中央高校基本科研业务费专项资金(DUT14LAB14)
- 作品数：12 被引量：40H指数：4
- 相关作者：贺高红肖武阮雪华王开锋李中华更多>>
- 相关机构：大连理工大学更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金国家自然科学基金中国石油化工集团公司资助项目更多>>
- 相关领域：化学工程石油与天然气工程动力工程及工程热物理自动化与计算机技术更多>>
- 换热网络多目标综合优化算法研究进展被引量：7
- 2016年
- 资源和能源的可持续发展使得换热网络综合不仅要考虑经济性,同时要满足柔性、可靠性、可操作性和环境影响度等指标的要求。目前,换热网络多目标综合的研究有了初步进展并引起了广泛关注。本文阐述了进行换热网络多目标综合的必要性并总结了相关研究。重点对常用的多目标优化算法作了总结和对比,综述了其在换热网络多目标优化设计中的应用进展。研究表明,传统多目标算法越来越无法满足复杂模型的求解,而多目标进化算法可以很好地求解换热网络综合多目标优化问题,其中NSGA-Ⅱ算法是目前应用最广的有效算法。提出尝试NSGA-Ⅱ等多目标进化算法,基于超结构建立包括经济性、柔性、可靠性、可操作性和环境影响度等在内的换热网络多目标综合模型,给出Pareto最优解集合供决策者选择是未来的研究方向。
- 吕俊锋肖武王开锋李中华贺高红
- 关键词：优化设计换热网络多目标
- 考虑换热器详细设计的换热网络综合的研究进展
- 2015年
- 随着对工业生产成本控制要求的不断提高,换热网络优化的深入研究已经引起了越来越多研究人员的重视。在换热网络综合过程中考虑换热器的详细设计是换热网络综合细化深入研究的一个重要方面,可以降低换热网络的年度总费用,并且提高换热网络综合结果的实际可行性。本文通过文献中的算例结果分析,考虑换热器详细设计的换热网络综合的总费用明显低于不考虑换热器详细设计的总费用,阐述了换热网络综合中考虑换热器详细设计的必要性,强调了换热器的详细设计对换热网络综合的影响。文献中考虑换热器详细设计进行换热网络综合时主要采用了夹点分析法和数学规划法,夹点分析法综合换热网络虽然使包含换热器设计的换热网络结构变得简化易于求解,但是无法保证结果是最优解,而数学规划法综合换热网络能有效的考虑换热器详细设计对换热网络综合的影响,但是考虑换热器详细设计也大大增加了模型的复杂性,本文对此进行了对比和评述,同时认为深入研究换热网络细化设计研究并利用快速而高效的算法搜索全局最优解是未来研究方向。
- 王开锋肖武吴敏贺高红
- 关键词：换热网络换热器设计
- 利用氢气分离膜降低乙烯深冷系统制冷压缩机的功耗被引量：4
- 2016年
- 针对传统乙烯过程中深冷脱氢工艺冷凝温度低、能耗大的问题,基于某800 kt/a乙烯的裂解气脱氢装置,提出了两级膜与深冷耦合回收乙烯裂解气中氢气的流程,利用Uni Sim Design软件对新流程进行了模拟分析,确定了两级膜面积分别为28000m^2和10110m^2。由于第一级膜分离装置回收了裂解气中的部分氢气,显著地减少了深冷系统中制冷压缩机的功耗和脱甲烷塔塔顶的乙烯损失,新流程深冷系统的制冷压缩机功耗为39496 k W,比原流程减少了8996k W,乙烯损失率由1.29%降低到0.46%。第二级膜分离装置实现了氢气回收的高纯度(99%)和高回收率(98.52%),获得的氢气产品可以直接并入氢网或用于对氢气浓度要求较高的加氢裂化装置中。
- 周天宇阮雪华陈博张元夫肖武贺高红
- 关键词：计算机模拟
- 加氢裂化反应动力学建模研究进展被引量：2
- 2016年
- 加氢裂化是炼油与石化行业的关键技术,借助反应动力学建模以及软件模拟技术来深入认识加氢裂化反应机理并指导生产,优化装置操作条件,可以给企业带来显著的经济效益。本文主要对利用集总法来模拟加氢裂化反应过程动力学的相关研究进行了综述,包括基于生产方案划分的集总、离散集总以及连续集总建立的反应动力学模型,重点介绍了这三类集总模型的建模思路及发展现状,对不同模型的优缺点和反应网络进行了详细的对比分析,其中连续集总模型能够充分考虑混合物性质、反应途径以及切割方案变化的影响,进而实现对加氢裂化这一复杂体系反应器的模拟,准确预测其产品分布和产品性质。同时,本文还指出未来加氢裂化反应动力学建模深入研究的方向,将集总法建模和分子法建模有效结合,开发出一个全面的混合动力学模型,将是未来加氢裂化反应器模拟中一项很有意义并且具有挑战的工作。
- 李中华肖武阮雪华贺高红
- 关键词：加氢动力学模型
- 气体膜分离过程模拟中2种平均推动力模型的准确性验证
- 2015年
- 在各种气体膜分离模型中,平均推动力模型以其计算简单、易于在商业流程模拟软中使用等优点,普遍应用于气体膜分离过程的工艺设计中。但随着膜分离技术的发展,膜的渗透率增大,分离过程中压力范围变广,需要重新判定平均推动力模型的准确性及适用范围。以计算比较准确的离散模型为标准,对比离散模型、对数平均推动力模型和算术平均推动力模型的计算方程,确定压降为影响平均推动力模型准确性的主要参数。分别用离散模型和平均推动力模型对H_2/N_2、CO_2/N_2、O_2/N_2 3种具有代表性的体系进行模拟计算。并分析在不同膜渗透率、操作压力、浓度条件下2种平均推动力模型准确性。结果表明,算术平均推动力模型在低压降体系中的准确性较好,对数平均推动力模型适用于高压降体系。
- 张元夫阮雪华陈博周天宇肖武贺高红
- 关键词：气体膜分离计算机模拟
- P-图理论在过程网络综合中的应用研究进展被引量：1
- 2016年
- 随着石化生产装置日趋大型化、复杂化和一体化,过程系统中的操作单元之间以及物料流、能量流和信息流之间的组合关联复杂度不断增加,P-图理论通过公理约束生成严格超结构,可减少冗余结构的产生,得到了越来越广泛的应用。首先概述了P-图理论的数学定义、基本公理和求解算法及工作流程等,通过案例介绍了P-图理论的建模框架和图形表示。然后系统总结了自1992年P-图理论提出以来,其在分离网络综合、反应路径识别、换热网络综合等传统过程网络综合的应用,以及近年来在工艺路w线选择、供应链与调度优化等新兴研究领域的扩展。最后,比较分析了P-图理论与数学规划法的各自优势,提出了利用P-图求解非线性问题的改进思路,展望了P-图理论未来的研究方向,包括考虑经济、环境等因素的多目标优化,以及P-图与数学规划相结合,高效处理复杂大规模非线性规划问题等。
- 肖武张毅吕俊锋李中华贺高红
- 基于遗传/模拟退火算法考虑压降的换热网络优化改造被引量：3
- 2015年
- 工艺系统中需要加入新物流、现存的换热网络结构需要改动、换热网络有较大的能量回收潜力,这些都是换热网络需要进行改造的原因。本文基于非等温混合分级超结构,建立了换热网络优化改造的MINLP数学模型,同时考虑了改造后的公用工程费用、新增换热器的费用、原有换热器新增面积的费用、新增动力设备的费用。将用于换热网络综合的分级超结构模型进行了简要的改进,增加了一些和现存设备相关的限制条件和二元变量。通过对现存换热网络进行分析,充分的利用原有的换热设备和换热网络结构,基于GA/SA算法求解可得到优化改造的换热网络结构。实际算例的计算结果和文献结果对比表明,本文得到的改造方案用较少的投资,实现了较多的公用工程节省,新增设备费用的静态投资回收期为0.53年,为换热网络改造提供了好的可行方案。
- 吴敏肖武贺高红
- 关键词：换热网络压降超结构
- 多股流板翅式换热器翅片通道中传热的计算流体力学模拟及定性尺寸被引量：2
- 2015年
- 板翅式换热器结构紧凑,传热效率高,常用于多个冷热物流之间的换热,但是其通道数量众多,其内部流道中的流场和温度分布很难用实验方法来测定。采用计算流体动力学(CFD)软件ANSYS,针对锯齿形翅片模拟了板翅式换热器进出口的温度场分布,根据热量平衡和热量传递速率方程,对多股流板翅式换热器的各通道的温度分布进行模拟,并分别计算出各个流股在各个通道的二次传热表面最大传热距离,即通道定性尺寸。分别对两流股和三流股的2个板翅式换热器进行通道温度场分布CFD模拟,从而计算得到板翅式换热器的定性尺寸。对于两流股一冷一热交替排列的通道,数值模拟的定性尺寸与简化的经验方法计算结果都为翅片的一半,而对于三流股八通道的定性尺寸,中间的第四通道和第六通道的翅片定性尺寸大于基于传统计算方法得到的定性尺寸,对应的翅片效率小于传统方法得到的结果。基于板翅式换热器传热机理对结果分析表明,数值模拟结果比文献经验计算方法的结果更合理,即为板翅式换热器的设计提供了准确的基础参数,原因是数值模拟结果考虑了相邻多个通道热流量和温度对通道传热的影响,改进了传统方法仅考虑相邻通道热流量和温度的影响。
- 肖武王开锋姜晓滨胡鹏飞贺高红
- 关键词：板翅式换热器计算流体动力学
- 序列数编码的遗传算法柔性优化多股流板翅式换热器通道排列被引量：4
- 2016年
- 实数编码的遗传算法在优化多股流板翅式换热器通道排列中进行个体间交叉、变异操作后,存在无法保证各流体的通道数恒定不变的问题。对此,以通道的热负荷累积均方差为目标函数,建立通道排列的优化模型,提出基于序列数编码方式的改进遗传算法进行多股流板翅式换热器通道优化设计,实现了个体间交叉和变异遗传操作。对一包含4个流股57个通道的板翅式换热器通道排列进行优化,并通过多工况点设计对系统柔性进行分析。结果表明:本文优化设计方案的累积热负荷均方差为3562.9W,比文献经验值小2.7%,相比于实数编码遗传算法得到的结果,减少了15.1%,且累积热负荷在零线上下均匀波动。文章表明序列数编码的遗传算法增加了遗传算法种群中个体的多样性,提高了搜索效率具有更好的全局搜索能力。
- 肖武王开锋阮雪华庄晨胡云云贺高红
- 关键词：板翅式换热器优化设计遗传算法
- 乳液交联法制备多孔淀粉及其吸附性能被引量：9
- 2014年
- 以可溶性淀粉为原料,用环己烷为油相的油包水乳液,通过交联反应成功制备了多孔淀粉。通过实验,优化了环己烷的加入量。扫描电镜显示多孔淀粉的表面有大量微孔;红外光谱扫描表明交联成功,并且大量羟基仍然存在;X射线衍射光谱分析结晶度大大降低。多孔淀粉的比表面积为3.456m2/g,吸油率高达162%,对亚甲基蓝的最大饱和吸附量是145mg/g;相比酶解法制备的多孔淀粉,本文提出的乳液交联法制备的多孔淀粉的比表面积提高了1.6倍,吸油率提高了0.7倍,对亚甲基蓝的最大饱和吸附量提高了近4倍。多孔淀粉通过氢键作用吸附染料亚甲基蓝和碱性品红,且是一个快速平衡的过程。
- 常贵娟肖武李祥村贺高红
- 关键词：多孔淀粉染料废水
