以最大化網絡中某點溫度為目標的換熱網絡改造優化方法
【專利摘要】本發明提供一種以最大化網絡中某點溫度為目標的換熱網絡改造優化方法，其包括以下步驟：步驟S1：建立換熱網絡初始的非線性規劃模型；步驟S2：求解非線性規劃模型優化網絡；步驟S3：判斷是否達到退出條件：如果總添加面積達到限制或者連續兩次非線性規劃優化目標函數值沒有改進，即達到退出條件，結束；步驟S4：選擇增大面積對目標函數值改進最大的換熱器HX；步驟S5：修改非線性規劃模型中換熱器HX面積變量的上界，返回步驟S2。本發明可提升換熱網絡的性能，實現節能降耗，提高經濟效益。
【專利說明】以最大化網絡中某點溫度為目標的換熱網絡改造優化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及換熱網絡【技術領域】，特別涉及一種以最大化網絡中某點溫度為目標的換熱網絡改造優化方法。
【背景技術】
[0002]目前，換熱網絡設計主要有三類方法:夾點分析法、數學規劃法、隨機優化方法。現有的方法有如下缺點:
[0003]夾點分析法對于大規模實際問題使用起來比較困難。數學規劃方法容易陷入局域最優解。隨機優化方法一般采用遺傳算法或者模擬退火算法，如果想要得到較好的結果，可能需要運行多次，需要較長的求解時間。此外，現有的方法一般以最小操作費用或者最小總費用(操作費用+設備費用)為優化目標。
[0004]因此，如何將現有技術問題加以解決，而提供一種新的高效準確的換熱網絡優化設計方法，即為本領域技術人員的研究方向所在。
【發明內容】
[0005]為了達到上述目的，本發明提供一種以最大化網絡中某點溫度為目標的換熱網絡改造優化方法，其是用于換熱網絡的改造優化，從最大化換熱終溫的角度來處理換熱網絡的改造優化，得到高性能的換熱網絡。
[0006]為了達到上述目的，本發明提供一種以最大化網絡中某些點溫度為目標的換熱網絡改造優化方法，其包括以下步驟:
[0007]步驟S1:建立換熱網絡的初始非線性規劃模型；
[0008]步驟S2:求解非線性規劃模型優化網絡；
[0009]步驟S3:判斷是否達到退出條件:如果總添加面積達到限制或者連續兩次非線性規劃優化目標函數值沒有改進，即達到退出條件，結束；
[0010]步驟S4:選擇增大面積對目標函數值改進最大的換熱器HX ；
[0011]步驟S5:修改非線性規劃模型中換熱器HX面積變量的上界，返回步驟S2。
[0012]其中，在步驟SI中，非線性規劃模型是以換熱器的面積和分流器的分流率為優化變量，設置初始的換熱器面積范圍；目標函數值為最大化網絡中某些點的溫度，最大化某些溫度點溫度max Σ s,n W(s，n) T (s，η)，其中s代表流股，η代表流股上的溫度點，(s，η)代表換熱網絡的某個溫度點，T(s，η)代表該點的溫度，W(s，η)代表該點的權重。
[0013]其中，在步驟S4中，是選擇增大面積對目標函數值改進最大的換熱器ΗΧ。
[0014]其中，在步驟S5中，是修改非線性規劃模型中步驟S4選擇的換熱器HX的面積變量上界，增大5%或增大一固定值。
[0015]與現有技術相比，本發明可以有效提高換熱網絡的換熱終溫，提升換熱網絡的性能，實現節能降耗，提高經濟效益。【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發明一種以最大化網絡中某點溫度為目標的換熱網絡改造優化方法流程圖；
[0018]圖2為本發明一種以最大化網絡中某點溫度為目標的換熱網絡改造優化方法現有網絡結構圖。
【具體實施方式】
[0019]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有付出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0020]如圖1所示，為本發明一種以最大化網絡中某點溫度為目標的換熱網絡改造優化方法流程圖。本發明的方法包括以下步驟:
[0021]步驟S1:建立換熱網絡的初始非線性規劃(NLP)模型，其是以換熱器的面積和分流器的分流率為優化變量，設置初始的換熱器面積范圍。
[0022]步驟S2:求解非線性規劃模型優化網絡；此部分通過專用求解器進行，為現有技術，在此不詳細描述。
[0023]步驟S3:判斷是否達到退出條件:如果總添加面積達到限制或者連續兩次非線性規劃優化目標函數值沒有改進，即達到退出條件，結束；
[0024]步驟S4:選擇增大面積對目標函數值改進最大的換熱器HX ；
[0025]步驟S5:修改非線性規劃模型中步驟S4選擇的換熱器HX面積的上界，增大5%或者增大一固定值，返回步驟S2。
[0026]其中，在步驟SI中，是以換熱器的面積和分流器的分流率為優化變量，設置初始的換熱器面積范圍。其中:初始上界為當前面積的110%。
[0027]在步驟S5中，是修改非線性規劃模型中步驟S4選擇的的換熱器HX的面積變量上界，增大5%或增大一固定值。
[0028]以下，列舉一實施例對上述的以最大化網絡中某點溫度為目標的換熱網絡改造優化方法進行詳細說明:
[0029]參閱表I及表2所示，表I為流股數據表，表2為公用工程數據表:表1:流股數據[0030]
【權利要求】
1.一種以最大化網絡中某點溫度為目標的換熱網絡改造優化方法，其特征在于，其包括以下步驟: 步驟S1:建立換熱網絡的初始非線性規劃模型； 步驟S2:求解非線性規劃模型優化網絡； 步驟S3:判斷是否達到退出條件:如果總添加面積達到限制或者連續兩次非線性規劃優化目標函數值沒有改進，即達到退出條件，結束； 步驟S4:選擇增大面積對目標函數值改進最大的換熱器HX ； 步驟S5:修改非線性規劃模型中換熱器HX面積變量的上界，返回步驟S2。
2.根據權利要求1所述的一種以最大化網絡中某點溫度為目標的換熱網絡改造優化方法，其特征在于，在步驟SI中，非線性規劃模型是以換熱器的面積和分流器的分流率為優化變量，設置初始的換熱器面積范圍；目標函數值為最大化網絡中某些點的溫度，最大化某些溫度點溫度max Σ s,n W(s，n) T (s，η)，其中s代表流股，η代表流股上的溫度點，(s, η)代表換熱網絡的某個溫度點，T(s，η)代表該點的溫度，W(s，η)代表該點的權重。
3.根據權利要求1所述的一種以最大化網絡中某點溫度為目標的換熱網絡改造優化方法，其特征在于，在步驟S4中，是選擇增大面積對目標函數值改進最大的換熱器ΗΧ。
4.根據權利要求1所述的一種以最大化網絡中某點溫度為目標的換熱網絡改造優化方法，其特征在于，在步驟S5中，是修改步驟S4選擇的換熱器HX的面積變量上界，增大5%或增大一固定值。
【文檔編號】G06F19/00GK103914604SQ201210592940
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年12月31日 優先權日:2012年12月31日
【發明者】胡益炯, 陳露, 蔣東, 張楠 申請人:北京宜能高科科技有限公司