基于可靠度的冷却水泵网络操作优化

摘要

离心泵是高耗能通用设备,以降低能耗和提高可靠度为目标对离心泵网络进行操作优化对化工装置节能很有益处.构建了基于可靠度的泵网络操作优化命题,同时考虑泵网络系统总功率最小和可靠度最大的目标,采用乘积消元方法将两个目标统一为单目标.分别建立了决策变量为开停不变频的混合整数线性规划问题Problem 1和决策变量为开停加变频的非线性规划问题Problem 2;提出了面向工业应用的经验规则算法,求解Problem 1并与穷举搜索法获得的全局最优解对比.结果表明,在整个流量和压头变化范围,经验规则法获得的最优解方案与穷举搜索获得的全局最优解方案相比,方案调整少,容易人工操作.除了较低负荷之外,经验规则法提供的最优解方案的冷却水功耗平均比穷举搜索法的全局最优解高11％左右,功耗和可靠度波动明显较大.采用开停和变频为决策变量时,Problem 2的平均冷却水功耗比Problem 1的全局最优解低8％左右,泵可靠度的波动也更小.最低的冷却水功耗可以达到0.105 kW·h·m-3.