發(fā)布時(shí)間：2020-07-24 20:20

【摘要】：離心泵是化工通用設(shè)備。離心泵網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與操作優(yōu)化是工業(yè)界節(jié)能降耗亟待解決的關(guān)鍵問題,其挑戰(zhàn)性在于通過泵設(shè)備的空間布置、開停決策和性能調(diào)整,求解復(fù)雜的混合整數(shù)非線性規(guī)劃,給出面向操作、設(shè)計(jì)及改造的最優(yōu)解。本文構(gòu)建了離心泵網(wǎng)絡(luò)操作優(yōu)化和改造設(shè)計(jì)優(yōu)化命題,分別以面向工業(yè)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則法和搜索全局最優(yōu)的數(shù)學(xué)規(guī)劃法求解,以期為工業(yè)應(yīng)用和理論研究提供合理依據(jù)。本文主要工作包括以下幾個(gè)方面:(1)選擇合適的泵性能數(shù)學(xué)表達(dá)方法,擬合工業(yè)裝置離心泵的在切削和變頻條件下的特性曲線,建立設(shè)備基礎(chǔ)模型和數(shù)據(jù)庫,給出離心泵網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的基礎(chǔ)目標(biāo)函數(shù)、等式約束和不等式約束。(2)基于分步設(shè)計(jì)的離心泵網(wǎng)絡(luò)操作優(yōu)化。以某工廠冷卻水系統(tǒng)集中式供水需求為例,分析指定結(jié)構(gòu)泵網(wǎng)絡(luò)輸出流量和能量范圍。以開停和變頻為決策變量,求解各種單目標(biāo)操作優(yōu)化命題,分別采用經(jīng)驗(yàn)規(guī)則法和數(shù)學(xué)規(guī)劃法獲得泵配置方案最優(yōu)解;求解多目標(biāo)操作優(yōu)化命題,給出了多目標(biāo)Pareto最優(yōu)解集和消元成單目標(biāo)的最優(yōu)解。(3)基于同步設(shè)計(jì)的離心泵網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)化。針對(duì)冷卻水系統(tǒng)的分布式需求,同步改變冷卻水系統(tǒng)的供能端和用能端離心泵網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)、主泵網(wǎng)絡(luò)的安裝位置和泵運(yùn)行數(shù)量、增壓泵網(wǎng)絡(luò)的安裝位置和泵運(yùn)行數(shù)量等。以年總費(fèi)用最小為目標(biāo),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)泵網(wǎng)絡(luò)及庫存獲得最優(yōu)配置方案。并對(duì)比經(jīng)驗(yàn)規(guī)則法和數(shù)學(xué)規(guī)劃法的計(jì)算結(jié)果;結(jié)果表明當(dāng)需求分布復(fù)雜時(shí),數(shù)學(xué)規(guī)劃法最優(yōu)解更好。此外,對(duì)離心泵網(wǎng)絡(luò)分步設(shè)計(jì)和同步設(shè)計(jì)法進(jìn)行彈性分析對(duì)比,討論了不同設(shè)備參數(shù)下兩種設(shè)計(jì)方法系統(tǒng)操作彈性的影響。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ051.21
【圖文】：

圖 1.1 離心泵網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與操作優(yōu)化命題研究?jī)?nèi)容框架Fig. 1.1 A generalized outline of research content of design and operational optimization problem ofcentrifugal pump network首先分析目標(biāo)函數(shù)，考慮各種工業(yè)用離心泵運(yùn)行的費(fèi)用組成，全面系統(tǒng)地考慮包括初始投資成本、安裝和調(diào)試費(fèi)用、操作費(fèi)用、常規(guī)維護(hù)維修費(fèi)用、停車和環(huán)境處理在內(nèi)的所有顯性費(fèi)用，以及泵設(shè)備運(yùn)行效率偏差損耗所引起的隱性特殊維修與折舊費(fèi)用。因此，離心泵網(wǎng)絡(luò)節(jié)能優(yōu)化問題研究的目標(biāo)一般為成本最小化。其次，逐級(jí)建立通用單泵性能、切削及變頻等單泵調(diào)整性能、以串并聯(lián)為基礎(chǔ)的泵網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)方程等式約束[24]。然后，針對(duì)設(shè)計(jì)和操作兩類不同的優(yōu)化命題建立特征等式約束，建立泵網(wǎng)絡(luò)數(shù)學(xué)模型。設(shè)計(jì)型問題，可有選擇性地需添加相應(yīng)描述離心泵網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的等式約束方程；操作型問題，可有選擇性地添加相應(yīng)的控制傳遞方程。

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 緒論獻(xiàn)進(jìn)行歸納，整理如圖 1.2 所示，主要包括以下五個(gè)方面：泵網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)、基本性能方程、泵網(wǎng)絡(luò)操作優(yōu)化、泵網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)優(yōu)化、優(yōu)化命題的求解算法。其中設(shè)計(jì)優(yōu)化分為分步和同步設(shè)計(jì)兩類，傳統(tǒng)的冷卻水系統(tǒng)采用分步設(shè)計(jì)，泵網(wǎng)絡(luò)處于供能端，多個(gè)離心泵集中供水至主管，所有終端用水設(shè)備處于用能端，由主管通過分支管路送水，這種設(shè)計(jì)方法可以減小命題維度。而同步設(shè)計(jì)則打破供能端和用能端的界限，增加增壓泵達(dá)到能量再生回用效果，命題求解難度增加。

江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 緒到最佳泵網(wǎng)絡(luò)改造方案；其次，針對(duì)多個(gè)頭需求的改造優(yōu)化命題，分步式數(shù)劃法體現(xiàn)出明顯的計(jì)算優(yōu)勢(shì)；最后，對(duì)分布式供水需求的泵網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分支管作彈性分析，得到對(duì)實(shí)際生產(chǎn)有指導(dǎo)意義的結(jié)論。第五章，結(jié)論與展望�？偨Y(jié)全文研究?jī)?nèi)容，并對(duì)未來科研工作提出展望。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 索瑞琴;王_g斐;馮霄;;考慮換熱強(qiáng)化的循環(huán)水網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[J];計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué);2015年12期

2 周德賢;葉文彪;張鐵成;;中國(guó)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能項(xiàng)目正式啟動(dòng)[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2002年03期

本文編號(hào)：2769343