СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РЕКУПЕРАТИВНОГО ТЕПЛООБМЕНА УСТАНОВОК ГИДРОКРЕКИНГА И ГИДРООЧИСТКИ
Авторы:
1.
Казанский национальный исследовательский технологический университет
(Системотехники)
студент
студент
2.
Казанский национальный исследовательский технологический университет
(Системотехники)
студент
студент
3.
КНИТУ
4.
Казанский национальный исследовательский технологический университет
(Системотехники, старший преподаватель)
сотрудник
Казань, Республика Татарстан, Россия
сотрудник
Казань, Республика Татарстан, Россия
5.
КНИТУ
Тип:
Статья
Страницы:
с 102
по 111
Статус:
В работе
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
ГИДРОКРЕКИНГ, ГИДРООЧИСТКА, ТЕПЛОВАЯ ИНТЕГРАЦИЯ, СИНТЕЗ СИСТЕМ, ПИНЧ-АНАЛИЗ, КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ, ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ, СИСТЕМНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
Аннотация (русский):
Рассматривается задача синтеза оптимальных систем рекуперативного теплообмена, а также преимущества и недостатки современных методов ее решения. Приводятся формализованные постановки составляющих оптимизационных задач строгого декомпозиционного алгоритма. Исходная задача дискретно-непрерывного нелинейного математического программирования разбивается на последовательность трех локальных задач: линейного программирования для минимизации суммарных приведенных операционных затрат, смешанного целочисленного программирования с целью минимизации числа теплообменного оборудования, нелинейного программирования для минимизации приведенных капитальных затрат путем построения гипотетически обобщенной модели системы теплообмена. На разработанных в среде универсально-моделирующего пакета Aspen HYSYS строгих компьютерных моделях технологических установок гидроочистки тяжелого газойля коксования и гидрокрекинга исследуются источники и стоки тепловой энергии. На основе рассчитанных параметров горячих и холодных технологических потоков методом пинч-анализа проводится оценка энергоэффективности и приводятся рассчитанные показатели потенциала для энергосбережения. Полученные результаты анализа характеризуют низкую энергетическую эффективность исследуемых систем и являются предпосылкой для решения задачи синтеза. С использованием декомпозиционного алгоритма решается задача проектирования оптимальных систем теплообмена исследуемых установок. Показывается, что полученное решение значительно превосходит по критерию суммарных приведенных капитальных и эксплуатационных затрат существующий вариант организации системы теплообмена, что характеризует высокую эффективность исследуемого метода и практическую значимость полученных результатов. Синтезированные системы теплообмена позволяют рекуперировать 99,2-99,8% от предельно возможного количества тепловой энергии, что удовлетворяет и энергетическому критерию. В завершении обсуждаются вопросы дальнейшего совершенствования современных методов синтеза систем теплообмена и крупномасштабной тепловой интеграции.
Рассматривается задача синтеза оптимальных систем рекуперативного теплообмена, а также преимущества и недостатки современных методов ее решения. Приводятся формализованные постановки составляющих оптимизационных задач строгого декомпозиционного алгоритма. Исходная задача дискретно-непрерывного нелинейного математического программирования разбивается на последовательность трех локальных задач: линейного программирования для минимизации суммарных приведенных операционных затрат, смешанного целочисленного программирования с целью минимизации числа теплообменного оборудования, нелинейного программирования для минимизации приведенных капитальных затрат путем построения гипотетически обобщенной модели системы теплообмена. На разработанных в среде универсально-моделирующего пакета Aspen HYSYS строгих компьютерных моделях технологических установок гидроочистки тяжелого газойля коксования и гидрокрекинга исследуются источники и стоки тепловой энергии. На основе рассчитанных параметров горячих и холодных технологических потоков методом пинч-анализа проводится оценка энергоэффективности и приводятся рассчитанные показатели потенциала для энергосбережения. Полученные результаты анализа характеризуют низкую энергетическую эффективность исследуемых систем и являются предпосылкой для решения задачи синтеза. С использованием декомпозиционного алгоритма решается задача проектирования оптимальных систем теплообмена исследуемых установок. Показывается, что полученное решение значительно превосходит по критерию суммарных приведенных капитальных и эксплуатационных затрат существующий вариант организации системы теплообмена, что характеризует высокую эффективность исследуемого метода и практическую значимость полученных результатов. Синтезированные системы теплообмена позволяют рекуперировать 99,2-99,8% от предельно возможного количества тепловой энергии, что удовлетворяет и энергетическому критерию. В завершении обсуждаются вопросы дальнейшего совершенствования современных методов синтеза систем теплообмена и крупномасштабной тепловой интеграции.
Ключевые слова:
ГИДРОКРЕКИНГ, ГИДРООЧИСТКА, ТЕПЛОВАЯ ИНТЕГРАЦИЯ, СИНТЕЗ СИСТЕМ, ПИНЧ-АНАЛИЗ, КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ, ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ, СИСТЕМНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
ГИДРОКРЕКИНГ, ГИДРООЧИСТКА, ТЕПЛОВАЯ ИНТЕГРАЦИЯ, СИНТЕЗ СИСТЕМ, ПИНЧ-АНАЛИЗ, КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ, ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ, СИСТЕМНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ
