换热网络的动态柔性及其优化.pdf

第39卷第2期
华北电力大学学报
Vol 39. No.2
2012年3月
Journal of North China Electric Power University
2012
换热网络的动态柔性及其优化
李智川,崔国民,俞巧心
(上海理工大学热工研究所,上海200093
摘要:在探讨换热网络可控性和抗干拢能力两方面性能的基础上,提出了渙热网络动态柔性的概念,并分析
了该性能参数对实际換热网络运行的影响。在此基础上提出了考虑换热网络可控性和运行稳定性的优化设计
方法。结果表明,将动态柔性参数引入到换热网络优化设计中,不仅能够兼顾稳态和动态两方面性能,还可
得到更合实际需要的换热网络结构。
关键词:换热网終;动态柔性;优化;可控性
中图分类号:TK124文献标识码:A文章编号:1007-2691(2012)02-0088-05
Dynamic flexibility of heat exchanger networks and optimization
LI Zhi-chuan, CUT Guo-ming, YU Qiao-xin
(Institute of Thermal Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
Abstract: A concept of heat exchange network's dynamic flexibility has been proposed based on the discussion of the
heat exchange network's controllability and anti-jamming capability, and a]so analyzed the influenee on the actual heat
exchange network. Based on this works, an optimization design method has been put forward considering the controlla
bility and operation stability of the heat exchange network. The result shows that, more suitable structure for the actual
demand of the heat exchange network can be acquired by using the method which was introduced the dynamic flexible
parameter into the heat exchange network optimization design; it can also keep the steady state and dynamic perform
ance
Key words: heat exchanger network; dynamic flexibility; optimization; controllability
钝,虽然抗扰动能力得到了提升,但又会造成严
重的反应滞后,影响换热网络的工况调节能力和
可控性能。可控性和柔性对保证化工系统的稳定
换热网络在实际运行过程中,因存在各种不性操作极为重要,因此成为目前的一个研究
确定因素,其稳定性将受到很大影响,如物流人热点。
口温度、流量和物性的变化都会对其出口温度产
Grossmann和 Morari!将柔性( Flexibility
生一定的影响,而这些温度又是极为重要的被控定义为:“系统在从一种操作状态过渡到另一种
变量。如果这些控制变量对干扰因素的变化太敏操作状态的情况下,能够调节到满足工艺要求的
感,那将很难获得一个稳定的操作系统,使得网能カ”,例如一个柔性工厂必须能够适应不同的
络抗十扰能力下降,从而造成运行过程中控制费原料、特定的产品或工艺条件。 Ostrovsky, Volin
用的增加;相反,如果对干扰因素的变化太退和 Golovashkin2,ぶ等都为柔性作了类似的定义。
从目前用于评价系统柔性的两个主要指标的定义
收稿日期:2011
上看,大多都只考虑了参数的变化幅度,而忽略
基金项目:国家自然科学基金资助项目(51125);上海市人了参数的响应速度,即仍是一种基于稳态的评价
オ发展基金(2000);教育部博士点基金指标,这种定义没考虑到系统的控制性能指标,
(200802520007);上海市重点学科(S30503
因此不能反映实际系统的运行稳定性和可控性能