水分配網(wǎng)絡(luò)同步設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)的水資源逐年減少而環(huán)境日趨惡化?；ば袠I(yè)是水資源消耗的大戶同時(shí)也是產(chǎn)生廢水的主要來源，其水分配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的合理與否直接決定著企業(yè)用水成本和對(duì)環(huán)境污染程度的高低。因此，化工過程水分配網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化與設(shè)計(jì)具有十分重要的意義和價(jià)值。本文在分析水分配網(wǎng)絡(luò)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，對(duì)用水網(wǎng)絡(luò)和廢水處理網(wǎng)絡(luò)以及二者同步優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，以期對(duì)化工行業(yè)的節(jié)水減排提供一些幫助。本文主要作了如下幾個(gè)方面的工作： 首先，本文

2、以水源-水阱匹配關(guān)系作為約束條件，建立用水網(wǎng)絡(luò)的混合整數(shù)線性規(guī)劃模型。通過逐步調(diào)整水源-水阱匹配關(guān)系矩陣[Zi,j]，把混合整數(shù)規(guī)劃問題轉(zhuǎn)化成多步的線性規(guī)劃問題。在最小新鮮水用量相同的條件下，設(shè)計(jì)出水源-水阱匹配關(guān)系數(shù)少，流程結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資成本少的用水網(wǎng)絡(luò)。應(yīng)用兩個(gè)實(shí)例說明了本文方法的有效性。 再次，水分配網(wǎng)絡(luò)的分步設(shè)計(jì)不能全面考慮用水網(wǎng)絡(luò)和廢水處理網(wǎng)絡(luò)之間的相互作用，而同步設(shè)計(jì)能夠更多地減少新鮮水用量、廢水排放量和處理費(fèi)用。本

3、文在研究水分配網(wǎng)絡(luò)分步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)同步設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了探討。先確立一個(gè)包括所有可能方案的水分配網(wǎng)絡(luò)同步設(shè)計(jì)超結(jié)構(gòu)，然后以總費(fèi)用最小為優(yōu)化目標(biāo)建立數(shù)學(xué)優(yōu)化模型，再利用列隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)算法進(jìn)行求解。最后，與分步設(shè)計(jì)的結(jié)果比較說明所用方法的有效性。 最后，對(duì)于水分配網(wǎng)絡(luò)同步設(shè)計(jì)中所形成的非凸非線性規(guī)劃問題，本文提出了利用列隊(duì)競(jìng)爭(zhēng)算法求解的策略。它克服了常規(guī)算法找不到可行解而收斂困難或容易陷入局部解的局限性，在進(jìn)化過程中始終保持著獨(dú)立并行進(jìn)化