直接空冷凝汽器的設(shè)計(jì)優(yōu)化研究.pdf

1、目前在我國(guó)富煤缺水的中西部投運(yùn)了多臺(tái)能大量節(jié)約水資源的直接空冷機(jī)組，本文針對(duì)該種機(jī)組初投資大，煤耗高等劣勢(shì)進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化研究。從三方面入手，首先是單目標(biāo)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，鑒于空冷機(jī)組固定投資和運(yùn)行費(fèi)用兩方面的因素，根據(jù)熱力學(xué)和熱經(jīng)濟(jì)學(xué)原理建立了以年度費(fèi)用最小為目標(biāo)的目標(biāo)函數(shù)，除綜合了年運(yùn)行費(fèi)用和投資費(fèi)用，還考慮了殘值、貼現(xiàn)率、工程經(jīng)濟(jì)服務(wù)年限和設(shè)備折舊率，對(duì)每項(xiàng)分別推導(dǎo)出了求解的公式。由于初始溫差和空氣側(cè)流速的大小關(guān)系到空冷系統(tǒng)的造價(jià)和系統(tǒng)的

2、運(yùn)行費(fèi)用，所以把這兩者做為設(shè)計(jì)變量，得到的優(yōu)化結(jié)果合理。隨后對(duì)兩設(shè)計(jì)變量和電價(jià)、煤價(jià)、設(shè)計(jì)氣溫五個(gè)參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析，研究它們對(duì)換熱面積年折算費(fèi)用、風(fēng)機(jī)年折算費(fèi)用、風(fēng)機(jī)群年耗電費(fèi)用、年煤耗費(fèi)用和年度費(fèi)用的影響程度，分析圖顯示選擇的兩個(gè)設(shè)計(jì)變量是合理的，兩個(gè)經(jīng)濟(jì)性參數(shù)中電價(jià)的變化對(duì)優(yōu)化結(jié)果影響很大，同時(shí)年度費(fèi)用對(duì)設(shè)計(jì)氣溫變化反映靈敏，因此對(duì)電價(jià)和設(shè)計(jì)氣溫的估計(jì)要準(zhǔn)確。另外還分析了環(huán)境溫度變化對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響，結(jié)果顯示環(huán)境溫度變化對(duì)機(jī)組

3、背壓影響較大，溫度升高背壓也升高，又導(dǎo)致了熱耗值增大，從而供電煤耗增加，增加了運(yùn)行費(fèi)用，這就需要合理的定出機(jī)組運(yùn)行的最佳真空，通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)運(yùn)行來使其維持在最佳真空附近。 其次對(duì)空冷凝汽器進(jìn)行了多目標(biāo)設(shè)計(jì)優(yōu)化，重量是結(jié)構(gòu)和幾何尺寸的直接函數(shù)，而具體結(jié)構(gòu)和尺寸的確定又與裝置別的因素有關(guān)，凝汽器的有用功損失是由傳熱溫差和壓差引起的，這可以用單位傳熱量的總有用功損失費(fèi)用來衡量，因此選取了最小重量和最小損失費(fèi)用兩個(gè)目標(biāo)。選取翅片管間距、每

4、排管子數(shù)、翅片距、每米翅片數(shù)、迎面風(fēng)速和排汽壓力為設(shè)計(jì)變量，將制造和運(yùn)行的要求做為約束條件，用改進(jìn)的非劣分類遺傳算法(NSGA-Ⅱ)進(jìn)行了優(yōu)化求解，優(yōu)化結(jié)果真實(shí)可信，為以后建立更為復(fù)雜的多目標(biāo)優(yōu)化模型提供依據(jù)。 真空是機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)重要指標(biāo)。研究機(jī)組運(yùn)行時(shí)的真空變化情況可同時(shí)為運(yùn)行優(yōu)化和設(shè)計(jì)優(yōu)化提供依據(jù)。由于空冷凝汽器真空體龐大，不可避免要漏入空氣，本文分析了在漏空氣情況下熱負(fù)荷、管外污垢熱阻、環(huán)境溫度和空氣流速等運(yùn)行參數(shù)對(duì)真