單雜質(zhì)能量集成工業(yè)用水網(wǎng)絡(luò)設(shè)計研究.pdf

1、工業(yè)企業(yè)面臨著日益嚴(yán)峻的節(jié)能和節(jié)水任務(wù),對工業(yè)用水網(wǎng)絡(luò)設(shè)計進(jìn)行研究具有重要意義.該論文采用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法,以新鮮水最小消耗量和最小熱公用工程消耗量為目標(biāo),兼顧成本目標(biāo),對工業(yè)用水網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計進(jìn)行了研究,研究主要包括以下內(nèi)容:1.研究了質(zhì)量交換網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)空間表示方法,并將這種方法推廣到過程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),這里的過程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括了質(zhì)量交換網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和換熱網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng).該方法將過程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成問題分為三個相對獨立的有機(jī)單元——輸入輸出單元、質(zhì)量交換網(wǎng)絡(luò)單元和

2、換熱網(wǎng)絡(luò)單元.輸入輸出單元中確定了流股的分配關(guān)系和輸入輸出關(guān)系;質(zhì)量交換網(wǎng)絡(luò)單元和換熱網(wǎng)絡(luò)單元確定了質(zhì)/熱交換過程,它們可以看成是集成算子,針對不同的集成規(guī)則可以建立不同的算子.對每個算子建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型,為采用數(shù)學(xué)規(guī)劃方法研究過程網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供了可行性和系統(tǒng)有效的方法.2.研究了單雜質(zhì)工業(yè)用水網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)性必要條件,這些必要條件為簡化以最小新鮮水消耗為目標(biāo)的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型提供了便利.它將原本的NLP模型轉(zhuǎn)化為LP模型,這樣不僅使問題的求

3、解變得可行、容易和方便,而且節(jié)省了計算成本.該論文還對這些必要性條件進(jìn)行了嚴(yán)格的數(shù)學(xué)證明.3.對最小新鮮水消耗和最小熱公用工程用量單雜質(zhì)工業(yè)用水網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計進(jìn)行了研究.論文在單雜質(zhì)工業(yè)用水網(wǎng)絡(luò)分析的基礎(chǔ)上建立了最少新鮮水消耗NLP數(shù)學(xué)規(guī)劃模型,確定了最小新鮮水目標(biāo);然后引入狀態(tài)空間表示法,把最小新鮮水目標(biāo)作為一個約束條件建立了以最小公用工程為目標(biāo)的LP數(shù)學(xué)規(guī)劃模型;最后建立了以流股匹配數(shù)為目標(biāo)的MILP數(shù)學(xué)規(guī)劃模型,設(shè)計換熱網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的用