蒸汽冷热公用工程系统和换热网络集成优化查抄袭率

摘要：能源是人类进展的动力,随着进展的需要,工业企业面对着越来越高的节水节能要求。如何提升每个工业企业用能和用水效率也变得越来越重要。蒸汽系统的能耗占工业企业总能耗的比例很高,由此要提升企业的用能效率首先要对蒸汽系统进行设计和运转优化。而换热网络是余热回收的一个重要环节,工艺蒸汽加热网络作为换热网络的外部热公用工程的一种形式,它将蒸汽系统的余热加以利用,对企业的总能源利用效率有很大影响。冷却水系统作为工业企业的血液,占工业取水量的70%以上,由此要提升节水率,冷却水系统就是一个不能忽略的部分。由此本论文选取蒸汽系统、工艺蒸汽加热网络和冷却水系统作为探讨对象,探讨三个系统的集成优化策略,达到工业企业节能节水的目的。首先,本论文建立了蒸汽系统中锅炉、汽轮机等设备的变工况模型,建立了以系统的燃料消耗量为目标,在系统满足电量需求和热量需要的条件下的蒸汽动力系统运转优化模型,通过一个实际的化工厂蒸汽系统为案例验证了模型的有效性。然后,在蒸汽系统模型的基础上基于夹点浅析策略建立了工艺蒸汽加热网络的热集成模型,并提出了工艺蒸汽加热网络和蒸汽系统集成优化的优化流程,并通过一个案例验证了模型,取得了节能节水的效果。接着,本论文提出将工艺蒸汽加热网络和传统换热网络组合,形成一个新的换热网络。该策略打破了对蒸汽换热终了温度的限制,使能量的利用效率更高,达到更好的节能节水效果。此外,本论文的优化还考虑了整个换热网络的成本,将以能源消耗量为优化目标得到的换热网络通过合并换热器、能量松弛等策略,减少该换热网络的成本。最后,本论文建立了冷却水系统模型,考虑了蒸汽系统运转工况对凝汽式汽轮机凝汽器中冷却水量的影响,将其与传统换热网络的外部冷却公用工程中的冷却水组合,转变原有的冷却水网络,在原本并联的冷却水网络结构中加入串联的设计。通过一个实际的化工厂案例,将蒸汽系统、工艺蒸汽加热网络和冷却水系统组合在一起,以能源消耗量作为目标函数对该系统进行优化,验证所建模型的准确性,达到节能节水的目的。关键词：蒸汽系统论文工艺蒸汽加热网络论文冷却水网络论文夹点浅析论文集成优化论文

摘要4-5

ABSTRACT5-7

目录7-10

CONTENTS10-12

第一章 绪论12-25

1.1 探讨背景及作用12-14

1.2 系统优化策略与集成策略的探讨综述14-22

1.2.1 蒸汽动力系统探讨近况与优化策略15-18

1.2.2 换热网络的优化策略18-21

1.2.3 冷却水系统的优化策略21-22

1.2.4 系统的集成优化策略22

1.3 本论文探讨内容22-24

1.4 本章小结24-25

第二章 蒸汽动力系统优化25-35

2.1 蒸汽动力系统基本模型25-30

2.1.1 蒸汽动力系统物理模型25-26

2.1.2 蒸汽动力系统设备模型26-30

2.2 不足描述及模型求解30-31

2.3 案例运用31-33

2.3.1 案例描述31-32

2.3.2 优化模型32

2.3.3 结果与浅析32-33

2.4 本章小结33-35

第三章 工艺蒸汽加热网络与蒸汽系统的集成优化35-45

3.1 不足描述35-37

3.2 数学模型37-39

3.2.1 蒸汽加热网络模型37-39

3.2.2 蒸汽系统设备数学模型39

3.2.3 目标函数39

3.3 案例运用39-43

3.3.1 案例描述39-40

3.3.2 优化结果浅析40-43

3.4 本章小结43-45

第四章 考虑成本的工艺蒸汽加热网络与蒸汽系统的集成优化45-57

4.1 不足描述45-46

4.2 优化流程46-47

4.3 换热网络松弛47-48

4.4 案例运用148-52

4.4.1 案例描述49

4.4.2 优化结果及浅析49-52

4.5 案例运用252-56

4.5.1 案例描述52-53

4.5.2 优化结果及浅析53-56

4.6 本章小结56-57

第五章 冷却水系统、工艺蒸汽加热网络和蒸汽系统的集成优化57-70

5.1 不足描述57

5.2 冷却水系统模型57-62

5.2.1 冷却塔换热模型57-60

5.2.2 风机功率模型60

5.2.3 水泵功率模型60

5.2.4 冷却水网络模型60-62

5.2.5 目标函数62

5.3 案例运用62-69

5.4 本章小结69-70

结论70-72