在部分和完全分散環(huán)境中同步的過程和公用系統(tǒng)合成的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種低成本的熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)公用系統(tǒng)和關(guān)鍵過程系統(tǒng)的組合合成的方法。示例性方法包括為過程和公用系統(tǒng)均進(jìn)行最佳關(guān)鍵子系統(tǒng)設(shè)計(jì)和操作條件的識(shí)別的處理步驟。該方法可以包括為部分和完全分散環(huán)境中的一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確定在過程和公用系統(tǒng)之間蒸汽和電力的最優(yōu)分配的步驟。該方法可以包括定義嚴(yán)格有界的決策變量作為模型輸入數(shù)據(jù)，通過熱電聯(lián)產(chǎn)公用和過程子系統(tǒng)數(shù)學(xué)程序模型來處理該模型輸入數(shù)據(jù)，并且確定多個(gè)至少大致優(yōu)化的過程和公用子系統(tǒng)條件。
【專利說明】在部分和完全分散環(huán)境中同步的過程和公用系統(tǒng)合成的方 法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體涉及能量管理系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及：以同步合成低成本熱電聯(lián)產(chǎn)公用 系統(tǒng)和過程工廠的換熱器網(wǎng)絡(luò)、蒸餾網(wǎng)絡(luò)序列的系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序代碼、以及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 許多不同種類的過程消耗多個(gè)蒸汽等級(jí)和電力以獲得輸出結(jié)果、或生產(chǎn)所需的產(chǎn) 品或化合物。對(duì)于消耗大量蒸汽的大規(guī)模過程而言，優(yōu)選地通過對(duì)采用的工廠和設(shè)備進(jìn)行 仔細(xì)操作、設(shè)計(jì)或重配置來優(yōu)化能量的消耗。此外，在一些工業(yè)制造過程中，需要在特定的 溫度下為不同種類的設(shè)備和機(jī)器提供特定的材料流。這些材料流可能需要由初始或供應(yīng)的 溫度加熱或冷卻至目標(biāo)溫度。這需要消耗蒸汽來加熱特定的流和消耗（例如）水來冷卻特 定的流。加熱或冷卻特定流的能量可以由公用工廠系統(tǒng)獲得、和/或通過可以回收潛在損 耗能量的換熱單元來獲得以減小需要由公用工廠系統(tǒng)獲得的能量。
[0003] 在現(xiàn)今的大型建筑群中，燃料和動(dòng)力的消耗很大，并且其公共設(shè)施、以及現(xiàn)場(chǎng)過程 換熱網(wǎng)絡(luò)（HEN)和蒸餾網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模也很大。在化學(xué)加工現(xiàn)場(chǎng)中，與化學(xué)工廠生產(chǎn)加工互連 的總體現(xiàn)場(chǎng)公用系統(tǒng)例如為化學(xué)生產(chǎn)過程提供熱和電力。總體現(xiàn)場(chǎng)公用系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)表現(xiàn)直 接影響化學(xué)加工現(xiàn)場(chǎng)的操作成本，因此發(fā)明人意識(shí)到對(duì)過程子系統(tǒng)和總體現(xiàn)場(chǎng)公用系統(tǒng)的 合成的改進(jìn)會(huì)顯著地節(jié)約成本。
[0004] 已存在兩種成熟的合成公用系統(tǒng)（CHP)的方法。第一種方法基于工廠的熱力學(xué)性 能并且旨在最大化工廠的整體能量效率。一些優(yōu)化技術(shù)可以被包含以作為解決方案流程的 一部分。第二種方法僅采用諸如MILP和MINLP等優(yōu)化方法以滿足預(yù)定目標(biāo)/需求。在同時(shí) 在商用軟件（例如Aspentech公司的Aspen Utilities Planner、曼切斯特大學(xué)的PI系的 Star軟件、以及KBC的ProSteam)和學(xué)術(shù)文獻(xiàn)中采用的方法中，該任務(wù)可以設(shè)計(jì)滿足給定/ 特定蒸汽和電力需求的公用工廠。該方法隨后延伸為統(tǒng)計(jì)在由這種一次性的給定/特定蒸 汽和電力需求至多周期的重復(fù)給定/特定蒸汽和動(dòng)力需求的過程中的不確定性和擾動(dòng)。
[0005] 工業(yè)界（例如，過程工程部門）和學(xué)術(shù)界現(xiàn)在采用的最先進(jìn)的方法并未系統(tǒng)地同 時(shí)考慮蒸餾塔子系統(tǒng)的最好的序列、設(shè)計(jì)、操作條件和HEN合成，以及采用高保真度公用 CHP細(xì)節(jié)的最好的設(shè)計(jì)條件。發(fā)明人意識(shí)到執(zhí)行這種方法時(shí)，并未考慮以下兩方面以獲得 最好的公用系統(tǒng)的合成：在設(shè)計(jì)HEN、大蒸餾網(wǎng)絡(luò)序列、或小但重要的蒸餾網(wǎng)絡(luò)序列組中的 過程自由度；或采用最好的過程條件。即，發(fā)明人意識(shí)到現(xiàn)有技術(shù)并未意識(shí)到或采用對(duì)這種 子系統(tǒng)、CHP、蒸餾塔、HEN、和/或剩余過程條件進(jìn)行同步合成。在公用系統(tǒng)和關(guān)鍵過程系 統(tǒng)（例如HEN和過程蒸餾網(wǎng)絡(luò)序列）中很多潛在的自由度的組合、以及過程設(shè)計(jì)和操作條 件可以對(duì)兩種系統(tǒng)的合成進(jìn)行顯著的優(yōu)化。
[0006] 兩種方法的組合如本文所展示。組合方法中任一種均不能處理對(duì)關(guān)鍵過程系統(tǒng) (例如蒸餾序列系統(tǒng)、HEN系統(tǒng)）和設(shè)施系統(tǒng)的同步合成，從而都都很少考慮剩余過程中例 如溫度、壓力、回流比、冷卻器之間、加熱器之間、以及蒸餾塔中等等過程變化的所有的可能 組合。
[0007] 為了嘗試"優(yōu)化"在過程和公用工廠中的能量回收，現(xiàn)有技術(shù)通常嘗試通過采用兩 個(gè)完全分解的優(yōu)化問題來解算該合成問題，這兩個(gè)優(yōu)化問題分別用于化學(xué)/過程工廠、以 及公用設(shè)施工廠。在大多數(shù)公司中這兩個(gè)問題分別由兩個(gè)不同的團(tuán)隊(duì)解決，這兩個(gè)團(tuán)隊(duì)各 自分屬同一個(gè)公司中的獨(dú)立的分散部門、或分屬于兩個(gè)不同的公司（一個(gè)公司在過程工廠 內(nèi)而另一個(gè)公司在公用工廠內(nèi)）。根據(jù)這種常見的方法，過程合成團(tuán)隊(duì)/小組在CHP合成 之前將過程蒸汽需求、過程蒸汽產(chǎn)生、以及設(shè)備驅(qū)動(dòng)類型（馬達(dá)或蒸汽）告知給公用子系統(tǒng) (CHP)合成團(tuán)隊(duì)/小組。
[0008] 由此，在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界中處理的公用系統(tǒng)合成問題始終為"追隨者"目標(biāo)問題。 該過程始終首先被合成并且其過程條件被設(shè)定。隨后為公用系統(tǒng)規(guī)定所需的蒸汽數(shù)量和質(zhì) 量。采用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)或汽輪驅(qū)動(dòng)泵/壓縮機(jī)對(duì)過程液體和氣體驅(qū)動(dòng)的決定在公用系統(tǒng)合成前 即完成。在過去分散式公司的管理者堅(jiān)持應(yīng)用這種有爭(zhēng)議的過時(shí)的方法做決定，當(dāng)時(shí)公用 系統(tǒng)僅僅是一些鍋爐并且設(shè)施中的主要資本為過程系統(tǒng)（即蒸餾和HEN子系統(tǒng)）。
[0009] 但是，發(fā)明人意識(shí)到，對(duì)于新的聯(lián)產(chǎn)、三重聯(lián)產(chǎn)、以及甚至于四倍聯(lián)產(chǎn)（其中出現(xiàn) 電力和水以作為新的產(chǎn)品），"引導(dǎo)權(quán)的改變"將會(huì)節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，"引導(dǎo)權(quán)的改變"使得過程 系統(tǒng)（例如HEN和蒸餾網(wǎng)絡(luò)）變成"跟隨者"而"公用系統(tǒng)"變?yōu)橐龑?dǎo)者。發(fā)明人還意識(shí)到， "公用系統(tǒng)合成者"在其合作伙伴"過程合成者"進(jìn)行合作的情況下可以提供更好地結(jié)果，尤 其是如果公用系統(tǒng)的資金成本遠(yuǎn)高于HEN和/或蒸餾網(wǎng)絡(luò)的資金成本。自然地，對(duì)這種公 用系統(tǒng)合成的有效的管理可以對(duì)項(xiàng)目的利潤率和生命周期的成功帶來巨大影響。
[0010] 然而，發(fā)明人還意識(shí)到即使在公用系統(tǒng)和過程系統(tǒng)的資金成本很接近的情況下， 該問題變成設(shè)計(jì)目標(biāo)類型沖突的問題。當(dāng)為化工基地提供公用設(shè)施的設(shè)計(jì)者和/或重要公 用系統(tǒng)的擁有者是"第三方"（即不同于化學(xué)公司擁有者），并且該擁有者為具有自己的投 資計(jì)劃但項(xiàng)目預(yù)算受限制、和/或代表了國家電網(wǎng)時(shí)，該問題變得略微更加復(fù)雜。在這種 情況下，需要處理并且解決可能會(huì)在化工基地?fù)碛姓吆凸孟到y(tǒng)擁有者之間出現(xiàn)的沖突目 標(biāo)，從而得到雙方均滿意的結(jié)果。因此，發(fā)明人意識(shí)到需要一種不同于當(dāng)前在工業(yè)界和學(xué)術(shù) 界常見的解決方法。
[0011] 因此，發(fā)明人意識(shí)到需要一種高成本效率地同步合成熱電聯(lián)產(chǎn)公用系統(tǒng)和過程工 廠的換熱器網(wǎng)絡(luò)、和蒸餾網(wǎng)絡(luò)序列的系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序、以及方法，其可以在部分和完全分 散環(huán)境中識(shí)別出其最佳的關(guān)鍵設(shè)計(jì)和操作條件，從而處理在大型設(shè)施中CHP公用系統(tǒng)合成 和關(guān)鍵過程單元合成中獲得優(yōu)化權(quán)衡的問題，該方法需要探索出很多復(fù)雜和大型互動(dòng)以獲 得最佳的經(jīng)濟(jì)決策。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 基于上文所述問題，本發(fā)明的不同實(shí)施例有利地提供了低成本地同步合成熱電聯(lián) 產(chǎn)（CHP)公用系統(tǒng)和關(guān)鍵過程系統(tǒng)（例如過程工廠的換熱器網(wǎng)絡(luò)（HEN)、和蒸餾網(wǎng)絡(luò)序列） 的系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序、計(jì)算機(jī)可讀媒介、以及方法，其可以在部分和完全分散環(huán)境中識(shí)別出 其最佳的關(guān)鍵設(shè)計(jì)和操作條件。有利地，本發(fā)明的不同實(shí)施例解決了在大型設(shè)施中CHP公 用系統(tǒng)合成和關(guān)鍵過程單元（換熱器網(wǎng)絡(luò)（HEN)和蒸餾序列）合成中獲得優(yōu)化權(quán)衡的問 題，該方法需要探索出很多復(fù)雜和大型互動(dòng)以獲得最佳的經(jīng)濟(jì)決策。
[0013] 當(dāng)前方法具有重要限制的一個(gè)特殊方面是在合成具有多個(gè)主要組件（例如熱公 用系統(tǒng)、HEN和化學(xué)工廠處理單元）的總過程系統(tǒng)時(shí)準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)發(fā)生的互動(dòng)。本發(fā)明的各 種實(shí)施例可以有利地通過對(duì)熱公用系統(tǒng)、HEN和關(guān)鍵過程單元（蒸餾塔）的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)和操 作參數(shù)進(jìn)行虛擬的同步選擇以克服這種限制。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，通過CHP公用和過程系統(tǒng)/子系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型提 出了獨(dú)特的公式，其可以有利地準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)在CHP、HEN、和蒸餾網(wǎng)絡(luò)/關(guān)鍵過程單元和系統(tǒng)的 合成中發(fā)生的互動(dòng)。所解決的問題的自由度可以有利地包括：公用系統(tǒng)上層結(jié)構(gòu)、HEN、過程 操作參數(shù)/條件、過程設(shè)計(jì)參數(shù)/條件、以及一些關(guān)鍵過程（例如蒸餾、吸收、汽提）的結(jié)構(gòu) 參數(shù)及其操作壓力。該自由度還可以包括回流比、級(jí)數(shù)、塔內(nèi)加熱器和塔內(nèi)冷卻器、以及不 同的潛在序列。該自由度還可以進(jìn)一步包括不同的燃料源、鍋爐、燃?xì)鉁u輪、HRSG、以及汽輪 不同配置（每個(gè)都具有最小和最大的等級(jí)）。
[0015] 例如，本發(fā)明的不同實(shí)施例有利地為設(shè)施或過程設(shè)施群提供了用于同步合成熱電 聯(lián)產(chǎn)（CHP)公用和過程子系統(tǒng)的同步合成的系統(tǒng)方法、計(jì)算機(jī)程序、計(jì)算機(jī)可讀媒介、以及 系統(tǒng)，例如其可以用于化學(xué)過程工業(yè)。一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例可以包括/執(zhí)行一個(gè)或多 個(gè)以下步驟/操作：為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確定蒸汽和電力在過程和公用系統(tǒng)之間的 優(yōu)化分配、以及確定多個(gè)至少大致優(yōu)化的過程和公用子系統(tǒng)條件。該步驟/操作還包括：為 一個(gè)或多個(gè)過程工廠/設(shè)施定義多個(gè)嚴(yán)格的有界過程變量作為決策變量，由此為熱電聯(lián)產(chǎn) 公用和過程子系統(tǒng)數(shù)學(xué)程序模型形成模型輸入數(shù)據(jù)，通過所述熱電聯(lián)產(chǎn)公用和過程子系統(tǒng) 數(shù)學(xué)程序模型來處理所述模型輸入數(shù)據(jù)，以及確定多個(gè)至少大致優(yōu)化的過程和公用子系統(tǒng) 條件。決策變量可以包括在多個(gè)不同蒸汽壓力等級(jí)的每個(gè)等級(jí)下的過程蒸汽需求區(qū)間和/ 或過程電力產(chǎn)生區(qū)間，每個(gè)區(qū)間描述了對(duì)應(yīng)變量的上下邊界。過程條件可以包括針對(duì)一個(gè) 或多個(gè)過程設(shè)施規(guī)定模型輸出的多個(gè)不同蒸汽壓力等級(jí)中的每個(gè)等級(jí)下的過程蒸汽需求 負(fù)荷值和/或過程電力產(chǎn)生值。公用子系統(tǒng)條件包括熱電聯(lián)產(chǎn)公用子系統(tǒng)蒸汽和/或電力 產(chǎn)生和分配值。CHP公用和過程子系統(tǒng)數(shù)學(xué)程序模型可以包括被配置為最小化一個(gè)或多個(gè) 過程設(shè)施的公用和過程子系統(tǒng)的總成本的成本函數(shù)，以確定該至少大致優(yōu)化的過程和公用 子系統(tǒng)條件。
[0016] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，確定多個(gè)至少大致優(yōu)化的過程和公用子系統(tǒng)條件的步驟 /操作包括一個(gè)或多個(gè)以下步驟/操作：確定CHP公用子系統(tǒng)蒸汽和電力的產(chǎn)生和分配值、 確定所述模型化公用子系統(tǒng)的蒸汽管集箱的數(shù)量和每個(gè)蒸汽管集箱的操作條件、確定所述 模型化公用子系統(tǒng)的鍋爐的數(shù)量和每個(gè)鍋爐的指定容量、確定所述模型化公用子系統(tǒng)的汽 輪發(fā)電機(jī)的數(shù)量和每個(gè)汽輪發(fā)電機(jī)的容量、確定所述模型化公用子系統(tǒng)的供熱機(jī)組的數(shù)量 和每個(gè)供熱機(jī)組的指定容量、確定所述模型化公用子系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)和汽輪的數(shù)量和其各自 的尺寸、確定所述模型化公用子系統(tǒng)的太陽能系統(tǒng)的尺寸和位置、以及確定在過程和公用 子系統(tǒng)之間蒸汽和電力的優(yōu)化分配。其中，所述首先解算所述優(yōu)化公用子系統(tǒng)方案，并且隨 后采用所述優(yōu)化公用子系統(tǒng)方案的一部分為基礎(chǔ)解算過程子系統(tǒng)條件方案，或者也可以首 先解算過程子系統(tǒng)方案。
[0017] 確定多個(gè)至少大致優(yōu)化的過程和公用子系統(tǒng)條件的步驟/操作還包括一個(gè)或多 個(gè)以下步驟/操作：對(duì)于所有合理的可能的蒸餾塔序列，為所述一個(gè)或多個(gè)過程設(shè)施識(shí)別 呈現(xiàn)出最小數(shù)量HEN單元的過程條件；為所述一個(gè)或多個(gè)設(shè)施識(shí)別在HEN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中呈現(xiàn) 出最小換熱器總表面積的過程條件，并且規(guī)定HEN中每個(gè)換熱器單元的表面積?？梢詾橐?下一項(xiàng)或多項(xiàng)執(zhí)行換熱器表面積識(shí)別步驟/操作：蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷等級(jí)的一個(gè)或多個(gè) 合理的可能組合和/或蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)給定或所需的組合；一個(gè)或 多個(gè)合理的可能的蒸餾塔序列；與蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)合理的可能組合 相結(jié)合的一個(gè)或多個(gè)合理的可能的蒸餾塔序列；一個(gè)或多個(gè)合理的可能的蒸餾塔序列和蒸 汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)給定或所需的組合；一個(gè)或多個(gè)合理的可能的HEN配 置、和蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷的等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)合理的可能組；以及一個(gè)或多個(gè)合理的可 能的HEN配置、和蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷的等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)給定或所需的組合。
[0018] 該方法、計(jì)算機(jī)程序、和/或系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例可以優(yōu)選地包括/執(zhí)行以下 步驟/操作：通過計(jì)算機(jī)為熱電聯(lián)產(chǎn)混合整數(shù)線性程序模型提供嚴(yán)格的有界的決策變量； 響應(yīng)于所述嚴(yán)格有界的決策變量和熱電聯(lián)產(chǎn)混合整數(shù)線性程序模型，通過所述計(jì)算機(jī)至少 大致同時(shí)地為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確定蒸汽和電力在過程和熱電聯(lián)產(chǎn)公用系統(tǒng)之間 的優(yōu)化分配。所述確定過程包括：響應(yīng)于所述嚴(yán)格的有界的決策變量，通過所述熱電聯(lián)產(chǎn) 混合整數(shù)線性程序模型提供了熱電聯(lián)產(chǎn)工業(yè)子系統(tǒng)的蒸汽和電力產(chǎn)生和分配值以及過程 系統(tǒng)的蒸汽產(chǎn)生、蒸汽需求負(fù)荷和等級(jí)、電力產(chǎn)生、以及電力輸出值以作為計(jì)算出的輸出變 量。
[0019] 本方法、計(jì)算機(jī)程序、和/或系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)其他示例性實(shí)施例還可以或可選 擇地包括/執(zhí)行合成準(zhǔn)備以及執(zhí)行步驟/操作。該步驟/操作可以包括選擇優(yōu)化的燃料類 型/能量源混合物（例如，煤、重油、天然氣、生物質(zhì)燃料、廢料、可再生能源/太陽能等）、選 擇產(chǎn)生蒸汽（用于加熱、泵浦和壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)、載熱、清潔、冷卻）和電力（用于照明或其他應(yīng) 用）的設(shè)備。該步驟/操作還可以選擇性地包括規(guī)定蒸汽管集箱數(shù)量和其條件（壓力或飽 和溫度）、確定軸功網(wǎng)配置、和/或各種條件或約束下確定在部分和完全分離環(huán)境中對(duì)過程 和公用工廠使用進(jìn)行蒸汽和電力的優(yōu)化分配。
[0020] 不同的條件/約束可以包括以下各項(xiàng)：采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲得的所有通常 可用的燃料或能量所得的過程設(shè)計(jì)參數(shù)變化（例如，預(yù)識(shí)別的潛在的參數(shù)值）的所有合理 的可能組合；采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲得的所有通常可用的燃料或能量所得的過程設(shè)計(jì) 和操作參數(shù)變化的所有合理的可能組合；采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲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餾序列；采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲得的所有通常 可用的燃料或能量，在過程設(shè)計(jì)和操作參數(shù)變化的所有合理的可能組合下所得的所有合理 的可能的蒸餾序列；采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲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設(shè)計(jì)；采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲得的所有通?？捎玫娜剂匣蚰芰?， 在過程設(shè)計(jì)和操作參數(shù)變化的所有合理的可能組合下所得的所有合理的可能的HEN設(shè)計(jì)； 采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲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 餾塔序列和HEN設(shè)計(jì)；采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲得的所有通常可用的燃料或能量，在過 程設(shè)計(jì)和操作參數(shù)變化的所有合理的可能組合下所得的所有合理的可能的蒸餾塔序列和 HEN設(shè)計(jì)；
[0021] 根據(jù)方法、計(jì)算機(jī)程序、和/或系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，系統(tǒng)方法和計(jì)算機(jī)程序 還可以有利地進(jìn)一步或可選擇地包括：對(duì)于完全分散和/或部分分散過程和公用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 環(huán)境下，在過程操作參數(shù)變化的所有合理的可能組合下，采用（例如）所有常用燃料/能量 源，響應(yīng)于接收和/或確定的多組值（每組值均規(guī)定了相應(yīng)的多個(gè)過程操作參數(shù)變化中的 各個(gè)的屬性值的潛在范圍），確定過程工廠的HEN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和蒸餾網(wǎng)絡(luò)序列的主設(shè)計(jì)和操 作條件。
[0022] 根據(jù)方法、計(jì)算機(jī)程序、和/或系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例還可以或可選擇地提供 系統(tǒng)方法、計(jì)算機(jī)程序、計(jì)算機(jī)可讀媒介、和系統(tǒng)，從而對(duì)于所有合理的可能的蒸餾塔序列， 識(shí)別呈現(xiàn)出一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施中的HEN單元的最小數(shù)量的過程條件。
[0023] 根據(jù)方法、計(jì)算機(jī)程序、和/或系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例還可以或可選擇地提供 系統(tǒng)方法、計(jì)算機(jī)程序、計(jì)算機(jī)可讀媒介、和系統(tǒng)，從而識(shí)別呈現(xiàn)出一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè) 施中的HEN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的最小換熱器總表面積的過程條件，并且規(guī)定所述HEN中每個(gè)換熱器 單元的所述表面積，該識(shí)別可以用于：蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷的可能組合；蒸汽產(chǎn)生和需求 負(fù)荷的給定/需求組合；可能的蒸餾塔序列；可能的蒸餾塔序列、以及蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷 的組合；可能的蒸餾塔序列、以及蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷的給定/需求組合；可能的HEN配 置、以及蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷的組合；和/或可能的HEN配置、以及蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷的 給定/需求組合。根據(jù)示例性過程流，首先為公用系統(tǒng)條件方案解算蒸汽和電力的分配，隨 后采用上述優(yōu)化的公用系統(tǒng)的蒸汽和電力的分配作為基礎(chǔ)為過程系統(tǒng)條件方案解算對(duì)蒸 汽和電力的分配，然而，這種順序也可以選擇性的調(diào)換。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 參考以下的附圖中所示的實(shí)施例對(duì)以上進(jìn)行簡(jiǎn)要總結(jié)的本發(fā)明進(jìn)行更具體的描 述，以此方法使得可以更容易并且更細(xì)節(jié)地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。但是，需要注意到， 這些附圖僅對(duì)本發(fā)明的各種實(shí)施例進(jìn)行圖示而并不意味著其對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制，本 法也可以包括其他有效的實(shí)施例。
[0025] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于提供低成本熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP)公用系統(tǒng)和關(guān) 鍵過程系統(tǒng)的組合合成的系統(tǒng)的實(shí)施例的高層系統(tǒng)框圖；
[0026] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于同時(shí)處理在部分和完全分散環(huán)境中公用 系統(tǒng)合成的過程的流程框圖；
[0027] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的在過程和設(shè)施的資本成本之間確定優(yōu)化的帕 累托曲線形式的示意圖；
[0028] 圖4A至圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例在回流比和操作壓力變化的可能組合下 用于塔整合的原理圖的示意圖；
[0029] 圖5A至圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于復(fù)雜和簡(jiǎn)單蒸餾網(wǎng)絡(luò)示例的序列 表的不意圖；
[0030] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于CHP數(shù)學(xué)程序的輸入數(shù)據(jù)入口的圖形化用 戶界面的示意圖；
[0031] 圖7為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于簡(jiǎn)單蒸餾網(wǎng)絡(luò)的組序列表的原理框圖；
[0032] 圖8A至圖8A分別為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的區(qū)間級(jí)聯(lián)圖和區(qū)間總復(fù)合曲線的示意 圖；
[0033] 圖9為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的組合的總復(fù)合曲線組的示意圖；
[0034] 圖IOA至圖IOB為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于選擇蒸汽管集箱的優(yōu)化數(shù)量的總合 成曲線的示意圖；
[0035] 圖11為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的CHP管集箱數(shù)量選擇算法的流程框圖；
[0036] 圖12為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于管集箱選擇而估計(jì)的可能情況的數(shù)量的互聯(lián) 圖；
[0037] 圖13為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的提供了區(qū)間數(shù)據(jù)的條目的表格式輸入字段 的表；
[0038] 圖14為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的提供設(shè)備壓力和蒸汽壓力類型的數(shù)據(jù)的條 目的表格式輸入字段的表；
[0039] 圖15為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的提供汽輪和馬達(dá)數(shù)據(jù)的條目的表格式輸入 字段的表；
[0040] 圖16為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的CHP程序輸出模塊的示意圖；
[0041] 圖17為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的提供了在圖16的CHP程序輸出模塊中使用的縮寫 的表；
[0042] 圖18至圖19為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的選擇優(yōu)化過程條件和HEN最小單元 數(shù)量識(shí)別的溫度區(qū)間圖；
[0043] 圖20至圖21為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的選擇優(yōu)化過程條件和HEN最小單元 數(shù)量識(shí)別的溫度區(qū)間圖；
[0044] 圖22為示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)化過程條件和HEN區(qū)域識(shí)別項(xiàng)目列表主 頁的圖形化用戶界面；
[0045] 圖23為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的提供了工程細(xì)節(jié)的優(yōu)化過程條件和HEN區(qū)域識(shí)別 屏幕的圖形表示；
[0046] 圖24為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的提供了項(xiàng)目細(xì)節(jié)編輯的示意圖；
[0047] 圖25為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的示意圖；
[0048] 圖26為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)化過程條件和HEN面積識(shí)別輸入數(shù)據(jù)組的示意 圖；
[0049] 圖27為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的優(yōu)化過程條件和HEN面積識(shí)別模型公式的示意 圖；
[0050] 圖28為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的模型公式的解算結(jié)果的示意圖；
[0051] 圖29為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的HEN解算示例的示例性配置的示意圖；
[0052] 圖30為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有采用過程作為"領(lǐng)導(dǎo)者"并且采用公用設(shè)施作 為"追隨者"進(jìn)行解算的過程條件和HEN表面積的圖29中的HEN解算示例的示意圖；
[0053] 圖31為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有采用公用設(shè)施作為"領(lǐng)導(dǎo)者"并且采用過程作 為"追隨者"進(jìn)行解算的過程條件和HEN表面積的圖29中的HEN解算示例的示意圖；
[0054] 圖32為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的HEN解算示例的示例性配置的示意圖；
[0055] 圖33為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有采用過程作為"領(lǐng)導(dǎo)者"并且采用公用作為 "追隨者"進(jìn)行解算的過程條件和HEN面積識(shí)別的圖32中的HEN解算示例的示意圖；
[0056] 圖34為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有采用公用作為"領(lǐng)導(dǎo)者"并且采用過程作為 "追隨者"進(jìn)行解算的過程條件和HEN表面積的圖32中的HEN解算示例的示意圖；
[0057] 圖35為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有較大Λ T_min_i導(dǎo)致需要較大公用設(shè)施的圖 29的示例性HEN解算示例的示意圖；
[0058] 圖36為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有采用過程作為"領(lǐng)導(dǎo)者"并且采用公用作為 "追隨者"進(jìn)行解算的過程條件和HEN表面積的圖35中的HEN解算示例的示意圖；
[0059] 圖37為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有采用公用作為"領(lǐng)導(dǎo)者"并且采用過程作為 "追隨者"進(jìn)行解算的過程條件和HEN表面積的圖35中的HEN解算示例的示意圖；
[0060] 圖38為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有更大Λ T_min_i導(dǎo)致需要更大公用設(shè)施的圖 29的示例性HEN解算示例的示意圖；
[0061] 圖39為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有采用過程作為"領(lǐng)導(dǎo)者"并且采用公用作為 "追隨者"進(jìn)行解算的優(yōu)化過程條件和HEN表面積的圖38中的HEN解算示例的示意圖；
[0062] 圖40為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有采用公用作為"領(lǐng)導(dǎo)者"并且采用過程作為 "追隨者"進(jìn)行解算的過程條件和HEN表面積的圖38中的HEN解算示例的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0063] 以下將參考附圖示出本發(fā)明的實(shí)施例以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。但是本發(fā)明可以 實(shí)施為多種不同形式并且不受限于本文所示的實(shí)施例。在此提供的實(shí)施例使得本發(fā)明直觀 并且完整，并且為本領(lǐng)域技術(shù)人員完整表達(dá)出本發(fā)明的范圍。相似的數(shù)字代表相似的元素。 使用的點(diǎn)撇符號(hào)指明在不同實(shí)施例中相似的元素。
[0064] 在全局公用系統(tǒng)的合成中，在全局公用系統(tǒng)和化學(xué)過程之間存在不可忽略的變 化。因此，化學(xué)過程和全局設(shè)施系統(tǒng)的整合需要考慮在合成問題之內(nèi)。該問題的常用解決 方法為在分布式部門中，按順序地首先合成過程單元/系統(tǒng)并且隨后合成公用系統(tǒng)。這種 方法會(huì)在過程單元和公用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中導(dǎo)致嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在這種短視的方法背后的一 個(gè)主要的技術(shù)原因?yàn)檫@種熱電聯(lián)產(chǎn)公用系統(tǒng)的合成是具有多個(gè)目的的復(fù)雜的組合問題。這 種合成問題本身的復(fù)雜度加上選擇優(yōu)化工廠的蒸餾序列的合成問題一起，在數(shù)學(xué)上被認(rèn)為 是NP-困難的，因此將換熱器網(wǎng)絡(luò)（HEN)的復(fù)雜度附加到該合成問題的復(fù)雜度之上會(huì)導(dǎo)致 此問題變得難以解決。
[0065] 熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP)公用系統(tǒng)的合成包括四個(gè)主要任務(wù)：（1)選擇燃料種類/能量源 混合物（例如：煤、重油、天然氣、生物質(zhì)燃料、廢料、可再生能源/太陽能、等）；（2)產(chǎn)生蒸 汽和動(dòng)力的硬件/器件/設(shè)備；（3)蒸汽管集箱（steam header)的數(shù)量和其條件（例如， 壓力或飽和溫度）；以及（4)軸功產(chǎn)生結(jié)構(gòu)配置的確定；以及為過程和公用工廠使用提供這 兩種商品（例如，蒸汽和電力）的優(yōu)化分配（例如，熱負(fù)荷分配、驅(qū)動(dòng)器選擇、冷卻任務(wù)等）。 發(fā)明人意識(shí)到這種決定變量與過程內(nèi)蒸汽和動(dòng)力的需求和產(chǎn)生相互關(guān)聯(lián)。蒸汽等級(jí)的數(shù)量 和其布置也被認(rèn)為會(huì)帶來巨大的影響，不僅僅影響于合成CHP系統(tǒng)的蒸汽管集箱的設(shè)計(jì)和 熱電聯(lián)產(chǎn)潛力（包括汽輪（steam turbines)效率變化和尺寸選擇），還影響于過程內(nèi)關(guān)鍵 單元（例如蒸餾和汽提網(wǎng)絡(luò)）的結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計(jì)，同換熱器網(wǎng)絡(luò)合成一樣。
[0066] 不存在常用的同步合成具有互聯(lián)的關(guān)鍵過程系統(tǒng)（例如換熱器網(wǎng)絡(luò)和蒸餾序列） 的CHP系統(tǒng)的系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)、或方法。雖然存在合成CHP系統(tǒng)的商用 軟件（例如，Star、Pro Steam、等），但它們不提供這種能力。在學(xué)術(shù)界，大的HEN問題被認(rèn) 為是NP-困難的。通過添加蒸餾序列和CHP合成使得該問題的組合更復(fù)雜，從而使得該問 題變?yōu)殡y以解決的問題，尤其是對(duì)于（例如）在同一地點(diǎn)具有25個(gè)工廠的大的工業(yè)綜合 體。有利的，本發(fā)明的不同實(shí)施例提供了用于對(duì)高成本效益的熱電聯(lián)產(chǎn)公用系統(tǒng)、過程工廠 換熱器網(wǎng)絡(luò)、以及蒸餾網(wǎng)絡(luò)序列的具有對(duì)同步優(yōu)化關(guān)鍵設(shè)計(jì)和操作條件進(jìn)行識(shí)別的同步合 成的系統(tǒng)性方法。本發(fā)明的不同實(shí)施例還可以解釋CHP、HEN、以及包含蒸餾塔的關(guān)鍵過程 單元之間的互作用，可以在考慮過程系統(tǒng)（例如HEN和蒸餾網(wǎng)絡(luò)序列）的自由度和設(shè)計(jì)的 情況下合成公用系統(tǒng)，并且還可以確定或促進(jìn)公用系統(tǒng)相關(guān)的成本和過程系統(tǒng)相關(guān)的成本 之間的優(yōu)化權(quán)衡的決定。
[0067] 系統(tǒng)信息
[0068] 以下描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的不同系統(tǒng)選項(xiàng)。
[0069] 例如，圖1示出了用于提供了高成本效益的熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP)公用系統(tǒng)、過程工廠換 熱器網(wǎng)絡(luò)（HEN或HEN網(wǎng)絡(luò)）、以及蒸餾網(wǎng)絡(luò)序列的系統(tǒng)30,其為工業(yè)過程設(shè)施（單獨(dú)的過 程設(shè)施或工業(yè)過程設(shè)施集群）提供在所有過程和公用參數(shù)的組合下的優(yōu)化關(guān)鍵設(shè)計(jì)和操 作條件的同步識(shí)別。系統(tǒng)30可以包括CHP公用和過程子系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)31，該計(jì) 算機(jī)31具有處理器33、連接至處理器33并存儲(chǔ)了軟件和數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)器35、以及包括了 圖形顯示器39以顯示圖形圖像的用戶界面37,系統(tǒng)30還包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的輸 入裝置41以為用戶提供操作軟件和數(shù)據(jù)庫記錄的訪問權(quán)限。注意到計(jì)算機(jī)31可以為本領(lǐng) 域技術(shù)人員熟知的個(gè)人計(jì)算機(jī)的形式、服務(wù)器或提供多個(gè)用戶界面37的服務(wù)器群的形式、 或其他配置。因此，如本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的，用戶界面37可以直接或通過網(wǎng)絡(luò)38連接至 計(jì)算機(jī)31。
[0070] 系統(tǒng)30還可以包括存儲(chǔ)在CHP公用設(shè)施和過程子系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)31的 存儲(chǔ)器35中的數(shù)據(jù)庫43,其具有多個(gè)值組（sets of value),每個(gè)值組單獨(dú)地限定（多個(gè) 中）每個(gè)公用和過程分部的每個(gè)操作屬性的值的潛在范圍。這種屬性可以包括（例如）燃 料種類/能量源（例如，煤、重油、天然氣、生物質(zhì)燃料、廢料、可再生能源/太陽能等）、產(chǎn)生 蒸汽（用于加熱、泵浦和壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)、載熱、清潔、冷卻）和電力（用于照明或其他應(yīng)用）的 設(shè)備、蒸汽管集箱和其條件（壓力或飽和溫度）范圍、軸功網(wǎng)配置、以及對(duì)過程和公用工廠 使用進(jìn)行蒸汽和電力分配相關(guān)的值的范圍和被認(rèn)定為提供最優(yōu)和潛在最優(yōu)結(jié)果的離散值。
[0071] 這種屬性還可以包括每種熱過程蒸汽和每種冷過程蒸汽的過程供應(yīng)溫度（Ts)的 上邊界和下邊界值、每種熱過程蒸汽和每種冷過程蒸汽的目標(biāo)溫度（Tt)的上邊界和下邊 界值、每種熱過程蒸汽和每種冷過程蒸汽的熱容流率（FCp)的上邊界和下邊界值、根據(jù)所 接受的蒸汽條件對(duì)工業(yè)設(shè)施的不同公用系統(tǒng)組件和不同HEN設(shè)備的投資成本、一組或多組 蒸汽之間的與蒸汽相關(guān)的最小溫度接近值（Λ T_mini_i)、蒸汽初始種類、蒸汽匹配約束、全 局公用消費(fèi)值[Qh]和[Qc](其中"[]"代表區(qū)間值）。這種屬性還可以包括：夾斷區(qū)域的 區(qū)間和/或分散位置，夾斷區(qū)域通常被稱為"夾點(diǎn)"，每個(gè)控制過程蒸汽/蒸汽溫度的"夾點(diǎn)" 至少描述了"最小選擇溫度下和上邊界的區(qū)域"，蒸汽的識(shí)別控制夾斷區(qū)域，連接至夾點(diǎn)的 數(shù)據(jù)根據(jù)AT_mini_i或過程條件的漸進(jìn)變化定義了夾斷區(qū)域的（多個(gè)）示意圖，連接至夾 點(diǎn)的數(shù)據(jù)還定義了每個(gè)夾斷區(qū)域處的網(wǎng)絡(luò)條件所需的HEN單元的最小數(shù)量等。
[0072] 系統(tǒng)30還可以包括存儲(chǔ)在CHP公用和過程子系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)31的存儲(chǔ)器 35中的CHP公用和過程子系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)程序51，采用該程序以提供包含各種獨(dú)特的分析 和設(shè)計(jì)階段的系統(tǒng)化過程，該系統(tǒng)化過程提供革命性的解決方法以為在部分和完全分散環(huán) 境中的公用和過程系統(tǒng)/子系統(tǒng)提供優(yōu)化的解決方案。
[0073] 程序51可以包括以下算法的一種或多種的組合，這些算法包括：熱蒸汽需求和 產(chǎn)生上下負(fù)荷計(jì)算算法；過程中蒸汽產(chǎn)生算法；過程中蒸汽需求算法；蒸餾序列表和其投 資成本估計(jì)算法；蒸饋塔逆流比（reflux ratio);托盤數(shù)量和壓力的選擇以及其成本算 法；HEN單元最小數(shù)量和過程條件識(shí)別算法；HEN最小投資成本算法；公用和過程系統(tǒng)成 本比較算法；獨(dú)立CHP公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)和成本算法；總體蒸汽產(chǎn)生和需求（等級(jí)）上下界 計(jì)算和定標(biāo)（targeting)算法；蒸汽管集箱數(shù)量選擇算法；蒸汽管集箱的條件識(shí)別算法； 過程和蒸餾塔整合算法；以及CHP優(yōu)化算法。這組算法還可以包括目標(biāo)能量選擇和過程 條件識(shí)別算法（例如美國專利No. 7, 698, 022中所描述的）、{ Λ T_min_i}步進(jìn)模組（例 如題為"System, Method, and Program Product For Synthesizing Non-Constrained Heat Exchanger Networks"的美國專利No. 8, 032, 262中所描述的）、夾點(diǎn)區(qū)間識(shí)別模 組（例如題為 "Systems and Program Product For Heat Exchanger Network Energy Efficiency Assessment and Lifetime Retrofit"的美國專利申請(qǐng) No. 13/041，057 中所 描述的）、基于區(qū)間的全站蒸汽需求和產(chǎn)生的邊框模組（例如題為"Method and Software For Global Targeting of Process Utilities Under Varying Conditions，' 的美國 專利申請(qǐng)No. 12/480,415中所描述的）、HEN合成模組（例如題為"System, Method, and Program Product for Targeting and Identification of Optimal Process Variables in Constrained Energy Recovery Systems"的美國專利 No. 7,729,809 中所描述的）。圖 2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的主要算法之間的相互連接。
[0074] 注意到，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知并理解的，CHP公用和過程子系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)程 序51可以為微碼、程序、例程、和符號(hào)化語言（提供了特定的一組命令操作集以控制硬件的 功能并指引其操作）的形式。還注意到，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，CHP公用和過程子系統(tǒng)分析 和設(shè)計(jì)程序51并非全部常駐于易失性存儲(chǔ)器中，而可以根據(jù)需要基于本領(lǐng)域技術(shù)人員熟 知和理解的不同方法選擇性地加載。
[0075] 熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP)公用和討稈子系統(tǒng)串聯(lián)合成為具有最小年成本的總系統(tǒng)
[0076] 用于部分分散應(yīng)用的方法:
[0077] 在這種分類中我們通常擁有具有單個(gè)公司目標(biāo)的項(xiàng)目，該目標(biāo)為將過程和公用子 系統(tǒng)合成為具有最小的年成本的總系統(tǒng)，但過程子系統(tǒng)和公用子系統(tǒng)（CHP)的合成任務(wù)由 分散化的方法所主導(dǎo)。例如，過程設(shè)計(jì)部門和公用設(shè)計(jì)部門單獨(dú)工作。兩個(gè)部分均試圖在 其各自子系統(tǒng)中存在的問題的約束下，讓其各自的子系統(tǒng)達(dá)到最佳的合成/設(shè)計(jì)（即達(dá)到 最小的總年成本）。根據(jù)本領(lǐng)域現(xiàn)有的狀態(tài)，公用子系統(tǒng)（CHP)設(shè)計(jì)者的約束的來源除了過 程子系統(tǒng)的優(yōu)化的解決方案（即，對(duì)于蒸餾網(wǎng)絡(luò)和換熱器網(wǎng)絡(luò)（HEN)子系統(tǒng)）的決策變量 之外，還來自于其自身問題的上層結(jié)構(gòu)。過程問題的解決過程如下：同由電力驅(qū)動(dòng)的設(shè)備一 樣首先通過過程設(shè)計(jì)者為蒸汽等級(jí)和電力需求提供標(biāo)稱設(shè)計(jì)（nominal design)的準(zhǔn)確的 需求和產(chǎn)生值；隨后，對(duì)于給定的所需的過程設(shè)計(jì)者的位置，解決公用子系統(tǒng)問題（CHP)。
[0078] 根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施例，存在三種需要不同處理的三種不同的分析種類。例如， 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，為了為合適的分析確定適當(dāng)?shù)姆N類，首先評(píng)估所有的可行的過 程子系統(tǒng)合成方案以確定過程子系統(tǒng)的總的年成本（PSTAC)值。在采用了（例如）{ΛΤ_ min-i}區(qū)間的所需的過程子系統(tǒng)合成設(shè)計(jì)和操作條件（蒸餾網(wǎng)絡(luò)和HEN)的所有可能的組 合中，采用有希望的方案的參數(shù)來計(jì)算公用子系統(tǒng)合成（CHP)的蒸汽需求和產(chǎn)生界限。隨 后CHP子系統(tǒng)開始合成其子系統(tǒng)，其采用這種蒸汽界限以獲得公用子系統(tǒng)的最佳的年成本 (USTAC)。
[0079] 情況I :討稈子系統(tǒng)為領(lǐng)導(dǎo)者并目公用子系統(tǒng)為跟隨者
[0080] 如果CHP USTAC的美元價(jià)值遠(yuǎn)小于PSTAC，那么過程子系統(tǒng)變成問題目標(biāo)領(lǐng)導(dǎo)者 并且CHP變成問題目標(biāo)跟隨者。根據(jù)這個(gè)問題的解決方法，過程設(shè)計(jì)者首先為了其最大利 益解決問題，并且指示跟隨者在其上層結(jié)構(gòu)的約束和決策變量下找到其最佳目標(biāo)，這些上 層結(jié)構(gòu)約束和決策變量是由過程設(shè)計(jì)者的問題解決方案中獲得并且由過程子系統(tǒng)設(shè)計(jì)者 提供。這些約束和決策變量包括蒸汽的需求和產(chǎn)生等級(jí)、操作條件、為泵浦和壓縮機(jī)臨時(shí)選 擇的過程設(shè)備驅(qū)動(dòng)器（例如，渦輪、和/或馬達(dá)）。CHP公用子系統(tǒng)合成中的這一類問題至 少在一定程度上同時(shí)在學(xué)術(shù)界和工業(yè)中實(shí)施。
[0081] 情況II :討稈子系統(tǒng)為跟隨者并目公用子系統(tǒng)為領(lǐng)導(dǎo)者
[0082] 如果PSTAC的美元價(jià)值遠(yuǎn)小于CHP USTAC，那么CHP變成問題目標(biāo)領(lǐng)導(dǎo)者并且過程 子系統(tǒng)變成問題目標(biāo)跟隨者。根據(jù)這個(gè)解決方案，過程設(shè)計(jì)者首先提供廣泛的約束集，公用 系統(tǒng)設(shè)計(jì)者采用該約束集以規(guī)劃最優(yōu)的解決方案。關(guān)于蒸汽和電力的輸出參數(shù)隨后被提供 返回至過程系統(tǒng)設(shè)計(jì)者處以供其在（給定了公用系統(tǒng)約束的情況下）設(shè)計(jì)最優(yōu)解決方案時(shí) 使用。
[0083] 情況III :討稈和公用子系統(tǒng)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)圖表，在 部門之間采用簡(jiǎn)單的迭代，從而分析成本最低的蒸餾序列和換熱網(wǎng)絡(luò)與CHP成本的關(guān)系。 用于公司規(guī)模的帕累托型圖表可以采用{AT_min_i}作為步進(jìn)變量（marching variable) 以獲得最佳的決策。在美國專利No. 8, 032, 262中描述了這種步進(jìn)技術(shù)的示例。
[0085] 用于完全分散應(yīng)用的方法:
[0086] 在這種分類中，過程子系統(tǒng)和公共子系統(tǒng)（CHP)的合成任務(wù)均可以以完全分散的 形式引導(dǎo)。例如，在一個(gè)常見場(chǎng)景中，我們具有在一個(gè)項(xiàng)目中工作的兩個(gè)公司，其中一個(gè) 公司的目的為合成過程工廠（例如，化學(xué)絡(luò)合物），而另一個(gè)公司的目的為合成公用工廠 (CHP)以為其服務(wù)。公用工廠合成者通常為具有一定投資能力的集團(tuán)。他們希望投資但是 預(yù)算受到限制。過程設(shè)計(jì)者可以減少其資本投資在公用系統(tǒng)方面花費(fèi)的資金。但是，持續(xù)采 用該方法直至其最大承受力會(huì)阻礙其找到公共設(shè)施投資者的機(jī)會(huì)。在該項(xiàng)目的早期階段， 兩個(gè)集團(tuán)需要討論和協(xié)調(diào)這一點(diǎn)直至達(dá)到雙贏的局面。
[0087] 采用本發(fā)明的實(shí)施例的方法是為了達(dá)到雙贏局面，系統(tǒng)化地采用帕累托狀曲線 (Pareto-like curve)來處理這種類型的應(yīng)用，使得過程和公用公司均可以最優(yōu)地找到他 們最可以接受的決策，并且智能地幫助化學(xué)/其他工業(yè)過程工廠搜尋融資機(jī)會(huì)以找到建筑 者建造化學(xué)/其他工業(yè)絡(luò)合物公用工廠。圖3示出了采用帕累托曲線對(duì)在兩個(gè)公司的沖突 目標(biāo)之間確定優(yōu)化的解決點(diǎn)很有幫助，該點(diǎn)理想的位置為：無論該點(diǎn)沿曲線向哪一個(gè)方向 移動(dòng)，都會(huì)導(dǎo)致一個(gè)公司的成本的增加大于另一個(gè)公司節(jié)省的成本。
[0088] 回流比和橾作壓力修改的系統(tǒng)化方法的可能纟目合下的討稈和蒸餾塔整合。
[0089] 以上描述的情況和/或場(chǎng)景依賴于確定優(yōu)化的過程子系統(tǒng)的總年成本的能力。為 了達(dá)到這種目的，在大參數(shù)范圍內(nèi)為過程和蒸餾塔整合提供了本發(fā)明的不同實(shí)施例。根據(jù) 示例性方法，該過程可以包括以下步驟/操作：

【權(quán)利要求】
1. 用于為設(shè)施或過程設(shè)施群的熱電聯(lián)產(chǎn)公用和過程子系統(tǒng)進(jìn)行同步合成的方法，該方 法包括W下步驟： 為一個(gè)或多個(gè)過程設(shè)施定義多個(gè)嚴(yán)格有界的過程變量作為決策變量，由此為熱電聯(lián)產(chǎn) 公用和過程子系統(tǒng)數(shù)學(xué)程序模型形成模型輸入數(shù)據(jù)，所述決策變量包含在多個(gè)不同蒸汽壓 力等級(jí)中的每一等級(jí)處的過程蒸汽需求區(qū)間和描述各自上下界的過程電力產(chǎn)生區(qū)間； 通過所述熱電聯(lián)產(chǎn)公用和過程子系統(tǒng)數(shù)學(xué)程序模型來處理所述模型輸入數(shù)據(jù)；W及 確定多個(gè)至少大致優(yōu)化的過程和公用子系統(tǒng)條件，所述過程條件包括在多個(gè)不同蒸汽 壓力等級(jí)中的每一等級(jí)處的界定模型輸出的蒸汽需求負(fù)荷值。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述熱電聯(lián)產(chǎn)公用和過程子系統(tǒng)數(shù)學(xué)程序模型包 括：成本函數(shù)，其被配置為最小化一個(gè)或多個(gè)過程設(shè)施的公用和過程子系統(tǒng)的總成本。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法， 其中，通過所述熱電聯(lián)產(chǎn)公用和過程子系統(tǒng)數(shù)學(xué)程序模型的應(yīng)用至少大致同時(shí)地確定 所述過程和公用子系統(tǒng)條件； 其中所述過程條件還包含一個(gè)或多個(gè)過程設(shè)施的過程電力產(chǎn)生值；W及 其中所述公用子系統(tǒng)條件包括熱電聯(lián)產(chǎn)公用子系統(tǒng)蒸汽和電力的產(chǎn)生和分配值。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的方法，其中所述確定多個(gè)至少大致優(yōu)化的過程和公用子系 統(tǒng)條件的步驟包括： 確定所述模型化公用子系統(tǒng)的蒸汽管集箱的數(shù)量和每個(gè)蒸汽管集箱的操作條件。
5. 如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述確定多個(gè)至少大致優(yōu)化的過程和公 用子系統(tǒng)條件的步驟包括： 確定所述模型化公用子系統(tǒng)的鍋爐的數(shù)量和每個(gè)鍋爐的指定容量。
6. 如權(quán)利要求2-5中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述確定多個(gè)至少大致優(yōu)化的過程和公 用子系統(tǒng)條件的步驟包括： 確定所述模型化公用子系統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)的數(shù)量和每個(gè)汽輪發(fā)電機(jī)的容量。
7. 如權(quán)利要求2-6中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述確定多個(gè)至少大致優(yōu)化的過程和公 用子系統(tǒng)條件的步驟包括： 確定所述模型化公用子系統(tǒng)的供熱機(jī)組的數(shù)量和每個(gè)供熱機(jī)組的指定容量。
8. 如權(quán)利要求2-7中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述確定多個(gè)至少大致優(yōu)化的過程和公 用子系統(tǒng)條件的步驟包括： 確定用于過程設(shè)備驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)和汽輪的數(shù)量和其各自的尺寸。
9. 如權(quán)利要求2-8中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述確定多個(gè)至少大致優(yōu)化的過程和公 用子系統(tǒng)條件的步驟包括： 確定所述模型化公用子系統(tǒng)的太陽能系統(tǒng)的尺寸和位置。
10. 如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的方法，其中，首先解算優(yōu)化公用子系統(tǒng)方案，并且 隨后采用所述優(yōu)化公用子系統(tǒng)方案的一部分為基礎(chǔ)解算過程子系統(tǒng)條件方案。
11. 如權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的方法，還包括一個(gè)或多個(gè)W下步驟： 為所述一個(gè)或多個(gè)過程設(shè)施規(guī)定所述公用子系統(tǒng)的蒸汽管集箱的數(shù)量和其條件；W及 為所述一個(gè)或多個(gè)過程設(shè)施確定所述公用子系統(tǒng)的軸功網(wǎng)配置。
12. 如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述確定多個(gè)至少大致優(yōu)化的過程和 公用子系統(tǒng)條件的步驟包括： 對(duì)于完全分散、部分分散、或完全并且部分分散的過程和公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境，在過程操 作參數(shù)變化的所有合理的可能組合下，為所述一個(gè)或多個(gè)過程設(shè)施確定肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和蒸 觸網(wǎng)絡(luò)序列的主要設(shè)計(jì)和操作條件。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法， 其中采用所述公用子系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲得的所有常見的燃料或能量源來執(zhí)行所述確 定肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和蒸觸網(wǎng)絡(luò)序列的主要設(shè)計(jì)和操作條件的步驟；W及 其中所述確定肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和蒸觸網(wǎng)絡(luò)序列的主要設(shè)計(jì)和操作條件的步驟是響應(yīng)于 多組值的接收、確定、或接收并且確定執(zhí)行的，所述多組值中的每一組規(guī)定對(duì)應(yīng)的多個(gè)所述 過程操作參數(shù)變化中的每一個(gè)的屬性值的潛在范圍。
14. 如權(quán)利要求1-13中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述確定多個(gè)至少大致優(yōu)化的過程和 公用子系統(tǒng)條件的步驟包括： 對(duì)于所有合理的可能的蒸觸培序列，為所述一個(gè)或多個(gè)過程設(shè)施識(shí)別呈現(xiàn)出最小數(shù)量 肥N單元的過程條件。
15. 如權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述確定多個(gè)至少大致優(yōu)化的過程和 公用子系統(tǒng)條件的步驟包括： 為所述一個(gè)或多個(gè)設(shè)施識(shí)別在肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出最小的總換熱器表面積的過程 條件并且規(guī)定肥N中每個(gè)換熱器單元的表面積。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中，為W下一項(xiàng)或多項(xiàng)執(zhí)行所述為所述一個(gè)或多個(gè) 設(shè)施識(shí)別在肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出最小的總換熱器表面積的過程條件并且規(guī)定肥N中每個(gè) 換熱器單元的表面積的步驟： 蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷的等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)合理的可能組合； 蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷的等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)給定或所需的組合。
17. 如權(quán)利要求15或16所述的方法，其中，為W下至少一項(xiàng)執(zhí)行所述為所述一個(gè)或多 個(gè)設(shè)施識(shí)別在肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出最小的總換熱器表面積的過程條件并且規(guī)定肥N中每 個(gè)換熱器單元的表面積的步驟： 一個(gè)或多個(gè)合理的可能的蒸觸培序列； 與蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷的等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)可能組合相結(jié)合的一個(gè)或多個(gè)合理的可 能的蒸觸培序列；W及 一個(gè)或多個(gè)合理的可能的蒸觸培序列、和蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷的等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)給 定或所需的組合。
18. 如權(quán)利要求15-17中任一項(xiàng)所述的方法，其中，為W下至少一項(xiàng)執(zhí)行所述為所述一 個(gè)或多個(gè)設(shè)施識(shí)別在肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出最小的總換熱器表面積的過程條件并且規(guī)定 肥N中每個(gè)換熱器單元的表面積的步驟： 一個(gè)或多個(gè)合理的可能的肥N配置、和蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷的等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)合理 的可能組合；W及 一個(gè)或多個(gè)合理的可能的肥N配置、和蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷的等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)給定 或所需的組合。
19. 一種用于為工業(yè)設(shè)施或工業(yè)過程設(shè)施群的熱電聯(lián)產(chǎn)公用和過程子系統(tǒng)進(jìn)行同步合 成的方法，該方法包括w下步驟： 為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確定蒸汽和電力在過程和公用系統(tǒng)之間的優(yōu)化分配。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，其中，采用數(shù)學(xué)程序模型同時(shí)地為過程和公用系統(tǒng)確 定對(duì)蒸汽和電力的優(yōu)化分配，所述數(shù)學(xué)程序模型包括配置用于最小化工業(yè)設(shè)施或工業(yè)過程 設(shè)施群的公用和過程系統(tǒng)的總組合成本的成本函數(shù)。
21. 如權(quán)利要求19或20所述的方法，其中，首先解算對(duì)公用系統(tǒng)優(yōu)化分配蒸汽和電力 的方案，隨后采用對(duì)公用系統(tǒng)優(yōu)化分配蒸汽和電力的方案的一部分為基礎(chǔ)來解算對(duì)過程系 統(tǒng)分配蒸汽和電力的條件方案。
22. 如權(quán)利要求19-21中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于還包括W下步驟： 為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施規(guī)定公用系統(tǒng)的蒸汽管集箱的數(shù)量及其條件；W及 為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確定公用系統(tǒng)的軸功網(wǎng)配置。
23. 如權(quán)利要求19-22中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確 定蒸汽和電力在過程和公用系統(tǒng)之間的優(yōu)化分配還包括W下步驟： 對(duì)于完全分散、部分分散、或完全并且部分分散的過程和公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境，在過程操 作參數(shù)變化的所有合理的可能組合下，為所述一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確定肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 和蒸觸網(wǎng)絡(luò)序列的主要設(shè)計(jì)和操作條件。
24. 如權(quán)利要求23所述的方法，其中采用所述一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施能夠獲得的所 有通常能夠獲得的燃料或能量源來執(zhí)行所述確定肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和蒸觸網(wǎng)絡(luò)序列的主要設(shè) 計(jì)和操作條件的步驟。
25. 如權(quán)利要求23或24所述的方法，其中所述確定肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和蒸觸網(wǎng)絡(luò)序列的主 要設(shè)計(jì)和操作條件的步驟的執(zhí)行響應(yīng)于多組值的接收、確定、或接收并且確定，所述多組值 中的每一組規(guī)定對(duì)應(yīng)的多個(gè)所述過程操作參數(shù)改變中單獨(dú)的一個(gè)的屬性值的潛在范圍。
26. 如權(quán)利要求19-25中任一項(xiàng)所述的方法，其中對(duì)于完全分散和部分分散的過程和 公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境，采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲得的所有通常能夠獲得的燃料或能量，在 過程設(shè)計(jì)參數(shù)變化的所有合理的可能組合下，執(zhí)行所述為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確定蒸 汽和電力在過程和公用系統(tǒng)之間的優(yōu)化分配的步驟。
27. 如權(quán)利要求19-26中任一項(xiàng)所述的方法，其中對(duì)于完全分散和部分分散的過程和 公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境，采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲得的所有通常能夠獲得的燃料或能量，在 過程設(shè)計(jì)和操作參數(shù)變化的所有合理的可能組合下，執(zhí)行所述為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施 確定蒸汽和電力在過程和公用系統(tǒng)之間的優(yōu)化分配的步驟。
28. 如權(quán)利要求19-27中任一項(xiàng)所述的方法，其中對(duì)于完全分散和部分分散的過程和 公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境，采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲得的所有通常能夠獲得的燃料或能量，為 所有合理的可能的蒸觸序列執(zhí)行所述為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確定蒸汽和電力在過程 和公用系統(tǒng)之間的優(yōu)化分配的步驟。
29. 如權(quán)利要求19-28中任一項(xiàng)所述的方法，其中對(duì)于完全分散和部分分散的過程和 公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境，采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲得的所有通常能夠獲得的燃料或能量，在 過程設(shè)計(jì)和操作參數(shù)變化的所有合理的可能組合下，為所有合理的可能的蒸觸序列執(zhí)行所 述為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確定蒸汽和電力在過程和公用系統(tǒng)之間的優(yōu)化分配的步驟。
30. 如權(quán)利要求19-29中任一項(xiàng)所述的方法，其中對(duì)于完全分散和部分分散的過程和 公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境，采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲得的所有通常能夠獲得的燃料或能量，為 所有合理的可能的肥N設(shè)計(jì)執(zhí)行所述為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確定蒸汽和電力在過程 和公用系統(tǒng)之間的優(yōu)化分配的步驟。
31. 如權(quán)利要求19-30中任一項(xiàng)所述的方法，其中對(duì)于完全分散和部分分散的過程和 公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境，采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲得的所有通常能夠獲得的燃料或能量，在 過程設(shè)計(jì)和操作參數(shù)變化的所有合理的可能組合下，為所有合理的可能的肥N設(shè)計(jì)執(zhí)行所 述為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確定蒸汽和電力在過程和公用系統(tǒng)之間的優(yōu)化分配的步驟。
32. 如權(quán)利要求19-31中任一項(xiàng)所述的方法，其中對(duì)于完全分散和部分分散的過程和 公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境，采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲得的所有通常能夠獲得的燃料或能量，為 所有合理的可能的蒸觸培序列和肥N設(shè)計(jì)執(zhí)行所述為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確定蒸汽 和電力在過程和公用系統(tǒng)之間的優(yōu)化分配的步驟。
33. 如權(quán)利要求19-32中任一項(xiàng)所述的方法，其中對(duì)于完全分散和部分分散的過程和 公用系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境，采用公用系統(tǒng)供應(yīng)者能夠獲得的所有通常能夠獲得的燃料或能量，在 過程設(shè)計(jì)和操作參數(shù)變化的所有合理的可能組合下，為所有合理的可能的蒸觸培序列和 肥N設(shè)計(jì)執(zhí)行所述為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確定蒸汽和電力在過程和公用系統(tǒng)之間的優(yōu) 化分配的步驟。
34. 如權(quán)利要求19-33中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確 定蒸汽和電力在過程和公用系統(tǒng)之間的優(yōu)化分配的步驟還包括W下步驟： 對(duì)于所有合理的可能的蒸觸培序列，為所述一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施識(shí)別呈現(xiàn)出最小 數(shù)量肥N單元的過程條件。
35. 如權(quán)利要求19-34中任一項(xiàng)所述的方法，其中所述為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確 定蒸汽和電力在過程和公用系統(tǒng)之間的優(yōu)化分配的步驟還包括W下步驟： 為所述一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施識(shí)別在肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出最小的總換熱器表面 積的過程條件并且規(guī)定所述肥N中每個(gè)換熱器單元的表面積。
36. 如權(quán)利要求35所述的方法，其中，為蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)合理 的可能的組合執(zhí)行所述為所述一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施識(shí)別在肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出最 小的總換熱器表面積的過程條件并且規(guī)定所述肥N中每個(gè)換熱器單元的表面積的步驟。
37. 如權(quán)利要求35或36所述的方法，其中，為蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷等級(jí)的一個(gè)或多個(gè) 給定或需求的組合執(zhí)行所述為所述一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施識(shí)別在肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中呈現(xiàn) 出最小的總換熱器表面積的過程條件并且規(guī)定所述肥N中每個(gè)換熱器單元的表面積的步 驟。
38. 如權(quán)利要求35-37中任一項(xiàng)所述的方法，其中，為一個(gè)或多個(gè)合理的可能的蒸觸培 序列執(zhí)行所述為所述一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施識(shí)別在肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出最小的總換 熱器表面積的過程條件并且規(guī)定所述肥N中每個(gè)換熱器單元的表面積的步驟。
39. 如權(quán)利要求35-38中任一項(xiàng)所述的方法，其中，為結(jié)合了蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷等級(jí) 的一個(gè)或多個(gè)可能組合的一個(gè)或多個(gè)合理的可能的蒸觸培序列執(zhí)行所述為所述一個(gè)或多 個(gè)工業(yè)過程設(shè)施識(shí)別在肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出最小的總換熱器表面積的過程條件并且規(guī) 定所述肥N中每個(gè)換熱器單元的表面積的步驟。
40. 如權(quán)利要求35-39中任一項(xiàng)所述的方法，其中，為一個(gè)或多個(gè)合理的可能的蒸觸培 序列、w及蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)給定或需求的組合執(zhí)行所述為所述一個(gè) 或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施識(shí)別在肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出最小的總換熱器表面積的過程條件并 且規(guī)定所述肥N中每個(gè)換熱器單元的表面積的步驟。
41. 如權(quán)利要求35-40中任一項(xiàng)所述的方法，其中，為一個(gè)或多個(gè)合理的可能的肥N配 置、W及蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)合理的可能的組合執(zhí)行所述為所述一個(gè)或 多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施識(shí)別在肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出最小的總換熱器表面積的過程條件并且 規(guī)定所述肥N中每個(gè)換熱器單元的表面積的步驟。
42. 如權(quán)利要求35-41中任一項(xiàng)所述的方法，其中，為一個(gè)或多個(gè)合理的可能的肥N配 置、W及蒸汽產(chǎn)生和需求負(fù)荷等級(jí)的一個(gè)或多個(gè)給定或需求的組合執(zhí)行所述為所述一個(gè)或 多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施識(shí)別在肥N網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中呈現(xiàn)出最小的總換熱器表面積的過程條件并且 規(guī)定所述肥N中每個(gè)換熱器單元的表面積的步驟。
43. -種用于為工業(yè)設(shè)施或工業(yè)設(shè)施群的熱電聯(lián)產(chǎn)公用和過程系統(tǒng)進(jìn)行同步合成的方 法，該方法包括W下步驟： 通過計(jì)算機(jī)（31)為熱電聯(lián)產(chǎn)混合整數(shù)線性程序模型提供嚴(yán)格的有界的決策變量； 響應(yīng)于所述嚴(yán)格的有界的決策變量和熱電聯(lián)產(chǎn)混合整數(shù)線性程序模型，通過所述計(jì)算 機(jī)（31)至少大致同時(shí)地為一個(gè)或多個(gè)工業(yè)過程設(shè)施確定蒸汽和電力在過程和熱電聯(lián)產(chǎn)公 用系統(tǒng)之間的優(yōu)化分配，所述確定步驟包括： 響應(yīng)于所述嚴(yán)格的有界的決策變量，通過所述熱電聯(lián)產(chǎn)混合整數(shù)線性程序模型提供熱 電聯(lián)產(chǎn)公用子系統(tǒng)的蒸汽和電力產(chǎn)生和分配值W及過程系統(tǒng)的蒸汽產(chǎn)生、蒸汽需求負(fù)荷和 等級(jí)、電力產(chǎn)生、W及電力輸出值W作為計(jì)算出的輸出變量。
【文檔編號(hào)】G05B17/00GK104471498SQ201380026254
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月19日
【發(fā)明者】馬哈茂德·巴?！づ瑺柖? 阿勒-歐韋迪 馬尼阿·M·, 阿卜杜勒阿齊茲·阿勒-努蒂菲, 費(fèi)薩爾·阿勒-穆薩 申請(qǐng)人:沙特阿拉伯石油公司