在換熱網(wǎng)絡(luò)的全生命周期中,換熱器結(jié)垢、設(shè)備老化等原因會使得換熱效果隨運(yùn)行時間不斷下降,從而工作點(diǎn)會逐漸偏離原本的設(shè)計點(diǎn)。而一般采用調(diào)節(jié)公用工程的策略雖然可以實(shí)現(xiàn)有效控制,但會使操作費(fèi)用隨時間逐漸增加,經(jīng)濟(jì)效益變差。旁路控制作為已經(jīng)廣泛應(yīng)用于換熱網(wǎng)絡(luò)的控制方案,能夠增加系統(tǒng)可控性和降低操作費(fèi)用。但是換熱網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與最優(yōu)綜合一般不涉及其旁路控制系統(tǒng)的設(shè)計與要求,導(dǎo)致在其運(yùn)行過程中,旁路控制難以持續(xù)有效的實(shí)現(xiàn)。為了避免出現(xiàn)此種情況,在換熱網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行之前將會進(jìn)行面積裕量設(shè)計。裕量設(shè)計可以增加操作空間,但是投資費(fèi)用將會升高從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益下降。在換熱網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中,目前的優(yōu)化控制方案大多以提高控制效果為目標(biāo),不涉及面積裕量設(shè)計及其在操作過程中的合理利用,因此需要綜合考慮控制與經(jīng)濟(jì)性兩者的關(guān)系對換熱網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)操作優(yōu)化,確保滿足有效控制的同時提高經(jīng)濟(jì)效益。本文以提出的換熱網(wǎng)絡(luò)控制與經(jīng)濟(jì)優(yōu)化協(xié)調(diào)原理為基礎(chǔ),分別以分流比和旁路開度為優(yōu)化變量,提出換熱網(wǎng)絡(luò)旁路控制與經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的協(xié)調(diào)設(shè)計方法。首先,分析換熱網(wǎng)絡(luò)旁路控制、裕量與經(jīng)濟(jì)效益三者之間的關(guān)系。基于單個換熱器的動態(tài)數(shù)學(xué)模型,對本文提出的控制與經(jīng)濟(jì)優(yōu)化協(xié)調(diào)原理進(jìn)行驗(yàn)證。然后,針對有分流的換熱網(wǎng)絡(luò)指出以分流比作為經(jīng)濟(jì)優(yōu)化變量,確定分流比與操作變量旁路的配對方法,提出一種旁路控制與基于分流比調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化協(xié)調(diào)設(shè)計方法。在多旁路的換熱網(wǎng)絡(luò)中,將旁路分為用于控制的調(diào)節(jié)旁路和用于經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的優(yōu)化旁路,確定調(diào)節(jié)旁路與優(yōu)化旁路配對的方法,完善控制與經(jīng)濟(jì)優(yōu)化的協(xié)調(diào)設(shè)計框架,提出換熱網(wǎng)絡(luò)旁路控制與基于旁路調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)優(yōu)化協(xié)調(diào)設(shè)計方法。最后,分別以文獻(xiàn)中的換熱網(wǎng)絡(luò)及原油換熱網(wǎng)絡(luò)為例,通過對原油換熱網(wǎng)絡(luò)的全周期仿真驗(yàn)證了提出的協(xié)調(diào)設(shè)計方法實(shí)現(xiàn)了持續(xù)可控和經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)化。
【學(xué)位單位】：中國石油大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TK124

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本文編號：2813168