基于虚拟温度法的间歇过程换热器网络结构优化

论文摘要

随着市场变化以及化工产品推陈出新的速度越来越快,间歇过程在生产中表现出来的高度灵活性,使其在精细化工、生物化工等高度技术密集和知识密集的新兴产业发挥出很大优势,因此间歇生产过程在化工生产中所占的比重也越来越大。但与已经受到广泛关注的连续生产过程相比,间歇过程的研究起步比较晚,对其研究还比较少。另外,间歇过程对时间的依赖性,增加了间歇过程换热器网络研究的困难。在这种背景下,本文在基于虚拟温度法的间歇过程换热器网络综合的基础上,对间歇过程换热器网络的结构优化问题进行了研究。主要内容如下：以时间段模型为基础,通过虚拟温度法综合间歇换热器网络得到费用最小的初始换热器网络,以及该网络中各时间间隔换热器的面积、换热量和传热温差。用综合得到的直接换热器网络,寻找各时间间隔的子换热器网络内的热负荷回路。提出了三条回路断开的规则,其中有一条规则只适用于间歇过程,另外两条既适用于间歇过程又适用于连续过程。应用所提出的规则断开回路,去掉换热器,对总换热器网络做结构优化,使最后的总换热器网络的换热单元数目减少。计算得到的最终网络的投资费用和操作费用,继而得到总费用。计算两个实例得到总换热器网络的换热单元数目减少了,并且总费用也减少,说明了间歇过程直接换热器网络结构优化的步骤及这种方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 间歇过程换热器网络
• 1.1.1 间歇过程
• 1.1.2 间歇过程换热器网络的换热类型
• 1.1.3 间歇过程换热器网络的发展概况
• 1.2 间歇过程换热器网络的综合
• 1.2.1 换热器网络综合的方法
• 1.2.2 间歇过程换热器网络综合的方法
• 1.3 换热器网络的结构优化
• 1.3.1 换热器网络优化综合的基本原则
• 1.3.2 连续过程换热器网络的结构优化
• 1.3.3 间歇过程换热器网络结构优化
• 1.4 本论文的研究范围及组织结构
• 2 基于虚拟温度法的间歇过程换热器网络综合
• 2.1 虚拟温度法
• 2.1.1 虚拟温度法的定义
• 2.1.2 虚拟温度的计算
• 2.2 基于虚拟温度法的间歇过程换热器网络综合
• 2.2.1 基于虚拟温度法间歇过程换热器网络综合
• C'>2.2.2 算法及初始传热温差贡献值ΔT_C
• 2.2.3 基于虚拟温度法间歇过程换热器网络综合的数学模型
• 3 换热器网络结构优化断开回路的规则
• 3.1 间歇过程换热器网络结构优化的回路断开规则
• 3.1.1. 既适用于连续过程又适用于间歇过程的回路断开规则
• 3.1.2. 仅适用于间歇过程的规则
• 4 间歇过程换热器网络结构优化实例
• 4.1 实例一
• 4.2 实例二
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢