以最大化網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)溫度為目標(biāo)的換熱網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種以最大化網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)溫度為目標(biāo)的換熱網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)化方法，其包括以下步驟：步驟S1：建立換熱網(wǎng)絡(luò)初始的非線性規(guī)劃模型；步驟S2：求解非線性規(guī)劃模型優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)；步驟S3：判斷是否達(dá)到退出條件：如果總添加面積達(dá)到限制或者連續(xù)兩次非線性規(guī)劃優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值沒有改進(jìn)，即達(dá)到退出條件，結(jié)束；步驟S4：選擇增大面積對(duì)目標(biāo)函數(shù)值改進(jìn)最大的換熱器HX；步驟S5：修改非線性規(guī)劃模型中換熱器HX面積變量的上界，返回步驟S2。本發(fā)明可提升換熱網(wǎng)絡(luò)的性能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】以最大化網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)溫度為目標(biāo)的換熱網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及換熱網(wǎng)絡(luò)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種以最大化網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)溫度為目標(biāo)的換熱網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，換熱網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)主要有三類方法:夾點(diǎn)分析法、數(shù)學(xué)規(guī)劃法、隨機(jī)優(yōu)化方法?，F(xiàn)有的方法有如下缺點(diǎn):
[0003]夾點(diǎn)分析法對(duì)于大規(guī)模實(shí)際問題使用起來比較困難。數(shù)學(xué)規(guī)劃方法容易陷入局域最優(yōu)解。隨機(jī)優(yōu)化方法一般采用遺傳算法或者模擬退火算法，如果想要得到較好的結(jié)果，可能需要運(yùn)行多次，需要較長(zhǎng)的求解時(shí)間。此外，現(xiàn)有的方法一般以最小操作費(fèi)用或者最小總費(fèi)用(操作費(fèi)用+設(shè)備費(fèi)用)為優(yōu)化目標(biāo)。
[0004]因此，如何將現(xiàn)有技術(shù)問題加以解決，而提供一種新的高效準(zhǔn)確的換熱網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，即為本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究方向所在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種以最大化網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)溫度為目標(biāo)的換熱網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)化方法，其是用于換熱網(wǎng)絡(luò)的改造優(yōu)化，從最大化換熱終溫的角度來處理?yè)Q熱網(wǎng)絡(luò)的改造優(yōu)化，得到高性能的換熱網(wǎng)絡(luò)。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種以最大化網(wǎng)絡(luò)中某些點(diǎn)溫度為目標(biāo)的換熱網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)化方法，其包括以下步驟:
[0007]步驟S1:建立換熱網(wǎng)絡(luò)的初始非線性規(guī)劃模型；
[0008]步驟S2:求解非線性規(guī)劃模型優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)；
[0009]步驟S3:判斷是否達(dá)到退出條件:如果總添加面積達(dá)到限制或者連續(xù)兩次非線性規(guī)劃優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值沒有改進(jìn)，即達(dá)到退出條件，結(jié)束；
[0010]步驟S4:選擇增大面積對(duì)目標(biāo)函數(shù)值改進(jìn)最大的換熱器HX ；
[0011]步驟S5:修改非線性規(guī)劃模型中換熱器HX面積變量的上界，返回步驟S2。
[0012]其中，在步驟SI中，非線性規(guī)劃模型是以換熱器的面積和分流器的分流率為優(yōu)化變量，設(shè)置初始的換熱器面積范圍；目標(biāo)函數(shù)值為最大化網(wǎng)絡(luò)中某些點(diǎn)的溫度，最大化某些溫度點(diǎn)溫度max Σ s,n W(s，n) T (s，η)，其中s代表流股，η代表流股上的溫度點(diǎn)，(s，η)代表?yè)Q熱網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)溫度點(diǎn)，T(s，η)代表該點(diǎn)的溫度，W(s，η)代表該點(diǎn)的權(quán)重。
[0013]其中，在步驟S4中，是選擇增大面積對(duì)目標(biāo)函數(shù)值改進(jìn)最大的換熱器ΗΧ。
[0014]其中，在步驟S5中，是修改非線性規(guī)劃模型中步驟S4選擇的換熱器HX的面積變量上界，增大5%或增大一固定值。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可以有效提高換熱網(wǎng)絡(luò)的換熱終溫，提升換熱網(wǎng)絡(luò)的性能，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本發(fā)明一種以最大化網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)溫度為目標(biāo)的換熱網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)化方法流程圖；
[0018]圖2為本發(fā)明一種以最大化網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)溫度為目標(biāo)的換熱網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)化方法現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]如圖1所示，為本發(fā)明一種以最大化網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)溫度為目標(biāo)的換熱網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)化方法流程圖。本發(fā)明的方法包括以下步驟:
[0021]步驟S1:建立換熱網(wǎng)絡(luò)的初始非線性規(guī)劃(NLP)模型，其是以換熱器的面積和分流器的分流率為優(yōu)化變量，設(shè)置初始的換熱器面積范圍。
[0022]步驟S2:求解非線性規(guī)劃模型優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)；此部分通過專用求解器進(jìn)行，為現(xiàn)有技術(shù)，在此不詳細(xì)描述。
[0023]步驟S3:判斷是否達(dá)到退出條件:如果總添加面積達(dá)到限制或者連續(xù)兩次非線性規(guī)劃優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值沒有改進(jìn)，即達(dá)到退出條件，結(jié)束；
[0024]步驟S4:選擇增大面積對(duì)目標(biāo)函數(shù)值改進(jìn)最大的換熱器HX ；
[0025]步驟S5:修改非線性規(guī)劃模型中步驟S4選擇的換熱器HX面積的上界，增大5%或者增大一固定值，返回步驟S2。
[0026]其中，在步驟SI中，是以換熱器的面積和分流器的分流率為優(yōu)化變量，設(shè)置初始的換熱器面積范圍。其中:初始上界為當(dāng)前面積的110%。
[0027]在步驟S5中，是修改非線性規(guī)劃模型中步驟S4選擇的的換熱器HX的面積變量上界，增大5%或增大一固定值。
[0028]以下，列舉一實(shí)施例對(duì)上述的以最大化網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)溫度為目標(biāo)的換熱網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)化方法進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0029]參閱表I及表2所示，表I為流股數(shù)據(jù)表，表2為公用工程數(shù)據(jù)表:表1:流股數(shù)據(jù)[0030]
【權(quán)利要求】
1.一種以最大化網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)溫度為目標(biāo)的換熱網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)化方法，其特征在于，其包括以下步驟: 步驟S1:建立換熱網(wǎng)絡(luò)的初始非線性規(guī)劃模型； 步驟S2:求解非線性規(guī)劃模型優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)； 步驟S3:判斷是否達(dá)到退出條件:如果總添加面積達(dá)到限制或者連續(xù)兩次非線性規(guī)劃優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)值沒有改進(jìn)，即達(dá)到退出條件，結(jié)束； 步驟S4:選擇增大面積對(duì)目標(biāo)函數(shù)值改進(jìn)最大的換熱器HX ； 步驟S5:修改非線性規(guī)劃模型中換熱器HX面積變量的上界，返回步驟S2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以最大化網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)溫度為目標(biāo)的換熱網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟SI中，非線性規(guī)劃模型是以換熱器的面積和分流器的分流率為優(yōu)化變量，設(shè)置初始的換熱器面積范圍；目標(biāo)函數(shù)值為最大化網(wǎng)絡(luò)中某些點(diǎn)的溫度，最大化某些溫度點(diǎn)溫度max Σ s,n W(s，n) T (s，η)，其中s代表流股，η代表流股上的溫度點(diǎn)，(s, η)代表?yè)Q熱網(wǎng)絡(luò)的某個(gè)溫度點(diǎn)，T(s，η)代表該點(diǎn)的溫度，W(s，η)代表該點(diǎn)的權(quán)重。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以最大化網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)溫度為目標(biāo)的換熱網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟S4中，是選擇增大面積對(duì)目標(biāo)函數(shù)值改進(jìn)最大的換熱器ΗΧ。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以最大化網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)溫度為目標(biāo)的換熱網(wǎng)絡(luò)改造優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟S5中，是修改步驟S4選擇的換熱器HX的面積變量上界，增大5%或增大一固定值。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK103914604SQ201210592940
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月31日
【發(fā)明者】胡益炯, 陳露, 蔣東, 張楠 申請(qǐng)人:北京宜能高科科技有限公司