能量过程优化的理论与试验研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:xionglongyan0817
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当今能源的匮乏已经称为全世界重大议题,一般的过程工业在能源使用过程中存在着许多不合理之处,能耗巨大,本文主要从能量过程优化的角度研究一般过程系统的节能。文章首先对国内外关于能量集成、热集成以及能量系统优化研究现状调查分析,并对研究对象及研究对象的边界做基本的研究。其次结合压缩空气系统对局部最优化并不代表整体最优做理论做了深入的分析。在运用能量过程优化方法对压缩空气系统进行优化时,从局部设备入手、采用高效节能的空压机时有一定局限:(1)从设备这一局部单元进行优化处理时就隔断了它与其他子单元的联系,此时所优化的对象就不再是原来的系统;(2)在某些情况下全局总体利益需要局部利益作出一定的让步,即总体目标与子系统目标存在着一定的差异性,此时在进行局部设备的单独优化就无法考虑到系统整体上的要求;(3)整个系统从设计之初往往是有多个目标,在这种情况下各个目标一般不能同时最优。因此仅对局部做优化时有一定的局限性。局部优化方法着眼于采用现在市场上的高效节能型的产品,从设备入手进行优化,此优化方法优点在于可以将现今的技术直接应用到现实的生产中来,将高科技转化为经济效益,转化为能源的节省。此方法只是直观的从需求而增加设备,而忽略了整个压缩空气系统中其他因素对整个系统的影响。对于能量过程优化的方法,其不再仅着眼于单个独立的设备上,而是从全局入手,将整个压缩控系统划分为多个子单元,通过压缩空气这一介质将各个子单元连接在一起,从全局进行优化。此方法不在将各个部分之间的联系割舍,而是充分将个单元间的关联结合起来做综合考虑分析,最后取得最大化的节能。通过压缩空气系统案例研究发现,能量过程优化的方法可以取得约24%的节能量,采用先进的设备可以取得约12%的节能量,二者相差将近12%。最后对多个过程的能量优化做进一步的研究。主要应用全局夹点分析法,对多过程夹点之间的热传递以及多过程夹点之外的热传递做了深入分析,通过对两个案例的对比分析后发现,当过程间的两夹点之上区域有条件发生热传递的时候,那么对过程进行夹点之外热传递将是对整个系统的最佳节能方式。在进行单一过程系统与多个过程系统的研究后发现,虽然受到其他因素的限制,能量过程优化的方法在优化、改造时依然能够取得良好的节能效益。
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