两种换热网络综合优化方法对比研究.pdfVIP

上 海 理 工 大 学 学报 第37卷 第3期 J．UniversityofShanghaiforScienceandTechnology Vo1．37 No．3 2015 文章编号：1007—6735(2015)03—0238—07 DOI：10．13255／j．cnki．jusst．2015．03．007 两种换热网络综合优化方法对 比研究 刘新文 ， 罗 行 。， 马虎根 (1．上海理工大学 能源与动力工程学院，上海 200093；2．宁波工程学院化学工程学院，宁波 315016； 3．汉诺威大学动力工程学院，汉诺威 D一30167) 摘要：换热网络的全新优化设计 (grassrootsdesign)和换热网络的改造优化设计 (retrofitdesign) 均可提高过程工业能量综合利用效率．为了对两种优化设计方法进行比较，分别在分级超结构的基 础上，以费用函数为 目标函数，建立了两种换热网络综合优化方法的数学模型．通过对混合遗传算 法进行改进，实现了对数学模型的优化求解，并从节能水平、投资费用及投资回收期等方面对两种 优化方法进行了对比．结果表明，通过对原有换热器单元的重新利用，使得换热网络的改造优化设 计虽然在节能水平方面稍低于换热网络的全新优化设计，但在投资费用和投资回收期方面优势 明显 ． 关键词：换热网络；全新设计 ；改造设计 ；节能 中图分类号：TK 124 文献标志码 ：A ContrastiveStudieson theTwoTypesofOptimal SynthesisMethodofHeatExchangerNetwork LIUXinwen，-． LUOXing ． MAHugen (1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，UniversityofShanghaifo ScienceandTechnology，Shanghai200093，China； 2．SchoolofChemicalEngineering，NingboUniversityofTechnology，Ningbo315016，China； 3．Institutefo Thermodynamics，GottfriedWilhelmLeibnizUniversity，HannoverD一30167，Germany) Abstract：Itisfeasibleforthegrassrootsdesignandretrofitdesignoftheheatexchangernetwork (HEN)t0enhancetheefficiencyofenergyutilizationforprocessindustries．Inordertorealizethe comparisonofhtesetwomethods，themathematicalmodelswiththeobjectivefunctionofcostwere builton thebaseofthe stepwisesuperstructure．The developed hybridgeneticalgorithm was employedtosolvehtem．Thecompariosnsweredonefrom theaspectsofenergysaving．acpitalcost andpaybackperiodofthees twomethods．Tl1eresultsdemonstratethattheretrofitdesignislittle worsethan thegrassrootsdesign in energy saving，butmuchbetterincapitalcostandpayback period obviouslybythewayofreusingofexistingheatexchangers． Keywords：heatexchangernetwo