergysaving，butmuchbetterincapitalcostandpaybackperiodobviouslybythewayofreusingofexistingheatexchangers．Keywords：heatexchangernetwork；grassrootsdesign；retrofitdesign；energysaving收稿日期：2014一O1—08基金项目：浙江省教育厅资助项目(Y201431687)第一作者：刘新文(1978一)，男，讲师．研究方向：能量系统集成技术。E—mail：

7、lxwen2003@163．corn通信作者：罗行(1957一)，男，教授．研究方向：能量系统集成优化技术．E-mail：louxing1122@hotmail．COrn第3期刘新文，等：两种换热网络综合优化方法对比研究换热网络在许多工业过程中有广泛的应用，换(tH，m，—tH,out,i)^，=∑∑q批+g，≈J热网络的效率在很大程度上制约了整个生产过程的i∈Nh，J∈N，k∈N(1)用能效率_1]．换热网络综合优化是过程工业提高能(tc10uf，J一cJ)-厂c．1j=∑∑q批+qHU，j(2)量综合利用效率和节能的重要手段，可分为全新优化设计和