基于ASPEN PLUS和MATLAB遗传算法工具箱对天然气锅炉烟气冷凝换热器的设计与优化

【摘要】：利用换热器对天然气供热锅炉的烟气冷凝回收余热,是高效利用天然气、减少环境污染最有效的途径之一。本文基于ASPEN PLUS流程模拟系统中的Heat X模块对天然气锅炉烟气回收余热所用的换热器进行模拟计算。通过分析确定影响余热回收经济效益的独立变量:烟气出口温度、冷凝水流量和壳程压降,采用Optimization最优化分析工具优化得到烟气出口温度为45.7℃,冷凝水流量为750 m~3/h,壳程压降为0.06 MPa时,余热回收每小时的经济效益达到1185元,较未优化提高了69.7%。为了防止Optimization陷入局部最优值,用MATLAB的遗传算法工具箱对优化结果进行验证,发现结果基本一致,为换热器的设计或优化提供了一种新方法。 【作者单位】： 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院;
【关键词】： 天然气 烟气 换热器 ASPEN PLUS MATLAB
【基金】：国家自然科学基金资助项目(21306225) 北京高校青年英才计划项目(YETP0936)
【分类号】：TQ051.5
【正文快照】： 1 引言 天然气作为一种新型的清洁燃料,由于其燃烧热量高,碳排量少,环境污染小的特点,被广泛用于城市供热锅炉。天然气供热锅炉燃烧时产生烟气的排烟温度在150℃~250℃,烟气主要成分为CO2、水蒸汽和空气中的N2,其中N2的体积含量约占72.4%,水蒸汽含量约占18%,二氧化碳含量占8.

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