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燃气-蒸汽联合循环发电系统高级(火用)经济分析

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发电技术 2024年

作者：吕嘉伟霍兆义刘峰谢宁王文静辽宁科技大学材料与冶金学院

基于(火用)经济发展而来的高级(火用)经济分析方法，能够细化拆分系统组件的经济成本，深入探究经济成本形成的内在原因。在结合高级(火用)分析的基础上，采用高级(火用)经济分析法将燃气-蒸汽联合循环发电系统中各组件的成本拆解为内... 详细信息

基于(火用)经济发展而来的高级(火用)经济分析方法，能够细化拆分系统组件的经济成本，深入探究经济成本形成的内在原因。在结合高级(火用)分析的基础上，采用高级(火用)经济分析法将燃气-蒸汽联合循环发电系统中各组件的成本拆解为内源性成本、外源性成本、可避免成本和不可避免成本，并对此进行计算。计算结果表明：在设计工况下，联合循环发电系统中燃烧室的可避免(火用)损最大，为28.41 MW，占燃烧室(火用)损的26.55%。因此，为降低系统内源性和外源性(火用)损，对透平提出了不同的改进措施。系统中(火用)耗散成本占比最大的是内源性可避免部分，底循环改进优先级最高是高压缸，其次是低压缸。联合循环发电系统中年度化成本外源性占比为80.59%，其中外源性可避免部分占比40.04%。研究结果可为系统提供多方面能效评价角度和优化成本的改进方向。

关键词：发电系统燃气-蒸汽联合循环高级(火用)经济分析经济成本高级(火用)分析

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燃气-蒸汽联合循环发电系统多目标优化分析

发电技术 2024年

作者：王文静韩依璇李继宾沈晓旭霍兆义冯亮花上海嘉德环境能源科技有限公司辽宁科技大学材料与冶金学院

大型发电机组常采用燃气-蒸汽联合循环，燃气-蒸汽联合循环发电机组效率高、低污染，其热力系统优化设计备受关注。提出一种同时考虑热效率、运行成本和碳排放的联合循环发电系统多目标优化建模方法。燃气循环考虑叶片冷却建模，蒸汽循... 详细信息

大型发电机组常采用燃气-蒸汽联合循环，燃气-蒸汽联合循环发电机组效率高、低污染，其热力系统优化设计备受关注。提出一种同时考虑热效率、运行成本和碳排放的联合循环发电系统多目标优化建模方法。燃气循环考虑叶片冷却建模，蒸汽循环基于三压再热余热锅炉建模。所构建的混合整数非线性数学规划模型采用GAMS软件进行求解，对发电机组进行优化，探究联合循环发电系统的最佳设计参数，包括循环压比、透平初温、底循环蒸汽参数，分析多目标之间的权衡关系。研究结果表明，透平初温对循环效率，总成本和碳排放量影响程度最大。当权衡系统联合循环效率、系统总成本和碳排放进行多目标优化时，联合循环效率应为65%。

关键词：联合循环发电机组多目标优化碳排放热力计算仿真分析

链箅机—回转窑—环冷机球团系统热经济性分析

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冶金能源 2024年第4期43卷 15-20页

作者：郭婷宇沈晓旭韩依璇冯亮花孙玉英霍兆义辽宁科技大学材料与冶金学院上海嘉德环境能源科技有限公司

以降低球团生产系统能耗为目标,进一步了解球团生产过程中能流及[火用]流的变化和损失情况,对链箅机—回转窑—环冷机氧化焙烧球团系统进行了热平衡及[火用]平衡计算分析。系统热收入和[火用]收入主要项为燃料化学能和球团氧化。热量消... 详细信息

以降低球团生产系统能耗为目标,进一步了解球团生产过程中能流及[火用]流的变化和损失情况,对链箅机—回转窑—环冷机氧化焙烧球团系统进行了热平衡及[火用]平衡计算分析。系统热收入和[火用]收入主要项为燃料化学能和球团氧化。热量消耗主要用于排出废热和外表面散热。传热、燃烧不可逆[火用]损失和系统机体散热[火用]损失为[火用]支出主要部分。针对系统废热余热资源未完全利用情况,提出环冷废气余热循环利用和回转窑表面散热回收等建议,经计算优化后,对于废气余热循环,利用环冷二段与三段废气余热使热效率提高至85.29%、[火用]效率提高至33.40%;回收集热器余热使热效率提高至86.53%、[火用]效率提高至33.93%。研究结果为球团生产提供建议,并结合实际寻找适合该系统的余热利用方案,为节能优化提供参考。

关键词：链箅机—回转窑—环冷机氧化球团热平衡 [火用]平衡余热利用

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换热网络运行模拟优化

化工学报 2012年第2期63卷 516-522页

作者：霍兆义张晓玲尹洪超大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116023

换热网络系统大多数是按给定工况,以投资费用和运行费用最优为目标设计的。但在实际运行过程中,确定和不确定性的影响因素往往导致换热网络的运行工况偏离设计值。偏离设计工况运行的换热网络性能变差,导致运行费用增加,甚至不能满足工... 详细信息

换热网络系统大多数是按给定工况,以投资费用和运行费用最优为目标设计的。但在实际运行过程中,确定和不确定性的影响因素往往导致换热网络的运行工况偏离设计值。偏离设计工况运行的换热网络性能变差,导致运行费用增加,甚至不能满足工艺物流换热要求。在换热网络结构给定条件下,将满足物流目标温度和运行费用最优作为目标函数,以单体模型和Yee等(1990)提出的分级超结构为基础,建立换热网络运行模拟优化模型,并进一步去除恒定传热系数假设使模型贴近实际问题。针对提出的非线性数学模型问题,以标准粒子群算法为基础建立求解策略。在论文的最后,3个来源于文献中的实例研究证明了该方法的有效性。

关键词：换热网络运行优化非线性数学模型粒子群算法

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基于群体智能算法的换热网络同步最优综合

化工学报 2012年第4期63卷 1116-1123页

作者：霍兆义赵亮尹洪超孙文策大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116023

换热网络同步综合方法一般需要建立复杂的混合整数非线性数学规划模型,该模型具有非凸、非线、不连续的特点,属于最难求解的一类NP-hard问题,应用传统的优化算法很难确定其全局最优解,尤其是对大规模换热网络综合问题,甚至无法在合理时... 详细信息

换热网络同步综合方法一般需要建立复杂的混合整数非线性数学规划模型,该模型具有非凸、非线、不连续的特点,属于最难求解的一类NP-hard问题,应用传统的优化算法很难确定其全局最优解,尤其是对大规模换热网络综合问题,甚至无法在合理时间内接近全局最优的局部最优解。针对换热网络同步综合问题,提出基于群体智能算法的分层优化策略,外层采用离散粒子群算法与遗传算法相结合的混合群体智能算法优化换热网络结构,内层在结构变量给定条件下利用改进粒子群算法优化冷热物流分流比与换热负荷。两个典型算例研究证明了该方法能以较高的效率和稳定性得到较好的优化结果。

关键词：换热网络同步综合混合整数非线性规划粒子群算法遗传算法

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国内换热网络综合方法研究进展与展望

化工进展 2012年第4期31卷 726-731页

作者：霍兆义尹洪超赵亮都健大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024 大连理工大学化工系统工程研究所辽宁大连116024

换热网络作为大型工业企业的能量回收系统,对降低企业能耗、提高能量利用率具有重要作用,其设计方法一直是国内外学者的热点研究课题。本文介绍了我国换热网络综合方法的研究进展,对设计方法进行了分类阐述,分析了夹点设计方法、数学规... 详细信息

换热网络作为大型工业企业的能量回收系统,对降低企业能耗、提高能量利用率具有重要作用,其设计方法一直是国内外学者的热点研究课题。本文介绍了我国换热网络综合方法的研究进展,对设计方法进行了分类阐述,分析了夹点设计方法、数学规划方法和优化算法的研究成果和存在问题。最后展望了同步综合方法和优化算法是未来的主要研究方向和重点,为指导综合方法的不断改进和实际应用服务。

关键词：换热网络夹点设计数学规划优化算法

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有分流换热网络同步综合

大连理工大学学报 2013年第1期53卷 45-50页

作者：霍兆义尹洪超赵亮大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024

提出了一种以年综合费用最小为优化目标的有分流换热网络同步综合方法.该方法以分级超结构模型为基础建立一个不考虑等温混合假设的复杂混合整数非线性同步综合数学模型.为了合理降低控制学模型的求解难度,分级超结构中同时引入有分流... 详细信息

提出了一种以年综合费用最小为优化目标的有分流换热网络同步综合方法.该方法以分级超结构模型为基础建立一个不考虑等温混合假设的复杂混合整数非线性同步综合数学模型.为了合理降低控制学模型的求解难度,分级超结构中同时引入有分流并联结构和无分流串级结构.该模型的求解采用双层优化策略,外层利用遗传算法生成换热网络结构;内层利用粒子群算法优化物流分流比和换热器热负荷.采用两个典型算例和一个大规模换热网络综合问题对该方法的有效性进行了验证.

关键词：有分流换热网络同步综合分级超结构混合整数非线性规划

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粒子群算法最优同步综合换热网络

化工进展 2009年第S1期28卷 439-442页

作者：严丽娣霍兆义尹洪超大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024

采用粒子群算法,对无分流换热网络综合问题提出改进的优化策略。运用超结构建立换热网络模型,以最小年度总费用为优化目标,按顺序求解思路优化换热器换热量。该算法比遗传算法简单,所需调节参数少,且不易陷入局部最优解,能迅速得到换热... 详细信息

采用粒子群算法,对无分流换热网络综合问题提出改进的优化策略。运用超结构建立换热网络模型,以最小年度总费用为优化目标,按顺序求解思路优化换热器换热量。该算法比遗传算法简单,所需调节参数少,且不易陷入局部最优解,能迅速得到换热网络的结构与参数,具有获得全局最优解的能力。仿真研究验证了方法的有效性。

关键词：换热网络同步综合优化

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无分流换热网络同步优化综合

热科学与技术 2013年第1期12卷 68-73页

作者：赵亮霍兆义李栋斌尹洪超大连理工大学能源与动力学院辽宁大连116024

提出了具有无分流结构特征的换热网络同步综合数学规划方法。该方法以分级超结构模型为基础,在工艺物流匹配过程中只考虑无分流串级结构,建立混合整数非线性数学模型进行优化求解。无分流同步综合模型中的非线性项只存在于目标函数中,... 详细信息

提出了具有无分流结构特征的换热网络同步综合数学规划方法。该方法以分级超结构模型为基础,在工艺物流匹配过程中只考虑无分流串级结构,建立混合整数非线性数学模型进行优化求解。无分流同步综合模型中的非线性项只存在于目标函数中,约束条件集合是由线性等式和不等式约束组成的,且相对于有分流同步综合模型,决策变量个数显著降低,模型的鲁棒性较好,模型复杂度降低,求解难度减小。此外,根据此模型的特点,提出了一种双层随机优化算法对模型进行求解,外层利用遗传算法搜索最优结构,内层则利用粒子群算法求解连续非线性数学规划子问题。两个典型算例用来验证方法的可行性和有效性。

关键词：无分流换热网络同步综合分级超结构双层优化算法