特殊换热网络算例优化与分析

作     者：张红亮 崔国民 朱玉双 黄晓璜 ZHANG Hongliang;CUI Guomin;ZHU Yushuang;HUANG Xiaohuang

作者机构：上海理工大学新能源科学与工程研究所上海200093 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2018年第37卷第5期

页      面：1692-1701页

核心收录：

学科分类：080701[工学-工程热物理] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0835[工学-软件工程] 0701[理学-数学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：上海市科委部分地方院校能力建设计划(16060502600) 国家自然科学基金(51176125) 沪江基金研究基地专项(D14001)项目 

主　　题：换热网络综合 模型 布谷鸟搜索算法 优化设计 回收 

摘      要：换热网络综合属于混合整数非线性规划问题,具有严重的非凸、非线性特性。为探讨某些换热网络算例可能存在内部公用工程且年综合费用极低的特殊换热网络结构,本文采用了允许公用工程内置的无分流分级超结构模型。基于布谷鸟搜索算法,通过设置最小换热量阀值及以较小概率接受较差结构来指导换热网络结构进化,建立适用于求解换热网络综合问题的优化算法,并对特殊算例的优化结果进行分析。本文列举3个特殊算例,具有热流体的初始温度高于热公用工程的入口温度或热公用工程的进出口温差较大的特征,改进的布谷鸟搜索算法能够搜索到带有内部公用工程的换热网络结构,且年综合费用得到明显下降。结果表明:对于特殊算例,公用工程内置能够优化换热网络的热量分布,节约换热器面积,有效降低换热网络的年综合费用。