收藏本站
《大连理工大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

用遗传/模拟退火算法进行具有多流股换热器的换热网络综合

魏关锋  
【摘要】:多流股换热器网络是一种新型的换热器网络。与双流股换热器相比,多流股换热器以其高效率、结构紧凑及投资低在气体加工和石油化工等一些过程工业中有着广泛的应用。但是过去的20多年里人们把大部分精力用于传统的双流股换热器网络综合的研究,有关多流股换热器网络综合问题的数学模型及求解技术研究目前仍然很有限。本文在德国DFG项目和中国石油天然气股份有限公司辽阳石化分公司的支持下进行了多流股换热器网络综合的理论和实践研究,主要包括如下内容: 1) 建立了带有多流股换热器的换热网络综合数学模型,该模型改进了文献中等温混合的不合理假设,建立了非等温混合的网络综合超结构数学模型,使得模型更加严格、符合工程实际。等温混合的假定使部分约束条件线性化,但是也缩小了问题优化的解空间,建立在这样前提之下的数学模型更加导致局部极值的出现。本文提出的多流股换热器网络综合数学模型不依赖于夹点技术的网络温差、夹点位置和子网络的划分,对于过程流股的传热膜系数没有限制,做到了换热器网络的同步最优综合。 2) 多流股换热器网络综合问题本质上是一个混合整数非线性规划问题(MINLP),这类问题的非凸非线性的特性使得目标函数存在多个局部最优解。传统的基于梯度的搜索方法在处理这类问题时由于计算规模庞大且极易陷于局部最优解而不再适用,而遗传算法却为解决这类问题提供了很有希望的一个方向。本文对遗传算法求解多流股换热网络综合问题进行了研究,主要有: (1) 遗传算法提供了一种求解复杂系统优化问题的通用框架,但是构造遗传算法时需要考虑的一个重要问题是遗传算子的设计。对不同的优化问题需要使用不同的编码方法和不同操作的遗传算子,它们与所求解的具体问题密切相关,因而对所求问题的理解程度是遗传算法应用成功与否的关键。本文将遗传/模拟退火(GA/SA)算法应用到多流股换热器网络综合数学模型的求解问题上去。提出了多流股换热器网络初始可行解的发生方法、超结构中匹配换热量的确定、个体相似性的判断方法,设计了遗传算法综合多流股换热器网络问题的交叉算子、变异算子、保留父代良好信息的OCX算子、多样性保持EC算子。 (2) 用遗传算法求解约束优化问题的难点在于:在遗传算法的计算过程中,遗传因子作用于可行解后,一个可行解在经过各种算子的作用之后常常会变成不可行解,即违反约束。用遗传算法求解此类问题需要考虑一些对策。与传统的双流股换热网络综合问题相比,多流股换热网络综合问题中有更多的约束,大量的流股分支流量是未知的优化变量,问题更加复杂,规模也更大,因此这给遗传算法的应用带来许多的困难。 大连理工大学博士学位论文 针对多流股换热器网络综合问题约束条件苛刻带来的问题,根据换热网络问题具体的特 点,提出了适合于HENS问题进化过程中面向特定问题的约束处理策略及进化过程计 算中较小热量匹配去除以及最小传热温差控制等与网络的可控性和经济性相关的一系 列策略。本文成功地将G刀SA与HENS问题结合起来求解,计算结果证明本文提出的 这一整套方法对解决多流股换热器网络综合问题是有效的。 3)论文中对多流股换热网络和普通的双流股换热网络综合方法进行实例计算分析, 说明应用多流股换热器的优势。作为工程实例,本文将GA/SA综合多流股换热器网络程 序应用于辽阳石化分公司的原油预热换热器网络的改造,所提出的换热网络满足了厂方 的改造要求,降低了操作费用,可以带来较高的经济效益。作为对比,同时还用商品化 的换热网络综合软件HExTRAN进行了综合。两者综合结果的对比表明,GA/SA进行多流 股换热器网络综合的方法是有效的,可以应用于中等规模的生产实践过程中去。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TQ051.5

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 温卿云;罗行;马虎根;杨杉杉;陈德珍;;超结构换热器网络综合优化的遗传/模拟退火算法——Ⅱ.遗传/模拟退火算法及应用[J];工程热物理学报;2007年S2期
2 谢荣建;马虎根;罗行;温卿云;;具有前置公用工程的换热器网络的通用解法[J];工程热物理学报;2008年08期
3 温卿云;罗行;姚平经;杨杉杉;;一种分级超结构换热器网络综合优化方法及其应用[J];上海理工大学学报;2007年02期
4 魏关锋;钱宇;姚平经;;多流股换热器网络综合方法在原油预热系统中的应用[J];过程工程学报;2007年03期
5 魏关锋;钱宇;姚平经;;多流股换热器网络综合问题的优化算法设计[J];华南理工大学学报(自然科学版);2006年08期
6 杨杉杉;罗行;陈德珍;温卿云;;较大规模换热器网络的一种综合优化方法[J];能源技术;2007年01期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 肖丰;柔性换热网络综合与设备清洗安排同步优化[D];大连理工大学;2011年
2 肖武;基于流股有效温位的大规模多流股换热器网络综合[D];大连理工大学;2006年
3 葛玉林;常减压蒸馏流程模拟与优化及换热网络综合[D];大连理工大学;2007年
4 马相坤;低温过程多流股换热器网络柔性综合的研究[D];大连理工大学;2007年
5 陈理;基于传质浓度差同步优化多组分质量交换网络[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 陈挹;基于ΔT-贡献值的换热网络综合方法研究[D];浙江工业大学;2010年
2 刘春杰;原油梯级蒸馏节能技术及换热网络的优化[D];天津大学;2010年
3 原栋文;基于虚拟温度的多流股换热器网络综合[D];大连理工大学;2006年
4 杨杉杉;超结构换热器网络的综合—分析解模型在遗传/模拟退火算法中的应用[D];同济大学;2007年
5 贾涛;换热网络优化节能技术的研究[D];北京化工大学;2008年
6 周恩波;基于单体设备压降的换热网络优化方法研究[D];大连理工大学;2010年
7 高尚;天然气液化场站的生产过程操作优化[D];北京化工大学;2012年
8 蒋陶;GA/SA同步综合优化换热网络与蒸汽动力系统[D];大连理工大学;2013年
9 陈鹏鹏;基于污垢生长的换热网络综合与清洗时序优化[D];大连理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 陈丙珍;欧阳平凯;何小荣;李有润;;低灵敏度换热网络的最优综合[J];石油炼制与化工;1982年02期
2 李有润;白润生;杨保安;陈泽民;陈谆;;夹点理论的发展和茂名二蒸馏装置换热网络改造[J];石油炼制与化工;1993年07期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴大宏,赵人达;基于遗传算法与神经网络的桥梁结构健康监测系统研究初探[J];四川建筑科学研究;2002年03期
2 洪文,朱广斌;排课问题及其数学模型[J];安徽电力职工大学学报;2002年03期
3 邓建斌;叶洪江;;基于混沌遗传算法的配电网无功补偿优化[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
4 乔志杰;程翠翠;;基于遗传算法优化的模糊PID控制研究及其仿真[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2009年03期
5 张安勤;数据挖掘与进化算法[J];安徽教育学院学报;2002年03期
6 徐文婷;李承鹏;;基于自适应遗传算法的离散化方法[J];合肥师范学院学报;2011年03期
7 安振刚,李谋渭,尹显东,于宁,唐伟;遗传神经网络在平整轧制力预报中的应用[J];鞍钢技术;2001年06期
8 华文立;胡学刚;;平衡决策树分类精度与规则简易性研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2006年04期
9 程家兴,陈万里;列车控制问题的计算分析及自适应算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年02期
10 汪祖柱,程家兴;求解组合优化问题的一种方法—分枝定界法[J];安徽大学学报(自然科学版);2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 齐继阳;竺长安;曾议;;基于遗传禁忌混合搜索算法的设备布局研究[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 杨益;方潜生;汪力君;;基于Handel-C的数字芯片的设计方法研究与实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
3 胡杨林;蒋洁琼;王明煌;曾勤;邱岳峰;邹俊;陈红丽;FDS team;;聚变裂变混合堆长寿命锕系废料嬗变处理的中子学优化分析[A];安徽新能源技术创新与产业发展博士科技论坛论文集[C];2010年
4 丁婷;崔红涛;;遗传算法在智能天线扇区波束赋形及阵元失效补偿中的应用[A];经济策论(上)[C];2011年
5 程远林;李茂军;;基于小生境遗传算法的配电网电容器优化配置[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 孙燕;孙峥;黄鹍;;基于模拟退火机制的隔离小生境混合遗传算法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 孙燕;孙峥;;利用正交遗传算法优化交通检测点分布[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 赵瑞艳;李树荣;张晓东;苗荣;;基于混合遗传算法的热传导系统最优控制问题求解[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 张亚娟;适应性企业战略协同机制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 贺士晶;核动力装置参数优化设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 董慧群;代建制项目风险预警管理研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
9 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
10 张进;地震叠前数据的弹性阻抗非线性反演方法研究[D];中国海洋大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赫英毅;毫米波段基于TE_(21)模差网络设计[D];中国工程物理研究院;2009年
2 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
4 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
5 马水松;多目标遗传算法与非支配集的构造研究[D];山东科技大学;2010年
6 李臻;城市公交车辆智能调度优化研究[D];山东科技大学;2010年
7 朱国凯;泰安市农村公路典型路面结构研究[D];山东科技大学;2010年
8 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
9 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
10 靳昌田;煤炭集团物料配送优化研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张慧平,刘洪谦,麻德贤;专家系统+遗传算法在换热网络综合中的应用[J];北京化工大学学报(自然科学版);2001年02期
2 夏涛;贾涛;程杰;;群智优化算法同步综合换热网络[J];北京化工大学学报(自然科学版);2009年01期
3 李学全,鲁大庆;一个改进的非线性规划算法及其收敛速率分析[J];长沙交通学院学报;1995年04期
4 张升平;刘卫国;;遗传算法理论与应用[J];长沙铁道学院学报;1993年02期
5 方海鹏,王其冬,冯恩民,俞红梅,姚平经;基于遗传模拟退火算法的带约束换热网络综合问题[J];大连理工大学学报;2000年01期
6 修乃云,尹洪超,姚平经;能量集成改造的全局夹点分析法[J];大连理工大学学报;2000年04期
7 尹洪超,张英,李振民;改进的全局能量集成法及其在炼油联合装置中应用[J];大连理工大学学报;2001年05期
8 王莉,王玲,姚平经,袁一;一种具有不同传热膜系数网络的新设计方法──虚拟温度法[J];大连理工大学学报;1995年02期
9 尹洪超,袁一,王晓云,施光燕;换热网络非等温混合多目标同步最优综合[J];大连理工大学学报;1995年05期
10 王克峰,尹洪超,袁一;遗传算法最优同步综合换热网络[J];大连理工大学学报;1997年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 杨艳;方晨昭;仇汝臣;王英龙;;换热器网络最优综合的进展及在石油化工中的应用前景[A];中国化工学会2003年石油化工学术年会论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 肖丰;柔性换热网络综合与设备清洗安排同步优化[D];大连理工大学;2011年
2 修乃云;全局系统能量集成方法研究[D];大连理工大学;2000年
3 李保红;水分配网络设计与改造方法研究[D];大连理工大学;2001年
4 薛东峰;废物最小化为目标的质量集成方法研究[D];大连理工大学;2001年
5 高瑛;废物最小化的过程集成方法研究[D];大连理工大学;2001年
6 李英;废水最小化的过程集成方法研究[D];大连理工大学;2003年
7 都健;考虑能量集成与柔性的用水网络设计方法研究[D];大连理工大学;2004年
8 张慧平;过程系统工程综合方法及其求解策略的研究[D];北京化工大学;2000年
9 肖武;基于流股有效温位的大规模多流股换热器网络综合[D];大连理工大学;2006年
10 毕立群;换热网络智能综合方法的理论研究与实践[D];北京化工大学;1995年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吕艳卓;常减压装置过程模拟与换热网络优化[D];大连理工大学;2002年
2 孙亚琴;用虚拟温度法进行具有多流股换热器的换热网络综合[D];大连理工大学;2003年
3 罗向龙;蒸汽动力系统优化设计与运行集成建模及求解策略的研究[D];大连理工大学;2004年
4 罗立;多流股换热器网络识别与构造的研究[D];大连理工大学;2004年
5 宋昌奇;夹点技术在石油化工中的应用[D];西北工业大学;2005年
6 翟勇;换热网络与蒸汽动力系统的综合优化[D];大连理工大学;2005年
7 李军杰;换热网络综合优化及设备特征参数的关键技术研究[D];郑州大学;2005年
8 周吉利;复杂结构特性换热网络系统与公用工程系统同步综合[D];大连理工大学;2006年
9 杨杉杉;超结构换热器网络的综合—分析解模型在遗传/模拟退火算法中的应用[D];同济大学;2007年
10 贾涛;换热网络优化节能技术的研究[D];北京化工大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑重阳;彭辉;闫秦龙;刘帅;;改进的遗传算法在渡槽结构优化设计中的应用[J];长江科学院院报;2012年07期
2 朱大禹;;线性回归法在常减压装置操作中的应用[J];广州化工;2012年12期
3 郭春雨;崔国民;;模式搜索法实现换热网络同步最优综合[J];上海理工大学学报;2010年01期
4 姚月华;陈晏杰;张香平;任保增;汪敬恒;田肖;;原油常减压蒸馏装置的流程模拟及参数优化[J];过程工程学报;2011年03期
5 殷卫兵;罗雄麟;史伟;;原油常减压蒸馏塔的流程模拟[J];化工自动化及仪表;2010年05期
6 殷卫兵;齐峥;罗雄麟;赵辉;;基于流程模拟软件的原油常压蒸馏塔的节能优化[J];化工自动化及仪表;2011年01期
7 黄军锋;杨波涛;;过程工业换热网络合成研究进展[J];河北化工;2007年05期
8 赵辉;丁晓明;陈宏刚;陈新国;杨朝合;;换热网络综合方法的研究进展[J];计算机与应用化学;2009年10期
9 张贝克;李文博;任丽静;马昕;;基于VC编程的换热网络综合软件设计[J];计算机与应用化学;2010年05期
10 李向阳;叶贞成;钱锋;祁荣宾;;改进的PSO算法在常压塔参数调优中的应用[J];计算机与应用化学;2010年10期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 肖丰;柔性换热网络综合与设备清洗安排同步优化[D];大连理工大学;2011年
2 马相坤;低温过程多流股换热器网络柔性综合的研究[D];大连理工大学;2007年
3 陈理;基于传质浓度差同步优化多组分质量交换网络[D];大连理工大学;2008年
4 刘琳琳;多组分体系质量—热量联合交换网络综合研究[D];大连理工大学;2013年
5 依大科;考虑系统可靠性的柔性换热网络综合的研究[D];大连理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田婷婷;多杂质体系水和能量同时最小化研究[D];大连理工大学;2011年
2 李丽娟;连续与间歇过程的质量交换网络综合[D];大连理工大学;2011年
3 李春妮;基于虚拟温度法的间歇过程换热器网络结构优化[D];大连理工大学;2011年
4 张晓玲;换热网络设计与运行优化技术研究[D];大连理工大学;2011年
5 陈挹;基于ΔT-贡献值的换热网络综合方法研究[D];浙江工业大学;2010年
6 闫东;并行原油蒸馏系统的工艺流程模拟及换热网络耦合与优化[D];天津大学;2010年
7 李微维;常减压蒸馏流程模拟及换热网络优化设计[D];河北工业大学;2011年
8 高志辉;费用最小的质量交换网络综合研究[D];大连理工大学;2007年
9 丁晓明;常减压蒸馏装置换热网络的模拟优化[D];中国石油大学;2009年
10 刘光辉;常减压换热网络用能优化[D];北京化工大学;2009年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 苏迎阳,王玉荣,戴世民;多流股(MF)均化库在使用中应注意的一些问题[J];水泥;1998年08期
2 张克强;3/8BD3型喷嘴流股扩张角度研究[J];北京科技大学学报;1985年04期
3 杨友麒;化工过程系统的模拟分析与合成(二)[J];化学工程;1984年02期
4 杨友麒;化工过程系统的模拟分析与合成(四)——第三讲 流程模拟的序贯模块解法(上)[J];化学工程;1984年04期
5 杨友麒,滕荣波;过程工业测量数据中过失误差的侦破与校正[J];化工学报;1996年02期
6 刘传政,袁一;关于化工数据校正问题的研究[J];化学工程;1994年06期
7 李养军;快速炼成窑炉中的高速调温烧嘴及自控系统[J];陶瓷;1999年02期
8 干明;唐萍;文光华;郑力宁;夏翁伟;黄祖平;;浸入式水口壁厚对结晶器内钢液速度场和温度场的影响[J];过程工程学报;2008年S1期
9 杨友麒;化工过程系统的模拟分析与合成(一)[J];化学工程;1984年01期
10 王俊旭;氨汽提尿素装置物料与热量的简单衡算[J];大氮肥;1994年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李欣强;魏关锋;罗立;姚平经;罗行;ROETZEL Wilfried;;用改进的遗传/模拟退火算法进行多流股换热器网络综合[A];第九届全国化学工艺学术年会论文集[C];2005年
2 干明;唐萍;文光华;郑力宁;夏翁伟;黄祖平;;浸入式水口壁厚对结晶器内钢液速度场和温度场的影响[A];2008年全国冶金物理化学学术会议论文集[C];2008年
3 刘俊江;叶锦渭;钟志敏;程士富;张华书;金培红;;圆坯(方坯)连铸浸入式水口插入深度的水模试验研究[A];第六届连续铸钢全国学术会议论文集[C];1999年
4 史美伦;张贵磊;;付枪技术探讨[A];中国金属学会第一届青年学术年会论文集[C];2002年
5 文光华;马范军;李刚;赵克文;宋国菊;王军;赵启成;;攀钢板坯连铸结晶器内钢液流动数值模拟[A];第六届连续铸钢全国学术会议论文集[C];1999年
6 汪洪峰;郭振和;;结晶器电磁制动技术在梅山高效连铸中的应用[A];板坯连铸技术研讨会论文汇编补充材料[C];2003年
7 万晓光;刘中柱;蔡开科;;Ar气泡在连铸板坯结晶器中的行为[A];第六届连续铸钢全国学术会议论文集[C];1999年
8 毛斌;荣升;何达;;板坯结晶器全幅三段变磁通量电磁制动钢水流动的分析[A];第六届连续铸钢全国学术会议论文集[C];1999年
9 雷洪;朱苗勇;赫冀成;;连铸结晶器内非金属夹杂物运动行为的计算机模拟[A];第六届连续铸钢全国学术会议论文集[C];1999年
10 谢玉红;;小方坯连铸机中间包合理结构水模研究及应用[A];第六届连续铸钢全国学术会议论文集[C];1999年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 姚忠贵;美的欲减持安得物流股权[N];国际商报;2004年
2 王文;主流股退潮 科技股接棒[N];江苏经济报;2003年
3 招商证券常 锦;主流股小幅回落 超跌股继续反弹[N];证券日报;2003年
4 招商证券常 锦;券商股反弹 主流股回落[N];证券日报;2003年
5 常 锦;科技股打乱盘面 主流股趁机减持[N];证券日报;2003年
6 招商证券 常锦;跌也有个跌法[N];证券日报;2003年
7 青海证券常锦;重组股头角峥嵘 主流股顽强依旧[N];证券日报;2003年
8 青海证券常 锦;急跌之后反弹可期[N];证券日报;2003年
9 招商证券 常 锦;换一种眼光看下跌[N];证券日报;2003年
10 招商证券常锦;德隆威力不减[N];证券日报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 魏关锋;用遗传/模拟退火算法进行具有多流股换热器的换热网络综合[D];大连理工大学;2003年
2 李保红;水分配网络设计与改造方法研究[D];大连理工大学;2001年
3 罗祎青;氢同位素低温精馏动态过程模拟研究[D];天津大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 罗立;多流股换热器网络识别与构造的研究[D];大连理工大学;2004年
2 孙亚琴;用虚拟温度法进行具有多流股换热器的换热网络综合[D];大连理工大学;2003年
3 韩志忠;全过程用水优化综合[D];大连理工大学;2000年
4 汪海;整合数据校正的过失误差侦破方法研究[D];青岛科技大学;2006年
5 丁仁岭;天然气净化精制过程仿真研究[D];浙江大学;2003年
6 吕艳卓;常减压装置过程模拟与换热网络优化[D];大连理工大学;2002年
7 李志国;板坯连铸结晶器内流场与温度场的计算机仿真[D];重庆大学;2002年
8 蒋日富;单杂质能量集成工业用水网络设计研究[D];大连理工大学;2003年
9 黄禹忠;轻烃回收工艺过程模拟研究[D];西南石油学院;2004年
10 尹晓东;中国股指期货发展研究[D];西南财经大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026