国产成人A区在线观看-欧美精品亚洲精品日韩专区VA-久久久久久毛片免费播放-人人爽人人爽人人片AV亚洲

    二氯乙烷裂解爐是氯乙烯乃至聚氯乙烯工業(yè)生產(chǎn)中的重要設(shè)備和用能大戶。因此，研究如何降低二氯乙烷裂解爐中的能耗，提高裂解產(chǎn)物質(zhì)量，有著非常重要的作用。由于現(xiàn)場缺乏足夠的檢測設(shè)備，二氯乙烷裂解爐現(xiàn)場操作水平不高，唯一標(biāo)識二氯乙烷裂解性能的控制指標(biāo)為爐管出口溫度。因此，工業(yè)二氯乙烷裂解爐的操作優(yōu)化還有很大的提升的空間。為了加深對二氯乙烷裂解爐本質(zhì)的認識，定量分析現(xiàn)場無法實際測量的關(guān)鍵變量信息，實現(xiàn)二氯乙烷裂解爐的操作優(yōu)化，建立準(zhǔn)確的二氯乙烷裂解爐模型顯得非常關(guān)鍵。為此，本文從不同層面出發(fā)，建立多個不同復(fù)雜度的二氯裂解爐模型，并設(shè)計一種高效的多目標(biāo)算法，實現(xiàn)二氯乙烷裂解爐的多目標(biāo)操作優(yōu)化。工作主要的創(chuàng)新點總結(jié)如下:
    (I)設(shè)計了一種帶約束處理機制的自適應(yīng)差分進化多目標(biāo)優(yōu)化算法((SMODE-sCD)。算法在差分進化的變異和交叉過程中引入了自適應(yīng)調(diào)整策略，從而有利于進化前期保持種群的多樣性，進化后期收斂到全局最優(yōu)。此外，算法引入c約束處理機制，用于處理
多目標(biāo)問題的約束，并且設(shè)計了外部存檔集，保存非支配關(guān)系的最優(yōu)解，用于引導(dǎo)多目標(biāo)算法的進化。通過對9個標(biāo)準(zhǔn)約束多目標(biāo)問題以及4個工程設(shè)計優(yōu)化問題的仿真測試，并與典型的多目標(biāo)優(yōu)化算法NSGA-II和CMODE算法作對比，有效驗證了SMODE-ECD算法在處理各種多目標(biāo)約束問題的有效性，為二氯乙烷裂解爐性能指標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化奠定了算法基礎(chǔ)。
    (2)建立二氯乙烷裂解爐清潔管時期的簡易機理模型。爐膛采用一維Lobo-Evans法描述爐膛煙氣傳熱過程，管內(nèi)二氯乙烷的裂解以一維平推流假設(shè)、裂解反應(yīng)動力學(xué)采用一階串聯(lián)的分子反應(yīng)模型。在該模型的基礎(chǔ)上，通過定義燃料氣負荷分配因子。，分析不同的燃料氣負荷分配策略對二氯乙烷裂解爐中關(guān)鍵的變量以及重要性能指標(biāo)的影響。此外，通過調(diào)整燃料氣用量，得到爐管出口溫度與裂解性能指標(biāo)如轉(zhuǎn)化率、選擇性、單耗之間的對應(yīng)關(guān)系，用于指導(dǎo)現(xiàn)場操作。
    (3)建立了二氯乙烷裂解爐全周期模型。在清潔管時期模型的基礎(chǔ)上，通過引入自由基反應(yīng)機理和裂解結(jié)焦模型，建立二氯乙烷裂解爐全周期模型。乙炔作唯一的結(jié)焦母體，結(jié)焦過程作擬穩(wěn)態(tài)假設(shè)，爐管外壁最高溫度為裂解爐全周期模擬結(jié)束的制約條件。通過二氯乙烷裂解爐全周期模擬，定量分析結(jié)焦過程對于二氯乙烷裂解爐關(guān)鍵信息的影響，包括爐管內(nèi)徑，爐管外壁溫度，爐管傳熱速率，爐膛煙氣溫度，二氯乙烷裂解轉(zhuǎn)化率、選擇性、單耗隨著運行時間的推進的變化情況。此外，由于二氯乙烷原料的純度以及爐膛內(nèi)燃料氣負荷分配策略對二氯乙烷裂解結(jié)焦過程有著重要的影響，本文在全周期的模型的基礎(chǔ)上，定量分析二氯乙烷原料中典型的反應(yīng)促進劑CCl;的濃度以及燃料氣負荷分配因子。對于二氯乙烷結(jié)焦過程以及全周期裂解性能指標(biāo)的影響，并給出合理的CC14濃度以及燃料氣負荷分配策略建議。
    (4)建立了二氯乙烷裂解爐CFD模型。由于簡易的機理模型忽略了煙氣流動情況對于二氯乙烷裂解過程的影響，為了準(zhǔn)確描述爐膛內(nèi)煙氣的速度場、溫度場、濃度場，以及煙氣對管內(nèi)反應(yīng)的影響，文章依據(jù)計算流體力學(xué)的原理，建立復(fù)雜的二氯乙烷裂解爐CFD模型。爐膛煙氣流動模型用雷諾平均的守恒方程描述，其中的湍流項用k-￡方程封閉;爐膛燃氣的燃燒采用一階串聯(lián)的簡易動力學(xué)模型，燃燒過程作全預(yù)混假設(shè)，其中湍流作用以結(jié)合有限速率模型的渦耗散模型描述;煙氣的輻射模型采用離散坐標(biāo)模型(DO模型)。通過二氯乙烷裂解爐的CFD模擬，給出了爐膛詳細的爐膛煙氣流速、溫度、濃度在爐膛中的三維分布信息，有助于加深人們對二氯乙烷裂解爐爐膛燃料氣燃燒、煙氣流動傳熱傳值過程的本質(zhì)特征的了解，從而輔助裂解爐的工藝設(shè)計。此外，二氯乙烷CFD模擬雖然非常耗時，但其結(jié)果更為準(zhǔn)確，可用于輔助驗證簡易模型的準(zhǔn)確性。
    (5)完成了二氯乙烷裂解爐多目標(biāo)優(yōu)化�？紤]計算代價，二氯乙烷裂解爐的操作優(yōu)化選擇簡易的機理模型作為多目標(biāo)優(yōu)化模型，優(yōu)化的目標(biāo)為二氯乙烷裂解的轉(zhuǎn)化率最大化，選擇性最大化，單耗最小化。優(yōu)化的決策變量則為二氯乙烷進料流量，燃料氣進料量，燃料氣負荷分配因子、以及爐管出口壓力等四個重要現(xiàn)場操作變量。通過將整體的多目標(biāo)優(yōu)化問題進一步分解，確定了轉(zhuǎn)化率一選擇性，轉(zhuǎn)化率一單耗，選擇線一單耗三個雙目標(biāo)優(yōu)化問題。利用所建立的SMODE-sCD多目標(biāo)優(yōu)化算法，實現(xiàn)二氯乙烷裂解爐性能指標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化，找到了轉(zhuǎn)化率一選擇性，轉(zhuǎn)化率一單耗，選擇線一單耗的近似Paret。邊界，并給出了典型邊界點所對應(yīng)的操作工況，用于輔助現(xiàn)場決策者做出正確的判斷。www.yunshisz.com