基于夹点技术与超结构模型的多程换热网络最优综合.pdf

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1、第65卷第3期化工学报V_o1．65No．32014年3月CIESCJournalMarch2014菱：：j；：j2-)：：：j：基于夹点技术与超结构模型的多程换热网络最优综合孙琳，赵野，罗雄麟(中国石油大学自动化研究所，北京102249)摘要：基于热力学原理，以夹点技术为基础结合数学规划法，采用两步法综合多程换热网络。第一步在多程换热网络热力学分析的基础上优化求解最小温差，计算公用工程用量。第二步将求得的最小温差作为夹点温差，将网络分为夹点之上和夹点之下两个子网络，建立多程换热网络的超结构模型，确定流股匹配并优化网络配置。最后，以换热网络总费用

2、最小为目标，连接两个子网络，权衡设备投资费用和操作费用，综合多程换热网络。该方法基于热力学原理，改进了夹点技术在多程换热网络综合中的应用，进而实现了多程换热网络的自动综合。示例分析证明了本文所提方法的有效性。关键词：换热网络；综合；多程；夹点；超结构DOh10．3969~．issn．0438—1157．2014．03．029中图分类号：TQ021．8文献标志码：A文章编号：0438—1157(2014)03～0967一O9Synthesisofmulti—passheatexchangernetworkbasedonpinchtechnology

3、andsuperstructuremodelSUNLin，ZHAOYe，LUOXionglin(ResearchInstituteofAutomation，ChinaUniversityofPetroleum，Beijing102249，China)Abstract：Accordingtothermodynamicprinciple，synthesisoftheheatexchangernetwork(HEN)withmultipasswasperformedbasedonpinchtechnology,andatwo-stagemethodwa

4、spresentedbyusingthemathematicalprogrammingmethodologyandpinchtechnologysimultaneously．Firstly,theminimumtemperaturediferenceforthemulti—passHENwasoptimizedbasedonthermodynamicanalysis．andthenutilitycostswerecalculated．Atthesecondstage，accordingtotheobtainedoptimalminimumtemp

5、eraturediferencethepinchlocationwasdefined，andthecorrespondingHENcouldbedividedintotwosub．networks：abovethepinchpointandunderthepinchpoint．Thenstreamsmatcheswereoptimizedbyusingthesuperstructuremodelforthemulti．passHEN．Consequently,tominimizetotalcost．themulti—passHENwassynth

6、esizedbybalancingcapitalcostandoperationcost．Casestudiesdemonstratedtheefectivenessandapplicationprospectofthepresentedmethod．Keywords：heatexchangernetwork；synthesis；multipass；pinch；superstructure己、，fI言口性的重要手段。不少研究者提出了多种综合方法，主要以夹点设计法和数学规划法为主，其中换热网络综合是提高系统能量利用率和经济Linnho~¨、Gros

7、smann等对其做了全面的论述。2013-07—08收到初稿，2013—10．22收到修改稿。Receiveddate：2013．O7—08．联系人及第一作者：孙琳(1981—1，女，博士，讲师。corresp0ndingauthor：SUNLin，sunlinlb@gmailcom基金项目：国家重点基础研究发展计划项目f2012CB720500)；中国Foundationitem：supposedbytheNationalBasicResearchProgram石油大学(北京)基金项目(YJRC．2011．11)。ofChina(2012CB7

8、20500)andtheScienceFoundationofChinaUniversityofPe~olearn，Beijing(YJ