換熱器網(wǎng)絡(luò)由許多換熱器以串并聯(lián)的形式組合而成,系統(tǒng)內(nèi)部交互作用復(fù)雜。為確保所設(shè)計(jì)的換熱器網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中不失操作可行性,需要使其既具有較高的可控性,又具備充分的柔性以抵御不確定因素波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響。目前針對(duì)于可控性換熱器網(wǎng)絡(luò)的研究主要集中于控制結(jié)構(gòu)的優(yōu)化選擇,忽略網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對(duì)于可控性的影響,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)綜合與控制結(jié)構(gòu)選擇問(wèn)題之間復(fù)雜的作用機(jī)制使二者難以同步實(shí)現(xiàn)。另外,可控性與柔性作為影響系統(tǒng)可操作性的兩個(gè)重要方面,忽略其協(xié)同關(guān)系將使換熱器網(wǎng)絡(luò)綜合結(jié)果在實(shí)際操作中產(chǎn)生性能偏差。為解決以上問(wèn)題,本文開(kāi)展了考慮不確定因素的可控性換熱器網(wǎng)絡(luò)同步綜合方法研究。本論文內(nèi)容主要包括以下三個(gè)方面:（1）為了考慮網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與控制結(jié)構(gòu)對(duì)可控性的影響,同時(shí)探究經(jīng)濟(jì)性與可控性的關(guān)系,提出考慮經(jīng)濟(jì)性與可控性的換熱器網(wǎng)絡(luò)多目標(biāo)綜合方法。針對(duì)控制結(jié)構(gòu)選擇只能基于某一已知網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的問(wèn)題,提出基于超結(jié)構(gòu)的拓展擾動(dòng)傳播與控制模型量化系統(tǒng)偏離程度,可實(shí)現(xiàn)控制結(jié)構(gòu)的自動(dòng)最優(yōu)設(shè)計(jì)。分別以年度總費(fèi)用作為換熱器網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)性目標(biāo),以相對(duì)增益矩陣數(shù)作為換熱器網(wǎng)絡(luò)可控性目標(biāo),構(gòu)建綜合模型;根據(jù)最小傳熱溫差區(qū)間劃分優(yōu)化問(wèn)題類(lèi)型,分析網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)性與... 

【文章來(lái)源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

在T-H圖上描述夾點(diǎn)

不同于分步綜合方法對(duì)于子問(wèn)題的依次求解,同步綜合方法可以同時(shí)權(quán)衡各子問(wèn)題,依據(jù)嚴(yán)格的數(shù)學(xué)模型直接優(yōu)化得到最終的換熱器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。1990年,Yee和Grossmann[9]提出換熱器網(wǎng)絡(luò)分級(jí)超結(jié)構(gòu)。如圖1.5所示為包含冷熱流股的兩級(jí)超結(jié)構(gòu),其中熱流股為從左到右流動(dòng),冷流股為從右到左流動(dòng),超結(jié)構(gòu)的級(jí)數(shù)由冷熱流股的最大數(shù)目確定。在超結(jié)構(gòu)中,各級(jí)冷熱流股之間均存在換熱器進(jìn)行熱交換以滿(mǎn)足流股溫度要求。此外,熱流股末端的冷公用工程和冷流股末端的熱公用工程還可以提供額外的能量。因此,分級(jí)超結(jié)構(gòu)涵蓋了冷熱流股能夠進(jìn)行匹配的所有可能性,依據(jù)超結(jié)構(gòu)建立數(shù)學(xué)模型可以同時(shí)權(quán)衡最小換熱設(shè)備費(fèi)用、最小公用工程用量以及最大熱回收。2002年,Bj?rk等[10]在Yee[9]的工作基礎(chǔ)上對(duì)數(shù)學(xué)模型加以改進(jìn),去除了流股等溫混合的假設(shè),使得模型更加切合實(shí)際,但同時(shí)也增加了模型的非線性,使得求解難度增加。2018年,Leandro等[11]提出了包含多種公用工程位置選擇的超結(jié)構(gòu)模型。與之前的超結(jié)構(gòu)不同,冷熱公用工程不只局限于流股末端,還可以放置于級(jí)內(nèi)流股,此時(shí)級(jí)內(nèi)流股的能量可以由換熱器進(jìn)行交換也可以直接由公用工程進(jìn)行補(bǔ)充或收集。然而由于模型的復(fù)雜性,同步綜合方法在優(yōu)化求解方面面臨著挑戰(zhàn),同時(shí)也難以應(yīng)用于大規(guī)模綜合問(wèn)題求解中。1.2.3 人工智能法

專(zhuān)家系統(tǒng)是在某一特定領(lǐng)域內(nèi)有著大量經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的程序系統(tǒng)。其事先總結(jié)該領(lǐng)域內(nèi)專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí),然后應(yīng)用人工智能模擬專(zhuān)家的問(wèn)題求解思維,進(jìn)而對(duì)輸入的問(wèn)題進(jìn)行處理得出判斷與決策,如圖1.6所示。2000年,李志紅[12]提出了應(yīng)用于大規(guī)模換熱器網(wǎng)絡(luò)綜合的超結(jié)構(gòu)模型。其基于專(zhuān)家系統(tǒng)確定流股的分流以及禁止匹配的流股,從而使得超結(jié)構(gòu)更加全面的同時(shí)簡(jiǎn)化了超結(jié)構(gòu)模型的形式。2002年,李志紅[13]又在之前的工作基礎(chǔ)上提出改進(jìn),基于專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)不同匹配單元的換熱設(shè)備提出相應(yīng)的投資費(fèi)用計(jì)算公式,使得超結(jié)構(gòu)模型更加貼近于工業(yè)實(shí)際。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是動(dòng)力學(xué)系統(tǒng),其使用能量函數(shù)來(lái)表示網(wǎng)絡(luò)特性,由單向信號(hào)通道連接處理單元進(jìn)而構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。2018年,Trzcinski和Mariusz[14]提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估換熱設(shè)備結(jié)垢而產(chǎn)生熱損失的方法,用于識(shí)別污垢對(duì)于換熱器網(wǎng)絡(luò)整體能量回收的影響,進(jìn)而改造網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以增大熱回收。1.3 可控性換熱器網(wǎng)絡(luò)方法研究

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]柔性換熱器網(wǎng)絡(luò)綜合與先進(jìn)控制集成研究[D]. 顧偲雯.大連理工大學(xué) 2019
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碩士論文
[1]基于旁路優(yōu)化控制的柔性換熱網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)性與控制性能評(píng)價(jià)及其集成優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 劉璇宇.中國(guó)石油大學(xué)(北京) 2018



本文編號(hào)：3524627