【摘 要】
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换热网络全周期运行期间,由于设备老化等因素,换热性能逐步下降,能耗逐步提高。而当前工业换热网络的设计并没有有效地解决此问题。换热网络结垢老化是一个慢时变过程,相对于
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换热网络全周期运行期间,由于设备老化等因素,换热性能逐步下降,能耗逐步提高。而当前工业换热网络的设计并没有有效地解决此问题。换热网络结垢老化是一个慢时变过程,相对于系统干扰以及工艺条件变化来说,其具有变化缓慢、周期较长和可预测的特点。
针对此问题,提出一种基于有旁路换热网络全周期持续节能的在线优化及控制实现方法,通过旁路调节,逐步释放换热网络中各换热器的面积裕量,从而达到全周期节能的目的。该方法首先对换热网络设置旁路,增加换热网络的控制自由度,为优化控制提供操作手段。然后,以当前换热网络全周期内总累积费用增量包括公用工程费用增量和设备投资费用增量为目标函数,考虑结垢热阻对换热器换热效率的影响和旁路对换热网络的调节作用,在满足工艺条件的基础上求解出换热网络的最优设计裕量,为优化控制提供操作空间。最后,在旁路换热网络裕量优化设计的基础上,以换热网络一定周期内的累积费用最小为目标函数,同时考虑扰动对换热网络的影响,在满足工艺条件的基础上,动态求解最佳旁路开度。由于采用闭环校正、迭代计算和滚动实施的方法,始终把优化建立在实际的基础上,尽管每次只能得到全局次优解,但可使实际控制效果达到最优,实现换热网络的在线优化,使得换热网络能在全周期内的持续节能。
同时,提出一种在线优化器与原常规控制器相结合的优化控制结构,既扩大了在线优化的可行域,又满足原常规控制回路的精度要求。并以某炼油厂的常减压脱盐前换热网络为具体的研究对象,说明方法的有效性和使用前景。
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