在部分和完全分散环境中同步的过程和公用系统合成的方法

在部分和完全分散环境中同步的过程和公用系统合成的方法
【专利摘要】本发明提供一种低成本的热电联产(CHP)公用系统和关键过程系统的组合合成的方法。示例性方法包括为过程和公用系统均进行最佳关键子系统设计和操作条件的识别的处理步骤。该方法可以包括为部分和完全分散环境中的一个或多个工业过程设施确定在过程和公用系统之间蒸汽和电力的最优分配的步骤。该方法可以包括定义严格有界的决策变量作为模型输入数据，通过热电联产公用和过程子系统数学程序模型来处理该模型输入数据，并且确定多个至少大致优化的过程和公用子系统条件。
【专利说明】在部分和完全分散环境中同步的过程和公用系统合成的方 法

【技术领域】
[0001] 本发明总体涉及能量管理系统领域，尤其涉及：以同步合成低成本热电联产公用 系统和过程工厂的换热器网络、蒸馏网络序列的系统、计算机程序代码、以及方法。

【背景技术】
[0002] 许多不同种类的过程消耗多个蒸汽等级和电力以获得输出结果、或生产所需的产 品或化合物。对于消耗大量蒸汽的大规模过程而言，优选地通过对采用的工厂和设备进行 仔细操作、设计或重配置来优化能量的消耗。此外，在一些工业制造过程中，需要在特定的 温度下为不同种类的设备和机器提供特定的材料流。这些材料流可能需要由初始或供应的 温度加热或冷却至目标温度。这需要消耗蒸汽来加热特定的流和消耗（例如）水来冷却特 定的流。加热或冷却特定流的能量可以由公用工厂系统获得、和/或通过可以回收潜在损 耗能量的换热单元来获得以减小需要由公用工厂系统获得的能量。
[0003] 在现今的大型建筑群中，燃料和动力的消耗很大，并且其公共设施、以及现场过程 换热网络（HEN)和蒸馏网络的规模也很大。在化学加工现场中，与化学工厂生产加工互连 的总体现场公用系统例如为化学生产过程提供热和电力。总体现场公用系统的经济表现直 接影响化学加工现场的操作成本，因此发明人意识到对过程子系统和总体现场公用系统的 合成的改进会显著地节约成本。
[0004] 已存在两种成熟的合成公用系统（CHP)的方法。第一种方法基于工厂的热力学性 能并且旨在最大化工厂的整体能量效率。一些优化技术可以被包含以作为解决方案流程的 一部分。第二种方法仅采用诸如MILP和MINLP等优化方法以满足预定目标/需求。在同时 在商用软件（例如Aspentech公司的Aspen Utilities Planner、曼切斯特大学的PI系的 Star软件、以及KBC的ProSteam)和学术文献中采用的方法中，该任务可以设计满足给定/ 特定蒸汽和电力需求的公用工厂。该方法随后延伸为统计在由这种一次性的给定/特定蒸 汽和电力需求至多周期的重复给定/特定蒸汽和动力需求的过程中的不确定性和扰动。
[0005] 工业界（例如，过程工程部门）和学术界现在采用的最先进的方法并未系统地同 时考虑蒸馏塔子系统的最好的序列、设计、操作条件和HEN合成，以及采用高保真度公用 CHP细节的最好的设计条件。发明人意识到执行这种方法时，并未考虑以下两方面以获得 最好的公用系统的合成：在设计HEN、大蒸馏网络序列、或小但重要的蒸馏网络序列组中的 过程自由度；或采用最好的过程条件。即，发明人意识到现有技术并未意识到或采用对这种 子系统、CHP、蒸馏塔、HEN、和/或剩余过程条件进行同步合成。在公用系统和关键过程系 统（例如HEN和过程蒸馏网络序列）中很多潜在的自由度的组合、以及过程设计和操作条 件可以对两种系统的合成进行显著的优化。
[0006] 两种方法的组合如本文所展示。组合方法中任一种均不能处理对关键过程系统 (例如蒸馏序列系统、HEN系统）和设施系统的同步合成，从而都都很少考虑剩余过程中例 如温度、压力、回流比、冷却器之间、加热器之间、以及蒸馏塔中等等过程变化的所有的可能 组合。
[0007] 为了尝试"优化"在过程和公用工厂中的能量回收，现有技术通常尝试通过采用两 个完全分解的优化问题来解算该合成问题，这两个优化问题分别用于化学/过程工厂、以 及公用设施工厂。在大多数公司中这两个问题分别由两个不同的团队解决，这两个团队各 自分属同一个公司中的独立的分散部门、或分属于两个不同的公司（一个公司在过程工厂 内而另一个公司在公用工厂内）。根据这种常见的方法，过程合成团队/小组在CHP合成 之前将过程蒸汽需求、过程蒸汽产生、以及设备驱动类型（马达或蒸汽）告知给公用子系统 (CHP)合成团队/小组。
[0008] 由此，在工业界和学术界中处理的公用系统合成问题始终为"追随者"目标问题。 该过程始终首先被合成并且其过程条件被设定。随后为公用系统规定所需的蒸汽数量和质 量。采用马达驱动或汽轮驱动泵/压缩机对过程液体和气体驱动的决定在公用系统合成前 即完成。在过去分散式公司的管理者坚持应用这种有争议的过时的方法做决定，当时公用 系统仅仅是一些锅炉并且设施中的主要资本为过程系统（即蒸馏和HEN子系统）。
[0009] 但是，发明人意识到，对于新的联产、三重联产、以及甚至于四倍联产（其中出现 电力和水以作为新的产品），"引导权的改变"将会节约经济成本，"引导权的改变"使得过程 系统（例如HEN和蒸馏网络）变成"跟随者"而"公用系统"变为引导者。发明人还意识到， "公用系统合成者"在其合作伙伴"过程合成者"进行合作的情况下可以提供更好地结果，尤 其是如果公用系统的资金成本远高于HEN和/或蒸馏网络的资金成本。自然地，对这种公 用系统合成的有效的管理可以对项目的利润率和生命周期的成功带来巨大影响。
[0010] 然而，发明人还意识到即使在公用系统和过程系统的资金成本很接近的情况下， 该问题变成设计目标类型冲突的问题。当为化工基地提供公用设施的设计者和/或重要公 用系统的拥有者是"第三方"（即不同于化学公司拥有者），并且该拥有者为具有自己的投 资计划但项目预算受限制、和/或代表了国家电网时，该问题变得略微更加复杂。在这种 情况下，需要处理并且解决可能会在化工基地拥有者和公用系统拥有者之间出现的冲突目 标，从而得到双方均满意的结果。因此，发明人意识到需要一种不同于当前在工业界和学术 界常见的解决方法。
[0011] 因此，发明人意识到需要一种高成本效率地同步合成热电联产公用系统和过程工 厂的换热器网络、和蒸馏网络序列的系统、计算机程序、以及方法，其可以在部分和完全分 散环境中识别出其最佳的关键设计和操作条件，从而处理在大型设施中CHP公用系统合成 和关键过程单元合成中获得优化权衡的问题，该方法需要探索出很多复杂和大型互动以获 得最佳的经济决策。


【发明内容】

[0012] 基于上文所述问题，本发明的不同实施例有利地提供了低成本地同步合成热电联 产（CHP)公用系统和关键过程系统（例如过程工厂的换热器网络（HEN)、和蒸馏网络序列） 的系统、计算机程序、计算机可读媒介、以及方法，其可以在部分和完全分散环境中识别出 其最佳的关键设计和操作条件。有利地，本发明的不同实施例解决了在大型设施中CHP公 用系统合成和关键过程单元（换热器网络（HEN)和蒸馏序列）合成中获得优化权衡的问 题，该方法需要探索出很多复杂和大型互动以获得最佳的经济决策。
[0013] 当前方法具有重要限制的一个特殊方面是在合成具有多个主要组件（例如热公 用系统、HEN和化学工厂处理单元）的总过程系统时准确地统计发生的互动。本发明的各 种实施例可以有利地通过对热公用系统、HEN和关键过程单元（蒸馏塔）的结构、设计和操 作参数进行虚拟的同步选择以克服这种限制。
[0014] 根据本发明的一个或多个实施例，通过CHP公用和过程系统/子系统数学模型提 出了独特的公式，其可以有利地准确统计在CHP、HEN、和蒸馏网络/关键过程单元和系统的 合成中发生的互动。所解决的问题的自由度可以有利地包括：公用系统上层结构、HEN、过程 操作参数/条件、过程设计参数/条件、以及一些关键过程（例如蒸馏、吸收、汽提）的结构 参数及其操作压力。该自由度还可以包括回流比、级数、塔内加热器和塔内冷却器、以及不 同的潜在序列。该自由度还可以进一步包括不同的燃料源、锅炉、燃气涡轮、HRSG、以及汽轮 不同配置（每个都具有最小和最大的等级）。
[0015] 例如，本发明的不同实施例有利地为设施或过程设施群提供了用于同步合成热电 联产（CHP)公用和过程子系统的同步合成的系统方法、计算机程序、计算机可读媒介、以及 系统，例如其可以用于化学过程工业。一个或多个示例性实施例可以包括/执行一个或多 个以下步骤/操作：为一个或多个工业过程设施确定蒸汽和电力在过程和公用系统之间的 优化分配、以及确定多个至少大致优化的过程和公用子系统条件。该步骤/操作还包括：为 一个或多个过程工厂/设施定义多个严格的有界过程变量作为决策变量，由此为热电联产 公用和过程子系统数学程序模型形成模型输入数据，通过所述热电联产公用和过程子系统 数学程序模型来处理所述模型输入数据，以及确定多个至少大致优化的过程和公用子系统 条件。决策变量可以包括在多个不同蒸汽压力等级的每个等级下的过程蒸汽需求区间和/ 或过程电力产生区间，每个区间描述了对应变量的上下边界。过程条件可以包括针对一个 或多个过程设施规定模型输出的多个不同蒸汽压力等级中的每个等级下的过程蒸汽需求 负荷值和/或过程电力产生值。公用子系统条件包括热电联产公用子系统蒸汽和/或电力 产生和分配值。CHP公用和过程子系统数学程序模型可以包括被配置为最小化一个或多个 过程设施的公用和过程子系统的总成本的成本函数，以确定该至少大致优化的过程和公用 子系统条件。
[0016] 根据一个或多个实施例，确定多个至少大致优化的过程和公用子系统条件的步骤 /操作包括一个或多个以下步骤/操作：确定CHP公用子系统蒸汽和电力的产生和分配值、 确定所述模型化公用子系统的蒸汽管集箱的数量和每个蒸汽管集箱的操作条件、确定所述 模型化公用子系统的锅炉的数量和每个锅炉的指定容量、确定所述模型化公用子系统的汽 轮发电机的数量和每个汽轮发电机的容量、确定所述模型化公用子系统的供热机组的数量 和每个供热机组的指定容量、确定所述模型化公用子系统的电动机和汽轮的数量和其各自 的尺寸、确定所述模型化公用子系统的太阳能系统的尺寸和位置、以及确定在过程和公用 子系统之间蒸汽和电力的优化分配。其中，所述首先解算所述优化公用子系统方案，并且随 后采用所述优化公用子系统方案的一部分为基础解算过程子系统条件方案，或者也可以首 先解算过程子系统方案。
[0017] 确定多个至少大致优化的过程和公用子系统条件的步骤/操作还包括一个或多 个以下步骤/操作：对于所有合理的可能的蒸馏塔序列，为所述一个或多个过程设施识别 呈现出最小数量HEN单元的过程条件；为所述一个或多个设施识别在HEN网络设计中呈现 出最小换热器总表面积的过程条件，并且规定HEN中每个换热器单元的表面积。可以为以 下一项或多项执行换热器表面积识别步骤/操作：蒸汽产生和需求负荷等级的一个或多个 合理的可能组合和/或蒸汽产生和需求负荷等级的一个或多个给定或所需的组合；一个或 多个合理的可能的蒸馏塔序列；与蒸汽产生和需求负荷等级的一个或多个合理的可能组合 相结合的一个或多个合理的可能的蒸馏塔序列；一个或多个合理的可能的蒸馏塔序列和蒸 汽产生和需求负荷等级的一个或多个给定或所需的组合；一个或多个合理的可能的HEN配 置、和蒸汽产生和需求负荷的等级的一个或多个合理的可能组；以及一个或多个合理的可 能的HEN配置、和蒸汽产生和需求负荷的等级的一个或多个给定或所需的组合。
[0018] 该方法、计算机程序、和/或系统的一个或多个实施例可以优选地包括/执行以下 步骤/操作：通过计算机为热电联产混合整数线性程序模型提供严格的有界的决策变量； 响应于所述严格有界的决策变量和热电联产混合整数线性程序模型，通过所述计算机至少 大致同时地为一个或多个工业过程设施确定蒸汽和电力在过程和热电联产公用系统之间 的优化分配。所述确定过程包括：响应于所述严格的有界的决策变量，通过所述热电联产 混合整数线性程序模型提供了热电联产工业子系统的蒸汽和电力产生和分配值以及过程 系统的蒸汽产生、蒸汽需求负荷和等级、电力产生、以及电力输出值以作为计算出的输出变 量。
[0019] 本方法、计算机程序、和/或系统的一个或多个其他示例性实施例还可以或可选 择地包括/执行合成准备以及执行步骤/操作。该步骤/操作可以包括选择优化的燃料类 型/能量源混合物（例如，煤、重油、天然气、生物质燃料、废料、可再生能源/太阳能等）、选 择产生蒸汽（用于加热、泵浦和压缩机驱动、载热、清洁、冷却）和电力（用于照明或其他应 用）的设备。该步骤/操作还可以选择性地包括规定蒸汽管集箱数量和其条件（压力或饱 和温度）、确定轴功网配置、和/或各种条件或约束下确定在部分和完全分离环境中对过程 和公用工厂使用进行蒸汽和电力的优化分配。
[0020] 不同的条件/约束可以包括以下各项：采用公用系统供应者能够获得的所有通常 可用的燃料或能量所得的过程设计参数变化（例如，预识别的潜在的参数值）的所有合理 的可能组合；采用公用系统供应者能够获得的所有通常可用的燃料或能量所得的过程设计 和操作参数变化的所有合理的可能组合；采用公用系统供应者能够获得的所有通常可用的 燃料或能量所得的所有合理的可能的蒸馏序列；采用公用系统供应者能够获得的所有通常 可用的燃料或能量，在过程设计和操作参数变化的所有合理的可能组合下所得的所有合理 的可能的蒸馏序列；采用公用系统供应者能够获得的所有通常可用的燃料或能量所得的所 有合理的可能的HEN设计；采用公用系统供应者能够获得的所有通常可用的燃料或能量， 在过程设计和操作参数变化的所有合理的可能组合下所得的所有合理的可能的HEN设计； 采用公用系统供应者能够获得的所有通常可用的燃料或能量所得的所有合理的可能的蒸 馏塔序列和HEN设计；采用公用系统供应者能够获得的所有通常可用的燃料或能量，在过 程设计和操作参数变化的所有合理的可能组合下所得的所有合理的可能的蒸馏塔序列和 HEN设计；
[0021] 根据方法、计算机程序、和/或系统的一个或多个实施例，系统方法和计算机程序 还可以有利地进一步或可选择地包括：对于完全分散和/或部分分散过程和公用系统设计 环境下，在过程操作参数变化的所有合理的可能组合下，采用（例如）所有常用燃料/能量 源，响应于接收和/或确定的多组值（每组值均规定了相应的多个过程操作参数变化中的 各个的属性值的潜在范围），确定过程工厂的HEN网络设计和蒸馏网络序列的主设计和操 作条件。
[0022] 根据方法、计算机程序、和/或系统的一个或多个实施例还可以或可选择地提供 系统方法、计算机程序、计算机可读媒介、和系统，从而对于所有合理的可能的蒸馏塔序列， 识别呈现出一个或多个工业过程设施中的HEN单元的最小数量的过程条件。
[0023] 根据方法、计算机程序、和/或系统的一个或多个实施例还可以或可选择地提供 系统方法、计算机程序、计算机可读媒介、和系统，从而识别呈现出一个或多个工业过程设 施中的HEN网络设计的最小换热器总表面积的过程条件，并且规定所述HEN中每个换热器 单元的所述表面积，该识别可以用于：蒸汽产生和需求负荷的可能组合；蒸汽产生和需求 负荷的给定/需求组合；可能的蒸馏塔序列；可能的蒸馏塔序列、以及蒸汽产生和需求负荷 的组合；可能的蒸馏塔序列、以及蒸汽产生和需求负荷的给定/需求组合；可能的HEN配 置、以及蒸汽产生和需求负荷的组合；和/或可能的HEN配置、以及蒸汽产生和需求负荷的 给定/需求组合。根据示例性过程流，首先为公用系统条件方案解算蒸汽和电力的分配，随 后采用上述优化的公用系统的蒸汽和电力的分配作为基础为过程系统条件方案解算对蒸 汽和电力的分配，然而，这种顺序也可以选择性的调换。

【专利附图】

【附图说明】
[0024] 参考以下的附图中所示的实施例对以上进行简要总结的本发明进行更具体的描 述，以此方法使得可以更容易并且更细节地理解本发明的特征和优点。但是，需要注意到， 这些附图仅对本发明的各种实施例进行图示而并不意味着其对本发明的范围进行限制，本 法也可以包括其他有效的实施例。
[0025] 图1示出了根据本发明的实施例的用于提供低成本热电联产（CHP)公用系统和关 键过程系统的组合合成的系统的实施例的高层系统框图；
[0026] 图2示出了根据本发明的实施例的用于同时处理在部分和完全分散环境中公用 系统合成的过程的流程框图；
[0027] 图3示出了根据本发明的实施例的在过程和设施的资本成本之间确定优化的帕 累托曲线形式的示意图；
[0028] 图4A至图4B示出了根据本发明的实施例在回流比和操作压力变化的可能组合下 用于塔整合的原理图的示意图；
[0029] 图5A至图5B示出了根据本发明的实施例的用于复杂和简单蒸馏网络示例的序列 表的不意图；
[0030] 图6示出了根据本发明的实施例的用于CHP数学程序的输入数据入口的图形化用 户界面的示意图；
[0031] 图7为根据本发明的实施例的用于简单蒸馏网络的组序列表的原理框图；
[0032] 图8A至图8A分别为根据本发明的实施例的区间级联图和区间总复合曲线的示意 图；
[0033] 图9为根据本发明的实施例的组合的总复合曲线组的示意图；
[0034] 图IOA至图IOB为根据本发明的实施例的用于选择蒸汽管集箱的优化数量的总合 成曲线的示意图；
[0035] 图11为示出了根据本发明的实施例的CHP管集箱数量选择算法的流程框图；
[0036] 图12为根据本发明的实施例的基于管集箱选择而估计的可能情况的数量的互联 图；
[0037] 图13为示出了根据本发明的实施例的提供了区间数据的条目的表格式输入字段 的表；
[0038] 图14为示出了根据本发明的实施例的提供设备压力和蒸汽压力类型的数据的条 目的表格式输入字段的表；
[0039] 图15为示出了根据本发明的实施例的提供汽轮和马达数据的条目的表格式输入 字段的表；
[0040] 图16为根据本发明的实施例的CHP程序输出模块的示意图；
[0041] 图17为根据本发明的实施例的提供了在图16的CHP程序输出模块中使用的缩写 的表；
[0042] 图18至图19为示出了根据本发明的实施例的选择优化过程条件和HEN最小单元 数量识别的温度区间图；
[0043] 图20至图21为示出了根据本发明的实施例的选择优化过程条件和HEN最小单元 数量识别的温度区间图；
[0044] 图22为示出了根据本发明的实施例的优化过程条件和HEN区域识别项目列表主 页的图形化用户界面；
[0045] 图23为根据本发明的实施例的提供了工程细节的优化过程条件和HEN区域识别 屏幕的图形表示；
[0046] 图24为根据本发明的实施例的提供了项目细节编辑的示意图；
[0047] 图25为根据本发明的实施例的网络拓扑结构的示意图；
[0048] 图26为根据本发明的实施例的优化过程条件和HEN面积识别输入数据组的示意 图；
[0049] 图27为根据本发明的实施例的优化过程条件和HEN面积识别模型公式的示意 图；
[0050] 图28为根据本发明的实施例的模型公式的解算结果的示意图；
[0051] 图29为根据本发明的实施例的HEN解算示例的示例性配置的示意图；
[0052] 图30为根据本发明的实施例的具有采用过程作为"领导者"并且采用公用设施作 为"追随者"进行解算的过程条件和HEN表面积的图29中的HEN解算示例的示意图；
[0053] 图31为根据本发明的实施例的具有采用公用设施作为"领导者"并且采用过程作 为"追随者"进行解算的过程条件和HEN表面积的图29中的HEN解算示例的示意图；
[0054] 图32为根据本发明的实施例的HEN解算示例的示例性配置的示意图；
[0055] 图33为根据本发明的实施例的具有采用过程作为"领导者"并且采用公用作为 "追随者"进行解算的过程条件和HEN面积识别的图32中的HEN解算示例的示意图；
[0056] 图34为根据本发明的实施例的具有采用公用作为"领导者"并且采用过程作为 "追随者"进行解算的过程条件和HEN表面积的图32中的HEN解算示例的示意图；
[0057] 图35为根据本发明的实施例的具有较大Λ T_min_i导致需要较大公用设施的图 29的示例性HEN解算示例的示意图；
[0058] 图36为根据本发明的实施例的具有采用过程作为"领导者"并且采用公用作为 "追随者"进行解算的过程条件和HEN表面积的图35中的HEN解算示例的示意图；
[0059] 图37为根据本发明的实施例的具有采用公用作为"领导者"并且采用过程作为 "追随者"进行解算的过程条件和HEN表面积的图35中的HEN解算示例的示意图；
[0060] 图38为根据本发明的实施例的具有更大Λ T_min_i导致需要更大公用设施的图 29的示例性HEN解算示例的示意图；
[0061] 图39为根据本发明的实施例的具有采用过程作为"领导者"并且采用公用作为 "追随者"进行解算的优化过程条件和HEN表面积的图38中的HEN解算示例的示意图；
[0062] 图40为根据本发明的实施例的具有采用公用作为"领导者"并且采用过程作为 "追随者"进行解算的过程条件和HEN表面积的图38中的HEN解算示例的示意图。

【具体实施方式】
[0063] 以下将参考附图示出本发明的实施例以对本发明进行详细描述。但是本发明可以 实施为多种不同形式并且不受限于本文所示的实施例。在此提供的实施例使得本发明直观 并且完整，并且为本领域技术人员完整表达出本发明的范围。相似的数字代表相似的元素。 使用的点撇符号指明在不同实施例中相似的元素。
[0064] 在全局公用系统的合成中，在全局公用系统和化学过程之间存在不可忽略的变 化。因此，化学过程和全局设施系统的整合需要考虑在合成问题之内。该问题的常用解决 方法为在分布式部门中，按顺序地首先合成过程单元/系统并且随后合成公用系统。这种 方法会在过程单元和公用系统的设计中导致严重的经济损失。在这种短视的方法背后的一 个主要的技术原因为这种热电联产公用系统的合成是具有多个目的的复杂的组合问题。这 种合成问题本身的复杂度加上选择优化工厂的蒸馏序列的合成问题一起，在数学上被认为 是NP-困难的，因此将换热器网络（HEN)的复杂度附加到该合成问题的复杂度之上会导致 此问题变得难以解决。
[0065] 热电联产（CHP)公用系统的合成包括四个主要任务：（1)选择燃料种类/能量源 混合物（例如：煤、重油、天然气、生物质燃料、废料、可再生能源/太阳能、等）；（2)产生蒸 汽和动力的硬件/器件/设备；（3)蒸汽管集箱（steam header)的数量和其条件（例如， 压力或饱和温度）；以及（4)轴功产生结构配置的确定；以及为过程和公用工厂使用提供这 两种商品（例如，蒸汽和电力）的优化分配（例如，热负荷分配、驱动器选择、冷却任务等）。 发明人意识到这种决定变量与过程内蒸汽和动力的需求和产生相互关联。蒸汽等级的数量 和其布置也被认为会带来巨大的影响，不仅仅影响于合成CHP系统的蒸汽管集箱的设计和 热电联产潜力（包括汽轮（steam turbines)效率变化和尺寸选择），还影响于过程内关键 单元（例如蒸馏和汽提网络）的结构和参数设计，同换热器网络合成一样。
[0066] 不存在常用的同步合成具有互联的关键过程系统（例如换热器网络和蒸馏序列） 的CHP系统的系统、计算机程序、计算机可读介质、或方法。虽然存在合成CHP系统的商用 软件（例如，Star、Pro Steam、等），但它们不提供这种能力。在学术界，大的HEN问题被认 为是NP-困难的。通过添加蒸馏序列和CHP合成使得该问题的组合更复杂，从而使得该问 题变为难以解决的问题，尤其是对于（例如）在同一地点具有25个工厂的大的工业综合 体。有利的，本发明的不同实施例提供了用于对高成本效益的热电联产公用系统、过程工厂 换热器网络、以及蒸馏网络序列的具有对同步优化关键设计和操作条件进行识别的同步合 成的系统性方法。本发明的不同实施例还可以解释CHP、HEN、以及包含蒸馏塔的关键过程 单元之间的互作用，可以在考虑过程系统（例如HEN和蒸馏网络序列）的自由度和设计的 情况下合成公用系统，并且还可以确定或促进公用系统相关的成本和过程系统相关的成本 之间的优化权衡的决定。
[0067] 系统信息
[0068] 以下描述根据本发明的示例性实施例的不同系统选项。
[0069] 例如，图1示出了用于提供了高成本效益的热电联产（CHP)公用系统、过程工厂换 热器网络（HEN或HEN网络）、以及蒸馏网络序列的系统30,其为工业过程设施（单独的过 程设施或工业过程设施集群）提供在所有过程和公用参数的组合下的优化关键设计和操 作条件的同步识别。系统30可以包括CHP公用和过程子系统的分析和设计计算机31，该计 算机31具有处理器33、连接至处理器33并存储了软件和数据库的存储器35、以及包括了 图形显示器39以显示图形图像的用户界面37,系统30还包括本领域技术人员所熟知的输 入装置41以为用户提供操作软件和数据库记录的访问权限。注意到计算机31可以为本领 域技术人员熟知的个人计算机的形式、服务器或提供多个用户界面37的服务器群的形式、 或其他配置。因此，如本领域技术人员熟知的，用户界面37可以直接或通过网络38连接至 计算机31。
[0070] 系统30还可以包括存储在CHP公用设施和过程子系统的分析和设计计算机31的 存储器35中的数据库43,其具有多个值组（sets of value),每个值组单独地限定（多个 中）每个公用和过程分部的每个操作属性的值的潜在范围。这种属性可以包括（例如）燃 料种类/能量源（例如，煤、重油、天然气、生物质燃料、废料、可再生能源/太阳能等）、产生 蒸汽（用于加热、泵浦和压缩机驱动、载热、清洁、冷却）和电力（用于照明或其他应用）的 设备、蒸汽管集箱和其条件（压力或饱和温度）范围、轴功网配置、以及对过程和公用工厂 使用进行蒸汽和电力分配相关的值的范围和被认定为提供最优和潜在最优结果的离散值。
[0071] 这种属性还可以包括每种热过程蒸汽和每种冷过程蒸汽的过程供应温度（Ts)的 上边界和下边界值、每种热过程蒸汽和每种冷过程蒸汽的目标温度（Tt)的上边界和下边 界值、每种热过程蒸汽和每种冷过程蒸汽的热容流率（FCp)的上边界和下边界值、根据所 接受的蒸汽条件对工业设施的不同公用系统组件和不同HEN设备的投资成本、一组或多组 蒸汽之间的与蒸汽相关的最小温度接近值（Λ T_mini_i)、蒸汽初始种类、蒸汽匹配约束、全 局公用消费值[Qh]和[Qc](其中"[]"代表区间值）。这种属性还可以包括：夹断区域的 区间和/或分散位置，夹断区域通常被称为"夹点"，每个控制过程蒸汽/蒸汽温度的"夹点" 至少描述了"最小选择温度下和上边界的区域"，蒸汽的识别控制夹断区域，连接至夹点的 数据根据AT_mini_i或过程条件的渐进变化定义了夹断区域的（多个）示意图，连接至夹 点的数据还定义了每个夹断区域处的网络条件所需的HEN单元的最小数量等。
[0072] 系统30还可以包括存储在CHP公用和过程子系统分析和设计计算机31的存储器 35中的CHP公用和过程子系统分析和设计程序51，采用该程序以提供包含各种独特的分析 和设计阶段的系统化过程，该系统化过程提供革命性的解决方法以为在部分和完全分散环 境中的公用和过程系统/子系统提供优化的解决方案。
[0073] 程序51可以包括以下算法的一种或多种的组合，这些算法包括：热蒸汽需求和 产生上下负荷计算算法；过程中蒸汽产生算法；过程中蒸汽需求算法；蒸馏序列表和其投 资成本估计算法；蒸馈塔逆流比（reflux ratio);托盘数量和压力的选择以及其成本算 法；HEN单元最小数量和过程条件识别算法；HEN最小投资成本算法；公用和过程系统成 本比较算法；独立CHP公用系统设计和成本算法；总体蒸汽产生和需求（等级）上下界 计算和定标（targeting)算法；蒸汽管集箱数量选择算法；蒸汽管集箱的条件识别算法； 过程和蒸馏塔整合算法；以及CHP优化算法。这组算法还可以包括目标能量选择和过程 条件识别算法（例如美国专利No. 7, 698, 022中所描述的）、{ Λ T_min_i}步进模组（例 如题为"System, Method, and Program Product For Synthesizing Non-Constrained Heat Exchanger Networks"的美国专利No. 8, 032, 262中所描述的）、夹点区间识别模 组（例如题为 "Systems and Program Product For Heat Exchanger Network Energy Efficiency Assessment and Lifetime Retrofit"的美国专利申请 No. 13/041，057 中所 描述的）、基于区间的全站蒸汽需求和产生的边框模组（例如题为"Method and Software For Global Targeting of Process Utilities Under Varying Conditions，' 的美国 专利申请No. 12/480,415中所描述的）、HEN合成模组（例如题为"System, Method, and Program Product for Targeting and Identification of Optimal Process Variables in Constrained Energy Recovery Systems"的美国专利 No. 7,729,809 中所描述的）。图 2示出了根据本发明的实施例的主要算法之间的相互连接。
[0074] 注意到，如本领域技术人员所熟知并理解的，CHP公用和过程子系统分析和设计程 序51可以为微码、程序、例程、和符号化语言（提供了特定的一组命令操作集以控制硬件的 功能并指引其操作）的形式。还注意到，根据本发明的实施例，CHP公用和过程子系统分析 和设计程序51并非全部常驻于易失性存储器中，而可以根据需要基于本领域技术人员熟 知和理解的不同方法选择性地加载。
[0075] 热电联产（CHP)公用和讨稈子系统串联合成为具有最小年成本的总系统
[0076] 用于部分分散应用的方法:
[0077] 在这种分类中我们通常拥有具有单个公司目标的项目，该目标为将过程和公用子 系统合成为具有最小的年成本的总系统，但过程子系统和公用子系统（CHP)的合成任务由 分散化的方法所主导。例如，过程设计部门和公用设计部门单独工作。两个部分均试图在 其各自子系统中存在的问题的约束下，让其各自的子系统达到最佳的合成/设计（即达到 最小的总年成本）。根据本领域现有的状态，公用子系统（CHP)设计者的约束的来源除了过 程子系统的优化的解决方案（即，对于蒸馏网络和换热器网络（HEN)子系统）的决策变量 之外，还来自于其自身问题的上层结构。过程问题的解决过程如下：同由电力驱动的设备一 样首先通过过程设计者为蒸汽等级和电力需求提供标称设计（nominal design)的准确的 需求和产生值；随后，对于给定的所需的过程设计者的位置，解决公用子系统问题（CHP)。
[0078] 根据本发明的不同实施例，存在三种需要不同处理的三种不同的分析种类。例如， 根据本发明的一个实施例，为了为合适的分析确定适当的种类，首先评估所有的可行的过 程子系统合成方案以确定过程子系统的总的年成本（PSTAC)值。在采用了（例如）{ΛΤ_ min-i}区间的所需的过程子系统合成设计和操作条件（蒸馏网络和HEN)的所有可能的组 合中，采用有希望的方案的参数来计算公用子系统合成（CHP)的蒸汽需求和产生界限。随 后CHP子系统开始合成其子系统，其采用这种蒸汽界限以获得公用子系统的最佳的年成本 (USTAC)。
[0079] 情况I :讨稈子系统为领导者并目公用子系统为跟随者
[0080] 如果CHP USTAC的美元价值远小于PSTAC，那么过程子系统变成问题目标领导者 并且CHP变成问题目标跟随者。根据这个问题的解决方法，过程设计者首先为了其最大利 益解决问题，并且指示跟随者在其上层结构的约束和决策变量下找到其最佳目标，这些上 层结构约束和决策变量是由过程设计者的问题解决方案中获得并且由过程子系统设计者 提供。这些约束和决策变量包括蒸汽的需求和产生等级、操作条件、为泵浦和压缩机临时选 择的过程设备驱动器（例如，涡轮、和/或马达）。CHP公用子系统合成中的这一类问题至 少在一定程度上同时在学术界和工业中实施。
[0081] 情况II :讨稈子系统为跟随者并目公用子系统为领导者
[0082] 如果PSTAC的美元价值远小于CHP USTAC，那么CHP变成问题目标领导者并且过程 子系统变成问题目标跟随者。根据这个解决方案，过程设计者首先提供广泛的约束集，公用 系统设计者采用该约束集以规划最优的解决方案。关于蒸汽和电力的输出参数随后被提供 返回至过程系统设计者处以供其在（给定了公用系统约束的情况下）设计最优解决方案时 使用。
[0083] 情况III :讨稈和公用子系统的合作方法
[0084] 如果PSTAC和CHP USTAC的成本近似，可以建立帕累托型（Pareto-type)图表，在 部门之间采用简单的迭代，从而分析成本最低的蒸馏序列和换热网络与CHP成本的关系。 用于公司规模的帕累托型图表可以采用{AT_min_i}作为步进变量（marching variable) 以获得最佳的决策。在美国专利No. 8, 032, 262中描述了这种步进技术的示例。
[0085] 用于完全分散应用的方法:
[0086] 在这种分类中，过程子系统和公共子系统（CHP)的合成任务均可以以完全分散的 形式引导。例如，在一个常见场景中，我们具有在一个项目中工作的两个公司，其中一个 公司的目的为合成过程工厂（例如，化学络合物），而另一个公司的目的为合成公用工厂 (CHP)以为其服务。公用工厂合成者通常为具有一定投资能力的集团。他们希望投资但是 预算受到限制。过程设计者可以减少其资本投资在公用系统方面花费的资金。但是，持续采 用该方法直至其最大承受力会阻碍其找到公共设施投资者的机会。在该项目的早期阶段， 两个集团需要讨论和协调这一点直至达到双赢的局面。
[0087] 采用本发明的实施例的方法是为了达到双赢局面，系统化地采用帕累托状曲线 (Pareto-like curve)来处理这种类型的应用，使得过程和公用公司均可以最优地找到他 们最可以接受的决策，并且智能地帮助化学/其他工业过程工厂搜寻融资机会以找到建筑 者建造化学/其他工业络合物公用工厂。图3示出了采用帕累托曲线对在两个公司的冲突 目标之间确定优化的解决点很有帮助，该点理想的位置为：无论该点沿曲线向哪一个方向 移动，都会导致一个公司的成本的增加大于另一个公司节省的成本。
[0088] 回流比和橾作压力修改的系统化方法的可能纟目合下的讨稈和蒸馏塔整合。
[0089] 以上描述的情况和/或场景依赖于确定优化的过程子系统的总年成本的能力。为 了达到这种目的，在大参数范围内为过程和蒸馏塔整合提供了本发明的不同实施例。根据 示例性方法，该过程可以包括以下步骤/操作：

【权利要求】
1. 用于为设施或过程设施群的热电联产公用和过程子系统进行同步合成的方法，该方 法包括W下步骤： 为一个或多个过程设施定义多个严格有界的过程变量作为决策变量，由此为热电联产 公用和过程子系统数学程序模型形成模型输入数据，所述决策变量包含在多个不同蒸汽压 力等级中的每一等级处的过程蒸汽需求区间和描述各自上下界的过程电力产生区间； 通过所述热电联产公用和过程子系统数学程序模型来处理所述模型输入数据；W及 确定多个至少大致优化的过程和公用子系统条件，所述过程条件包括在多个不同蒸汽 压力等级中的每一等级处的界定模型输出的蒸汽需求负荷值。
2. 如权利要求1所述的方法，其中所述热电联产公用和过程子系统数学程序模型包 括：成本函数，其被配置为最小化一个或多个过程设施的公用和过程子系统的总成本。
3. 如权利要求2所述的方法， 其中，通过所述热电联产公用和过程子系统数学程序模型的应用至少大致同时地确定 所述过程和公用子系统条件； 其中所述过程条件还包含一个或多个过程设施的过程电力产生值；W及 其中所述公用子系统条件包括热电联产公用子系统蒸汽和电力的产生和分配值。
4. 如权利要求2或3所述的方法，其中所述确定多个至少大致优化的过程和公用子系 统条件的步骤包括： 确定所述模型化公用子系统的蒸汽管集箱的数量和每个蒸汽管集箱的操作条件。
5. 如权利要求2-4中任一项所述的方法，其中所述确定多个至少大致优化的过程和公 用子系统条件的步骤包括： 确定所述模型化公用子系统的锅炉的数量和每个锅炉的指定容量。
6. 如权利要求2-5中任一项所述的方法，其中所述确定多个至少大致优化的过程和公 用子系统条件的步骤包括： 确定所述模型化公用子系统的汽轮发电机的数量和每个汽轮发电机的容量。
7. 如权利要求2-6中任一项所述的方法，其中所述确定多个至少大致优化的过程和公 用子系统条件的步骤包括： 确定所述模型化公用子系统的供热机组的数量和每个供热机组的指定容量。
8. 如权利要求2-7中任一项所述的方法，其中所述确定多个至少大致优化的过程和公 用子系统条件的步骤包括： 确定用于过程设备驱动的电动机和汽轮的数量和其各自的尺寸。
9. 如权利要求2-8中任一项所述的方法，其中所述确定多个至少大致优化的过程和公 用子系统条件的步骤包括： 确定所述模型化公用子系统的太阳能系统的尺寸和位置。
10. 如权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，首先解算优化公用子系统方案，并且 随后采用所述优化公用子系统方案的一部分为基础解算过程子系统条件方案。
11. 如权利要求1-10中任一项所述的方法，还包括一个或多个W下步骤： 为所述一个或多个过程设施规定所述公用子系统的蒸汽管集箱的数量和其条件；W及 为所述一个或多个过程设施确定所述公用子系统的轴功网配置。
12. 如权利要求1-11中任一项所述的方法，其中所述确定多个至少大致优化的过程和 公用子系统条件的步骤包括： 对于完全分散、部分分散、或完全并且部分分散的过程和公用系统设计环境，在过程操 作参数变化的所有合理的可能组合下，为所述一个或多个过程设施确定肥N网络设计和蒸 觸网络序列的主要设计和操作条件。
13. 如权利要求12所述的方法， 其中采用所述公用子系统供应者能够获得的所有常见的燃料或能量源来执行所述确 定肥N网络设计和蒸觸网络序列的主要设计和操作条件的步骤；W及 其中所述确定肥N网络设计和蒸觸网络序列的主要设计和操作条件的步骤是响应于 多组值的接收、确定、或接收并且确定执行的，所述多组值中的每一组规定对应的多个所述 过程操作参数变化中的每一个的属性值的潜在范围。
14. 如权利要求1-13中任一项所述的方法，其中所述确定多个至少大致优化的过程和 公用子系统条件的步骤包括： 对于所有合理的可能的蒸觸培序列，为所述一个或多个过程设施识别呈现出最小数量 肥N单元的过程条件。
15. 如权利要求1-14中任一项所述的方法，其中所述确定多个至少大致优化的过程和 公用子系统条件的步骤包括： 为所述一个或多个设施识别在肥N网络设计中呈现出最小的总换热器表面积的过程 条件并且规定肥N中每个换热器单元的表面积。
16. 如权利要求15所述的方法，其中，为W下一项或多项执行所述为所述一个或多个 设施识别在肥N网络设计中呈现出最小的总换热器表面积的过程条件并且规定肥N中每个 换热器单元的表面积的步骤： 蒸汽产生和需求负荷的等级的一个或多个合理的可能组合； 蒸汽产生和需求负荷的等级的一个或多个给定或所需的组合。
17. 如权利要求15或16所述的方法，其中，为W下至少一项执行所述为所述一个或多 个设施识别在肥N网络设计中呈现出最小的总换热器表面积的过程条件并且规定肥N中每 个换热器单元的表面积的步骤： 一个或多个合理的可能的蒸觸培序列； 与蒸汽产生和需求负荷的等级的一个或多个可能组合相结合的一个或多个合理的可 能的蒸觸培序列；W及 一个或多个合理的可能的蒸觸培序列、和蒸汽产生和需求负荷的等级的一个或多个给 定或所需的组合。
18. 如权利要求15-17中任一项所述的方法，其中，为W下至少一项执行所述为所述一 个或多个设施识别在肥N网络设计中呈现出最小的总换热器表面积的过程条件并且规定 肥N中每个换热器单元的表面积的步骤： 一个或多个合理的可能的肥N配置、和蒸汽产生和需求负荷的等级的一个或多个合理 的可能组合；W及 一个或多个合理的可能的肥N配置、和蒸汽产生和需求负荷的等级的一个或多个给定 或所需的组合。
19. 一种用于为工业设施或工业过程设施群的热电联产公用和过程子系统进行同步合 成的方法，该方法包括w下步骤： 为一个或多个工业过程设施确定蒸汽和电力在过程和公用系统之间的优化分配。
20. 如权利要求19所述的方法，其中，采用数学程序模型同时地为过程和公用系统确 定对蒸汽和电力的优化分配，所述数学程序模型包括配置用于最小化工业设施或工业过程 设施群的公用和过程系统的总组合成本的成本函数。
21. 如权利要求19或20所述的方法，其中，首先解算对公用系统优化分配蒸汽和电力 的方案，随后采用对公用系统优化分配蒸汽和电力的方案的一部分为基础来解算对过程系 统分配蒸汽和电力的条件方案。
22. 如权利要求19-21中任一项所述的方法，其特征在于还包括W下步骤： 为一个或多个工业过程设施规定公用系统的蒸汽管集箱的数量及其条件；W及 为一个或多个工业过程设施确定公用系统的轴功网配置。
23. 如权利要求19-22中任一项所述的方法，其中，所述为一个或多个工业过程设施确 定蒸汽和电力在过程和公用系统之间的优化分配还包括W下步骤： 对于完全分散、部分分散、或完全并且部分分散的过程和公用系统设计环境，在过程操 作参数变化的所有合理的可能组合下，为所述一个或多个工业过程设施确定肥N网络设计 和蒸觸网络序列的主要设计和操作条件。
24. 如权利要求23所述的方法，其中采用所述一个或多个工业过程设施能够获得的所 有通常能够获得的燃料或能量源来执行所述确定肥N网络设计和蒸觸网络序列的主要设 计和操作条件的步骤。
25. 如权利要求23或24所述的方法，其中所述确定肥N网络设计和蒸觸网络序列的主 要设计和操作条件的步骤的执行响应于多组值的接收、确定、或接收并且确定，所述多组值 中的每一组规定对应的多个所述过程操作参数改变中单独的一个的属性值的潜在范围。
26. 如权利要求19-25中任一项所述的方法，其中对于完全分散和部分分散的过程和 公用系统设计环境，采用公用系统供应者能够获得的所有通常能够获得的燃料或能量，在 过程设计参数变化的所有合理的可能组合下，执行所述为一个或多个工业过程设施确定蒸 汽和电力在过程和公用系统之间的优化分配的步骤。
27. 如权利要求19-26中任一项所述的方法，其中对于完全分散和部分分散的过程和 公用系统设计环境，采用公用系统供应者能够获得的所有通常能够获得的燃料或能量，在 过程设计和操作参数变化的所有合理的可能组合下，执行所述为一个或多个工业过程设施 确定蒸汽和电力在过程和公用系统之间的优化分配的步骤。
28. 如权利要求19-27中任一项所述的方法，其中对于完全分散和部分分散的过程和 公用系统设计环境，采用公用系统供应者能够获得的所有通常能够获得的燃料或能量，为 所有合理的可能的蒸觸序列执行所述为一个或多个工业过程设施确定蒸汽和电力在过程 和公用系统之间的优化分配的步骤。
29. 如权利要求19-28中任一项所述的方法，其中对于完全分散和部分分散的过程和 公用系统设计环境，采用公用系统供应者能够获得的所有通常能够获得的燃料或能量，在 过程设计和操作参数变化的所有合理的可能组合下，为所有合理的可能的蒸觸序列执行所 述为一个或多个工业过程设施确定蒸汽和电力在过程和公用系统之间的优化分配的步骤。
30. 如权利要求19-29中任一项所述的方法，其中对于完全分散和部分分散的过程和 公用系统设计环境，采用公用系统供应者能够获得的所有通常能够获得的燃料或能量，为 所有合理的可能的肥N设计执行所述为一个或多个工业过程设施确定蒸汽和电力在过程 和公用系统之间的优化分配的步骤。
31. 如权利要求19-30中任一项所述的方法，其中对于完全分散和部分分散的过程和 公用系统设计环境，采用公用系统供应者能够获得的所有通常能够获得的燃料或能量，在 过程设计和操作参数变化的所有合理的可能组合下，为所有合理的可能的肥N设计执行所 述为一个或多个工业过程设施确定蒸汽和电力在过程和公用系统之间的优化分配的步骤。
32. 如权利要求19-31中任一项所述的方法，其中对于完全分散和部分分散的过程和 公用系统设计环境，采用公用系统供应者能够获得的所有通常能够获得的燃料或能量，为 所有合理的可能的蒸觸培序列和肥N设计执行所述为一个或多个工业过程设施确定蒸汽 和电力在过程和公用系统之间的优化分配的步骤。
33. 如权利要求19-32中任一项所述的方法，其中对于完全分散和部分分散的过程和 公用系统设计环境，采用公用系统供应者能够获得的所有通常能够获得的燃料或能量，在 过程设计和操作参数变化的所有合理的可能组合下，为所有合理的可能的蒸觸培序列和 肥N设计执行所述为一个或多个工业过程设施确定蒸汽和电力在过程和公用系统之间的优 化分配的步骤。
34. 如权利要求19-33中任一项所述的方法，其中所述为一个或多个工业过程设施确 定蒸汽和电力在过程和公用系统之间的优化分配的步骤还包括W下步骤： 对于所有合理的可能的蒸觸培序列，为所述一个或多个工业过程设施识别呈现出最小 数量肥N单元的过程条件。
35. 如权利要求19-34中任一项所述的方法，其中所述为一个或多个工业过程设施确 定蒸汽和电力在过程和公用系统之间的优化分配的步骤还包括W下步骤： 为所述一个或多个工业过程设施识别在肥N网络设计中呈现出最小的总换热器表面 积的过程条件并且规定所述肥N中每个换热器单元的表面积。
36. 如权利要求35所述的方法，其中，为蒸汽产生和需求负荷等级的一个或多个合理 的可能的组合执行所述为所述一个或多个工业过程设施识别在肥N网络设计中呈现出最 小的总换热器表面积的过程条件并且规定所述肥N中每个换热器单元的表面积的步骤。
37. 如权利要求35或36所述的方法，其中，为蒸汽产生和需求负荷等级的一个或多个 给定或需求的组合执行所述为所述一个或多个工业过程设施识别在肥N网络设计中呈现 出最小的总换热器表面积的过程条件并且规定所述肥N中每个换热器单元的表面积的步 骤。
38. 如权利要求35-37中任一项所述的方法，其中，为一个或多个合理的可能的蒸觸培 序列执行所述为所述一个或多个工业过程设施识别在肥N网络设计中呈现出最小的总换 热器表面积的过程条件并且规定所述肥N中每个换热器单元的表面积的步骤。
39. 如权利要求35-38中任一项所述的方法，其中，为结合了蒸汽产生和需求负荷等级 的一个或多个可能组合的一个或多个合理的可能的蒸觸培序列执行所述为所述一个或多 个工业过程设施识别在肥N网络设计中呈现出最小的总换热器表面积的过程条件并且规 定所述肥N中每个换热器单元的表面积的步骤。
40. 如权利要求35-39中任一项所述的方法，其中，为一个或多个合理的可能的蒸觸培 序列、w及蒸汽产生和需求负荷等级的一个或多个给定或需求的组合执行所述为所述一个 或多个工业过程设施识别在肥N网络设计中呈现出最小的总换热器表面积的过程条件并 且规定所述肥N中每个换热器单元的表面积的步骤。
41. 如权利要求35-40中任一项所述的方法，其中，为一个或多个合理的可能的肥N配 置、W及蒸汽产生和需求负荷等级的一个或多个合理的可能的组合执行所述为所述一个或 多个工业过程设施识别在肥N网络设计中呈现出最小的总换热器表面积的过程条件并且 规定所述肥N中每个换热器单元的表面积的步骤。
42. 如权利要求35-41中任一项所述的方法，其中，为一个或多个合理的可能的肥N配 置、W及蒸汽产生和需求负荷等级的一个或多个给定或需求的组合执行所述为所述一个或 多个工业过程设施识别在肥N网络设计中呈现出最小的总换热器表面积的过程条件并且 规定所述肥N中每个换热器单元的表面积的步骤。
43. -种用于为工业设施或工业设施群的热电联产公用和过程系统进行同步合成的方 法，该方法包括W下步骤： 通过计算机（31)为热电联产混合整数线性程序模型提供严格的有界的决策变量； 响应于所述严格的有界的决策变量和热电联产混合整数线性程序模型，通过所述计算 机（31)至少大致同时地为一个或多个工业过程设施确定蒸汽和电力在过程和热电联产公 用系统之间的优化分配，所述确定步骤包括： 响应于所述严格的有界的决策变量，通过所述热电联产混合整数线性程序模型提供热 电联产公用子系统的蒸汽和电力产生和分配值W及过程系统的蒸汽产生、蒸汽需求负荷和 等级、电力产生、W及电力输出值W作为计算出的输出变量。
【文档编号】G05B17/00GK104471498SQ201380026254
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年3月14日 优先权日:2012年3月19日
【发明者】马哈茂德·巴希·努尔丁, 阿勒-欧韦迪 马尼阿·M·, 阿卜杜勒阿齐兹·阿勒-努蒂菲, 费萨尔·阿勒-穆萨 申请人:沙特阿拉伯石油公司