【摘 要】
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随着经济的不断发展和资源的日渐紧张,化工行业需要更加精细化的操作和合理化的管理。管路运输是经济有效的输送流体的方法之一,是化工过程不可或缺的一部分。管网的计划和调
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随着经济的不断发展和资源的日渐紧张,化工行业需要更加精细化的操作和合理化的管理。管路运输是经济有效的输送流体的方法之一,是化工过程不可或缺的一部分。管网的计划和调度问题是当下的热点研究,但目前都没有同管网设计相联系。本文从管网计划和设计、管网调度和设计两个角度同步优化综合管网系统。本研究第一次同步解决多产品网状管网的设计和调度问题。提出了基于Petri-Net表达的网络结构,用离散时间表示法混合整数非线性规划模型处理复杂管网的设计和调度问题。提出以最低年度费用为目标(管路固定费用、管路操作费用、储罐固定费用和储存费用)的规划模型优化综合网络配置。一个简化的实际例子说明了所提方法的可行性和有效性。二氧化碳捕获和封存是减少二氧化碳集中排放源的排放量的主要方法之一。二氧化碳捕获和封存输运管网的多周期计划和设计问题至今仍没有研究涉及。针对这个问题,本研究提出基于超结构的数学模型,同步解决二氧化碳输运管网的设计和多周期计划问题。用关联矩阵系统表达管网中地点节点和管路的连接关系,运用聚类分析简化超级结构,降低计算复杂度。在混合整数非线性规划的框架下,模型以项目利润最大化为目标函数,并同时满足质量守恒约束、压力降约束和逻辑约束。用一个真实的案例说明了所提方法的有效性和优势。分别从计划和设计同步优化、调度和设计同步优化两个角度出发,证明了同步策略具有明显的经济优势。将计划、调度和设计三者联系起来同步优化,将是今后的研究重点。
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