制漿黑液多效蒸發(fā)過程模擬與節(jié)能優(yōu)化

【摘要】：黑液蒸發(fā)濃縮過程能耗在制漿造紙廠總能耗中所占比例較大,是化學(xué)漿生產(chǎn)能耗最高的工序之一。黑液蒸發(fā)濃縮過程是堿回收和能量回收的重要環(huán)節(jié),良好的黑液蒸發(fā)設(shè)計(jì)和運(yùn)行對(duì)提高紙廠的經(jīng)濟(jì)效益,節(jié)能減排具有重要意義。目前我國黑液蒸發(fā)平均消耗蒸汽3噸蒸汽/噸漿左右,而國際先進(jìn)水平為1.8噸蒸汽/噸漿,差距十分明顯。黑液蒸發(fā)濃縮的節(jié)能成為制漿造紙當(dāng)務(wù)之急,黑液多效蒸發(fā)系統(tǒng)的節(jié)能,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也有利于環(huán)境效益。 為了研究黑液多效蒸發(fā)系統(tǒng)的節(jié)能方法,本文通過對(duì)典型黑液蒸發(fā)過程生產(chǎn)實(shí)況進(jìn)行調(diào)研,以了解實(shí)例的生產(chǎn)特點(diǎn),及相關(guān)過程的用能情況,主要研究內(nèi)容如下: (1)提出蒸發(fā)器及多效蒸發(fā)系統(tǒng)輔助設(shè)備的不同求解類型的求解邏輯圖,利于不同求解類型、不同求解軟件的數(shù)學(xué)模型的建立,方便多效蒸發(fā)過程模擬及節(jié)能降耗的研究。 (2)結(jié)合實(shí)例研究節(jié)能方法,且取得顯著的節(jié)能效果:應(yīng)用WinGEMS模擬軟件,蒸汽效率、分析為分析方法,以黑液蒸發(fā)工廠實(shí)際過程為案件,進(jìn)行了蒸發(fā)過程節(jié)能優(yōu)化前后的模擬研究。結(jié)果表明應(yīng)用WinGEMS軟件能方便準(zhǔn)確地進(jìn)行黑液蒸發(fā)過程的能量和物料流的模擬和優(yōu)化設(shè)計(jì);提出的蒸發(fā)過程節(jié)能優(yōu)化方案,在保證安全生產(chǎn)的同時(shí),蒸汽效率、?能利用率皆有提高。 (3)基于Simulink仿真模擬的不同求解類型蒸發(fā)器的數(shù)學(xué)模型的建立,經(jīng)模型的修建,迭代計(jì)算求得的模擬數(shù)據(jù)與WinGEMS基本一致,便于不同的復(fù)雜多效蒸發(fā)流程模擬的展開,可以用于制漿造紙生產(chǎn)過程的仿真與模擬。Simulink建立的蒸發(fā)器模型,不僅模擬準(zhǔn)確,且具有使用方便、成本低的好處。更重要的是,在matlab模型下,可以運(yùn)用Simulink做控制類的設(shè)計(jì)與運(yùn)行,提高了模擬的適用范圍。 (4)制定了基于Simulink的多效蒸發(fā)系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行的方案。提出Qall并輔助蒸汽效率作為目標(biāo)函數(shù),它綜合考慮了進(jìn)效黑液與進(jìn)效蒸汽的能量,結(jié)合實(shí)例分析后,取得了顯著的節(jié)能效果。證明該目標(biāo)較之蒸汽效率等節(jié)能評(píng)價(jià)方法,更加實(shí)際的反應(yīng)節(jié)能這一課題。 【關(guān)鍵詞】：能量綜合利用 WinGEMS模擬 Simulink數(shù)學(xué)模擬 優(yōu)化運(yùn)行
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：X793
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-27
• 1.1 研究背景及意義11-13
• 1.2 文獻(xiàn)綜述13-24
• 1.2.1 黑液的蒸發(fā)13-15
• 1.2.2 多效蒸發(fā)的常見流程及節(jié)能措施的應(yīng)用進(jìn)展15-20
• 1.2.3 多效蒸發(fā)操作模擬研究進(jìn)展20-23
• 1.2.4 對(duì)前人研究結(jié)果的分析與總結(jié)23-24
• 1.3 本課題的來源，研究目的、意義和主要研究內(nèi)容24-27
• 1.3.1 本課題的來源24
• 1.3.2 本課題研究對(duì)象及簡介24-25
• 1.3.3 本課題的研究目的及意義25
• 1.3.4 本課題的研究的步驟25-27
• 第二章 多效蒸發(fā)數(shù)學(xué)模擬27-39
• 2.1 多效蒸發(fā)過程的數(shù)學(xué)模擬27
• 2.2 單效體蒸發(fā)過程的計(jì)算模型27-33
• 2.2.1 參量分析28-30
• 2.2.2 系統(tǒng)的物料衡算30-31
• 2.2.3 系統(tǒng)的熱量衡算31
• 2.2.4 傳熱速率方程31
• 2.2.5 物性的計(jì)算31-32
• 2.2.6 單效體蒸發(fā)過程的模擬計(jì)算32-33
• 2.3 閃蒸罐的計(jì)算模型33-36
• 2.3.1 參量分析33-34
• 2.3.2 系統(tǒng)的物料衡算34
• 2.3.3 系統(tǒng)的熱量衡算34
• 2.3.4 物性的計(jì)算34-35
• 2.3.5 閃蒸罐的模擬計(jì)算35-36
• 2.4 液液混合器36-37
• 2.4.1 參量分析36-37
• 2.4.2 系統(tǒng)的物料衡算37
• 2.4.3 系統(tǒng)的熱量衡算37
• 2.4.4 物性的計(jì)算37
• 2.4.5 液液混合器的模擬計(jì)算37
• 2.5 蒸汽混合器37-38
• 2.6 本章小結(jié)38-39
• 第三章 多效蒸發(fā)器的模擬與優(yōu)化39-61
• 3.1 研究對(duì)象概況39-42
• 3.1.1 改造前多效蒸發(fā)系統(tǒng)的流程39-41
• 3.1.2 改造前多效蒸發(fā)系統(tǒng)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)41-42
• 3.2 多效蒸發(fā)系統(tǒng)節(jié)能潛力分析42-43
• 3.3 可采取的節(jié)能措施43-44
• 3.4 調(diào)研過程中遇到的困難44
• 3.5 擬采取的解決途徑44
• 3.6 實(shí)例分析144-52
• 3.6.1 過程模擬44-48
• 3.6.2 優(yōu)化節(jié)能48-52
• 3.7 實(shí)例分析252-60
• 3.7.1 過程模擬52-56
• 3.7.2 優(yōu)化節(jié)能56-60
• 3.8 黑液濃縮節(jié)能方法60
• 3.9 本章小結(jié)60-61
• 第四章 基于Simulink模擬的蒸發(fā)系統(tǒng)61-75
• 4.1 多效蒸發(fā)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模擬61
• 4.2 蒸發(fā)器Simulink數(shù)學(xué)模型的建立61-73
• 4.2.1 蒸發(fā)器simulink數(shù)學(xué)模型類型61-62
• 4.2.2 蒸發(fā)器求解典型類型simulink數(shù)學(xué)模型的建立62-70
• 4.2.3 蒸發(fā)器求解類型六simulink數(shù)學(xué)模型的建立70-73
• 4.2.4 蒸發(fā)器simulink數(shù)學(xué)模型小結(jié)73
• 4.3 本章小結(jié)73-75
• 第五章 黑液蒸發(fā)過程優(yōu)化75-87
• 5.1 優(yōu)化描述75-76
• 5.2 研究對(duì)象76-79
• 5.3 優(yōu)化案例分析79-84
• 5.3.1 問題的描述79-81
• 5.3.2 實(shí)例分析81-84
• 5.4 本章小結(jié)84-87
• 總結(jié)與展望87-89
• 1 本文研究工作總結(jié)87
• 2 本文主要?jiǎng)?chuàng)新87
• 3 今后工作展望87-89
• 參考文獻(xiàn)89-93
• 附錄93-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果94-95
• 致謝95-96
• 附件96

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