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柴油加氢装置换热网络优化
柴油加氢装置换热网络优化
摘要：
随着能源需求的增长和环境污染的加剧，对化石燃料的高效利用和减少排放成为了全球关注的焦点。柴油加氢装置作为提高柴油燃烧效率和减少污染物排放的重要设备，其换热网络的优化成为了提高能效和降低运行成本的关键。
本论文以柴油加氢装置的换热网络优化为研究对象，重点探讨了网络拓扑结构、网络传热特性和优化方法。首先，分析了柴油加氢装置的换热网络现状和存在的问题，包括换热器的不合理布局、传热不均匀等。然后，基于换热网络的工作原理和热力学模型，提出了一种基于网络结构的换热网络拓扑优化方法。通过优化网络结构，可以降低系统的热耗散和能量亏损，提高换热效率和燃料利用率。
其次，研究了柴油加氢装置换热网络的传热特性。根据传热学理论，考虑了换热器的传热热阻、传热面积等因素，建立了换热网络的传热模型。通过对模型进行求解和优化，可以找到最佳的传热方案，以实现换热器的高效工作。
最后，提出了一种基于遗传算法的换热网络优化方法。通过遗传算法的优化过程，可以快速搜索到最佳的换热方案，以达到能效最大化和运行成本最小化的目标。通过数值仿真和实际案例验证，证明了该方法在柴油加氢装置的换热网络优化中的有效性和可行性。
关键词：柴油加氢装置；换热网络；网络拓扑优化；传热特性；遗传算法
Abstract:
Withtheincreasingdemandforenergyandtheworseningenvironmentalpollution,theefficientutilizationoffossilfuelsandthereductionofemissionshavebecomeaglobalfocus.Asanimportantequipmenttoimprovedieselcombustionefficiencyandreducepollutantemissions,theoptimizationofheattransfernetworkindieselhydrocrackingunithasbecomethekeytoimproveenergyefficiencyandreduceoperatingcosts.
Thispapertakestheoptimizationofheattransfernetworkindieselhydrocrackingunitastheresearchobject,andfocusesonthenetworktopology,heattransfercharacteristicsandoptimizationmethods.Firstly,thecurrentsituationandproblemsofheattransfernetworkindieselhydrocrackingunitareanalyzed,includingtheunreasonablelayoutofheatexchangersandunevenheattransfer.Then,basedontheworkingprincipleandthermodynamicmodelofheattransfernetwork,aheattransfernetworktopologyoptimizationmethodbasedonnetworkstructureisproposed.Byoptimizingthenetworkstructure,theheatdissipationandenergylossofthesystemcanbereduced,andtheheattransferefficiencyandfuelutilizationratecanbeimproved.
Secondly,theheattransfercharacteristicsofheattransfernetworkindieselhydrocrackingunitarestudied.Accordingtotheheattransfertheory,factorssuchasheattransferresistanceandheattransferareaofheatexchangersareconsidered,andaheattransfermodelofheattransfernetworkisestablished.Bysolvingandoptimizingthemodel,theoptimalheattransferschemecanbefoundtoachievetheefficientoperationofheatexchangers.
Finally,aheattransfernetworkoptimiza