换热网络的综合、优化.ppt

换热网络的综合、优化研究换热网络综合、优化的意义国内外研究现状数学规划法始于二十世纪八十年代。1983年Cerda[6]把换热器网络表示成目标函数和约束条件的形式，将数学规划法引入到换热器网络的综合中；1983年Parpoulias和Grossmann[7]将最大能源回收问题归结为一线性（LP）问题，以求解最少的换热单元数目；在自动产生换热器网络的结构方面进行了尝试。1986年Floudas、Ciric和Grossmann[8]合作采用数学规划法生成最优换热器网络，奠定了其应用基础。1989年Floudas和Ciric[9]把混合整数线性规划法（MILP）与Floudas的超结构相结合，得到混合整数非线性规划（MINLP）模型，成功确立了换热器网络最小投资费用；1990年Yee、Grossmann和Kravanja[10]提出了同时考虑运行费用和投资费用的同步最优综合方法，但是其没有考虑涉及单元数目的固定费用，问题原则上可归结为一非线性规划（NLP）问题求解，其结果中可能包括较多的换热单元数目。1991年Ciric和Floudas[11]所提出的MINLP模型严重非凸，约束是二次型的，虽然采用的分解算法大大改善了解的质量，但由于其主问题仍为非凸，无法克服局部极小值点，同时建立的模型依赖于窄点技术的网络温差及子网络的划分。1990年Yee和Grossmann[12]提出的线性约束MINLP模型可同步优化公用工程、面积费用和单元设备数，但模型的非等温混合假设造成了有分流情况下必须进行二次优化。国内，针对换热器网络综合与优化的研究基本集中于高校内的研究工作。大连理工大学姚平经教授在窄点技术法和数学规划法方面取得一定早期成果[13,14]，并针对其不足之处提出和发展了先进的网络优化方法，例如，建立了三温差MILP转运模型及其设计方法[15,16]等；华南理工大学华贲教授将人工智能和数学规划[17]有机地结合起来应用于换热器网络的优化，建立了大规模网络的超结构模型[18]，且充分考虑了换热器网络弹性设计问题[19]；清华大学肖云汉教授、朱明善教授和王补宣教授在国内很早提出换热器网络综合和优化的重要性，在该方面也作了大量有意义的研究[20,21]。
但总的看来，无论是窄点技术法还是数学规划法，到目前为止大都还是一种多目标分步优化方法，很难一次得到网络的整体最优解。因而有必要对换热器网络的综合与优化做进一步的研究。[1]罗金生，高兰．优化换热器网络的窄点法．新疆化工，1994，(1)：24-38.
[2]肖云汉，朱明善，王补宣．换热网络的同步综合设计．化工学报，1993，(6)：635-643.
[3]LinnhoffB,FlowerJR.SynthesisofHeatExchangerNetworks:SystematicGenerationofEnergyOptimalNetworks.AICHEJournal,1978,24(4):633-654.
[4]TrividiKK,etal.ANewDual-TemperatureDesignMethodfortheSynthesisofHeatExchangerNetworks.ComputChemEng,1989,16:667-685.
[5]FraserDM.TheUseofMinimumFluxinsteadofMinimumApproachTemperatureasADesignSpecificationforHeatExchangerNetworks.ChemEngSci,1989,44:1121-1127.
[6]CendaJ,WesterbergAW,MasonD,LinnhoffB.MinimumUtilityUsageinHeatExchangerNetworksSynthesis.ChemEngSci,1983,38:373-387.
[7]PapouliasSA,GrossmanIE.AStructuralOptimizationApproachinProcessSynthesis(II):HeatRecoveryNetwork.ComputChemEng,1983,7(6):707-721.
[8]FloudasCA,CiricAR,GrossmanIE.AutomaticSynthesisofOptimumHeatExchangerNetworksConfiguration.AICHE.J,1986,32:276-290.
[9]FloudasCA,CiricAR.StrategiesforOvercomingUncertaintiesinHeatExchangerNetworkSynthesis.ComputChemEng,1989,13:1133-1152.