热耦合空分流程变负荷特性分析与模拟方法

化工学报 ›› 2011, Vol. 62 ›› Issue (8): 2232-2237.

热耦合空分流程变负荷特性分析与模拟方法

祝铃钰，周立芳，钱积新

浙江工业大学化学工程与材料学院，浙江杭州310014;浙江大学控制系，浙江杭州 310027

出版日期:2011-08-05 发布日期:2011-08-05

Feature analysis and simulation method of thermo-coupled air separation unit with load change operation

ZHU Lingyu,ZHOU Lifang,QIAN Jixin

Online:2011-08-05 Published:2011-08-05

摘要/Abstract

摘要：

针对管网升压事件讨论低温空分三塔精馏热耦合流程的变负荷操作模拟问题。分析认为，此大规模变负荷问题的求解难点在于耦合流程操作变量的微小变化引起了精馏塔浓度波形的大幅度移动，某些变量在微小步长上产生数量级的变化，基于牛顿法及其改进算法的数值计算方法在梯度计算中难以获得正确的下降方向，导致收敛困难。利用工况变量构造同伦参数并采用回溯同伦法(HBM)进行自动搜索，可以有效解决考虑耦合换热器换热面积计算的变负荷问题，能够描述因粗氩塔顶换热温差减小引起的“氮塞”现象，对过程控制更有指导意义。

Abstract:

Load change problem synchronized with pipe network pressure increasing of three thermo-coupled columns in a cryogenic air separation unit was discussed.Due to the thermo-coupled features among the distillation columns,the simulation of the load change operation of a cryogenic air separation unit is difficult.Analytical results reveal that slight change of the operation variable can cause dramatic change of some other variables,which results in the difficulties of convergence due to inaccurate gradient approximation.The homotopy-based backtracking method(HBM)can efficiently deal with the load change simulation of the thermo-coupled system.The nitrogen block phenomena can also be simulated with this method.

中图分类号:

TQ 021.8

祝铃钰, 周立芳, 钱积新. 热耦合空分流程变负荷特性分析与模拟方法 [J]. 化工学报, 2011, 62(8): 2232-2237.

ZHU Lingyu, ZHOU Lifang, QIAN Jixin. Feature analysis and simulation method of thermo-coupled air separation unit with load change operation[J]. CIESC Journal, 2011, 62(8): 2232-2237.

[1]	王建立, 朱建军, 宋辰兴, 张兴. 3ω法测量纳米流体热导率 [J]. 化工学报, 2011, 62(S1): 42-47.
[2]	马维刚, 王海东, 张兴, 王玮. 多晶金薄膜电子-声子耦合的实验研究 [J]. 化工学报, 2011, 62(S1): 48-53.
[3]	崔福庆, 何雅玲, 程泽东, 李东, 陶于兵. 有压腔式吸热器内辐射传播过程的Monte Carlo模拟 [J]. 化工学报, 2011, 62(S1): 60-65.
[4]	何奎, 汪双凤, 黄间珍. 气液两相流在微小T型三通中的相分配特性 [J]. 化工学报, 2011, 62(S1): 92-96.
[5]	刘绩伟, 吴玉庭, 马重芳. 管肋式空间辐射器设计 [J]. 化工学报, 2011, 62(S1): 103-107.
[6]	李旺, 王情愿, 李瑞龙, 李超, 宇波, 张劲军, 代鹏飞. 大型浮顶油罐温度场数值模拟 [J]. 化工学报, 2011, 62(S1): 108-112.
[7]	胡朝发, 贾力. 脉动热管气液塞振荡运动模型 [J]. 化工学报, 2011, 62(S1): 113-117.
[8]	任楠, 王涛, 吴玉庭, 马重芳. 混合碳酸盐的DSC测量与比热容分析 [J]. 化工学报, 2011, 62(S1): 197-202.
[9]	褚燕彬, 曹柳林, 王晶. 利用组合B样条神经网络实现对间歇反应过程的动态建模 [J]. 化工学报, 2011, 62(S1): 157-162.
[10]	吴海波, 方岩雄, 纪红兵. 助溶剂促进的β-环糊精与肉桂醛的包结性能 [J]. 化工学报, 2011, 62(S1): 168-173.
[11]	张艾萍, 谢立强, 徐志明. 超声空化对换热器协同场的影响 [J]. 化工学报, 2011, 62(S1): 130-133.
[12]	曾庆, 郭印诚, 牛振祺, 林文漪. 填料塔中氨水吸收二氧化碳的传质性能 [J]. 化工学报, 2011, 62(S1): 146-150.
[13]	马有福，袁益超，陈昱，刘海磊，康明. 翅片螺距对锯齿螺旋翅片换热管特性的影响 [J]. CIESC Journal, 2011, 62(9): 2484-2489.
[14]	刘戈，解茂昭，贾明. 基于互动小火焰模型的内燃机燃烧过程大涡模拟 [J]. CIESC Journal, 2011, 62(9): 2490-2498.
[15]	刘娇，孟范平，王震宇，刘启元. 亚甲基蓝光度法研究基于CaO₂的Fenton反应条件 [J]. CIESC Journal, 2011, 62(9): 2520-2526.