基于粒子群优化算法的相变换热器动态仿真研究

摘要

为了实现烟气余热回收系统中相变换热器的性能优化,采用理论及实验建模方法建立相变烟气换热器动态数学模型,对其进行仿真研究。结果表明:模型受到换热器横截面积、换热器壳程长度、烟气流过换热器时的速度、管程溶液进口流量、烟气密度、烟气比热、管程内和管程进口溶液比热等参数的影响;根据烟气余热回收系统的动态响应实验数据,基于系统辨识理论和过程传递函数模型的辨识方法,辨识得到相变换热器三阶动态数学模型,使用实验数据验证辨识模型的准确性,其模型仿真和实验结果的最大相对误差不超过±1.5%;仿真结果显示基于粒子群优化算法的PID控制器参数整定方法有较好的控制性能和跟踪性能,其单位阶跃响应的上升时间和调节时间分别为1.18 s和1.34 s,具有良好的快速性和稳定性。