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基于遗传算法一级天然气液化制冷系统优化

上传时间:2013-11-29 浏览量:23
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全部作者:许雄文 曹乐 庞伟强 刘金平 

文献出处:2013中国制冷学会学术年会论文集 年份:2013 期数:1

论文摘要:
在天然气液化过程中,制冷过程所消耗的能量占主要部分,减少和优化制冷循环过程的能量消耗对于天然气液化工业的节能具有相当重要的意义。我国目前生产的天然气液化装置集中在小型天然气液化领域,主要采用非共沸混合工质一级液化制冷循环(SMR)。因此,本文针对两级压缩一级天然气液化装置进行最小能耗优化。由于天然气液化制冷循环是一个关于非共沸混合工质物性、两相流流动和换热的复杂多变量函数,很难得到液化制冷能耗对应设计变量直接的数学函数,因此,本文采取遗传算法进行最小能耗的寻优。首先分析了各变量对制冷系统能耗的影响,以混合工质各组分流量、冷凝压力和蒸发压力组成优化变量向量,采用Visual Basic语言进行遗传算法编码,由ASPEN PLUS模拟循环流程。再通过ActiveX 技术使Visual Basic与ASPEN PLUS通过接口相互通讯,遗传算法作为上位机程序调用ASPEN PLUS流程模拟进行计算,获得相关数据进行适应度计算。在遗传算法计算的第60代,计算结果就趋于最优。制冷循环的低能耗是因为通过对冷箱换热过程的优化,使得冷箱换热冷热流温差均匀,从而减小火用损。通过分析可知,冷箱换热的火用损失占系统火用损的23.58%,全部换热过程的火用损失占52.74%,而压缩过程的火用损失为34.08%。

关键词:天然气液化 混合工质 遗传算法 分析 

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