為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，需要對化工過程進(jìn)行從物質(zhì)到能量多方面的綜合優(yōu)化。本文以過程系統(tǒng)工程理論為指導(dǎo)，對以水、熱、電生產(chǎn)為代表的公用工程系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，以及對包括公用工程在內(nèi)考慮工藝改進(jìn)的全過程用能系統(tǒng)的綜合優(yōu)化問題進(jìn)行了研究。目前，公用工程中的水、熱、電供應(yīng)基本上是分開進(jìn)行的，或者只是進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，或水電聯(lián)產(chǎn)，并沒有把三者綜合起來考慮。隨著水資源的短缺，在沿海缺水地區(qū)或者內(nèi)陸鹽水、苦咸水地區(qū)進(jìn)行化工園區(qū)建設(shè)時(shí)，用多級閃蒸或者反滲透海水淡化技術(shù)生產(chǎn)淡水，來解決供水問題是一條可行的路徑。在此基礎(chǔ)上，本文提出了熱電廠和多級閃蒸、反滲透海水淡化相結(jié)合的水熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。為了獲得優(yōu)化的聯(lián)產(chǎn)結(jié)構(gòu)，本文給出了一個(gè)通用的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。該方法給出了一個(gè)包括不同類型熱電廠、多級閃蒸和反滲透模塊的聯(lián)產(chǎn)超結(jié)構(gòu)。三者通過能流和物流相互耦合在一起。該超結(jié)構(gòu)包括了水、熱、電聯(lián)產(chǎn)所有可能的生產(chǎn)結(jié)構(gòu)。通過建立完整的過程單元模型和經(jīng)濟(jì)模型，以年費(fèi)用最小為目標(biāo)函數(shù)，滿足過程熱力學(xué)、設(shè)備選型、設(shè)計(jì)要求的約束，把聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題表達(dá)為了一個(gè)非線性規(guī)劃問題。通過用GAMS軟件求解這個(gè)以年費(fèi)用最小為目標(biāo)的非線性規(guī)劃模... 

【文章來源】：中國海洋大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

序貫?zāi)K法的迭代層次Fig.1-1Iterationhierarchyofsequentialmodule

圖 1-2 不同層次的過程集成[30]Fig.1-2 Process integration at different levels1.1.4.1 熱集成換熱網(wǎng)絡(luò)主要是冷熱物流最佳匹配和換熱設(shè)備的最優(yōu)設(shè)置。熱集成則擴(kuò)大到了系統(tǒng)中所有可以產(chǎn)生或者消耗能量的單元或者是子系統(tǒng)，包括反應(yīng)器、塔頂冷凝器、塔底再沸器、熱機(jī)、熱泵[12]。匹配形式包括熱泵精餾系統(tǒng)，熱機(jī)與換熱網(wǎng)絡(luò)的匹配，分離序列中各分離器之間的能量匹配等。熱泵精餾[31]是把制冷循環(huán)和塔底再沸器和塔頂冷凝器結(jié)合起來，用壓縮后的制冷工質(zhì)冷凝，為塔底再沸器提供熱量；再汽化為塔頂再沸器提供冷量。熱泵精餾有三種不同的形式：閉式熱泵精餾、A 型開式熱泵精餾和 B 型開式熱泵精餾。閉式熱泵精餾制冷工質(zhì)為非工藝物流，制冷循環(huán)自己形成封閉系統(tǒng)。開式制冷工質(zhì)為塔頂或者塔底的工藝物流，用塔頂蒸汽作為制冷工質(zhì)的稱為 A 式，塔底物

可以顯著降低過程的火用損失，減少能量的消耗。但由于火用分析和火用計(jì)算過程比較繁瑣，在復(fù)雜系統(tǒng)中的應(yīng)用受到限制[42]。1.2.2 夾點(diǎn)技術(shù)夾點(diǎn)技術(shù)是由 Linnhoff 及其同事逐漸發(fā)展起來的一種用于過程系統(tǒng)能量優(yōu)化的技術(shù)[22]。它由已知數(shù)據(jù)畫出冷熱物流組合曲線，確定最優(yōu)的夾點(diǎn)溫差，然后按照經(jīng)驗(yàn)規(guī)則合成初始最優(yōu)換熱網(wǎng)絡(luò)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：2913333