化工进展ChemicalIndustryandEngineeringProgress2023年第42卷第3期基于全周期持续节能的换热网络滑动窗口分析与裕量缓释优化控制朱添宇，孙琳，任超，罗雄麟（中国石油大学(北京)自动化系，北京102249）摘要：换热网络是过程系统节能降耗的关键，对于给定换热网络其操作条件及生产要求等常发生变化，尤其是换热器普遍存在缓慢结垢现象，导致换热网络的运行参数偏离设计值，甚至难以满足生产操作要求。为此设计时一般留出一定的面积裕量，并通过旁路控制实现对面积裕量的在线调节。本文针对换热网络运行的全周期，以持续节能为目标，提出一种裕量缓释的优化控制方法。首先，针对换热网络整个运行周期，结合滑动窗口算法分析缓慢结垢现象与优化控制的关系，得出一种换热网络全周期持续节能的控制策略。然后，在划分的每个滑动窗口内以提高控制性能为目标，实现换热网络的在线优化控制。进而针对换热网络的全运行周期，以持续节能为目标，研究一种裕量缓释优化方法，优化求解每个窗口内可利用的换热网络面积裕量。最后，提出一种以全周期持续可控为目标的换热网络裕量缓释优化控制方法。结合实例说明采用本文提出的方法实现了全周期持续可控同时兼顾了各时间窗口内系统的动态控制性能。关键词：全周期；换热网络；滑动窗口；优化控制；裕量缓释中图分类号：TQ021.8文献标志码：A文章编号：1000-6613（2023）03-1195-11Slidingwindowanalysisandslow-releasemarginoptimalcontrolforheatexchangernetworksbasedonfullcyclesustainableenergysavingZHUTianyu，SUNLin，RENChao，LUOXionglin(ResearchInstituteofAutomation,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China)Abstract:Theheatexchangernetworkisthekeyenergy-savingequipmentforchemicalprocesssystems.Duringtheoperationoftheheatexchangernetwork,theproductionrequirementsandoperatingconditionsoftenchange,especiallythephenomenonoffoulingresistanceinheatexchangers,whichmaketheoperationparametersoftheheatexchangernetworkdeviatefromthesetvalueanddifficulttosatisfytheoperationrequirements.Thecertainareamarginisusuallysetinthedesignstage,andthebypasscontrolisanimportantmethodtoadjustthemarginonline.Duringthefullcycleofheatexchangenetworkoperation,continuousenergyconservationwastakenastheoptimizationobjectiveandanoptimalcontrolmethodofslow-rel...
