高耗能化工单元梯级用能优化及系统能效提升机制

李志超 （ 广安前峰玖源电子材料有限公司 ）

https://doi.org/10.37155/2717-5197-0817-16

Abstract

针对精馏、换热及反应单元存在的热量品位错配与系统用能失衡问题，本文以降低全系统损（Exergy Destruction）为核心目标，基于夹点分析与热力学第二定律，构建了“单元内品位适配-单元间热流耦合”的梯级用能 优化模型。对NSGA-Ⅱ算法进行改进，引入自适应交叉、自适应变异算子，通加快多目标Pareto 最优前沿收敛速度 并改善解集分布均匀性。依托Aspen Plus与gPROMS联立仿真平台进行验证，结果表明：优化后系统总公用工程消耗 降低31.2%，系统效率由41.6%提升至53.8%。研究揭示了“精馏-反应”热闭环与“换热网络一热多用”的协同增效 机制，明确了热泵压缩比与换热夹点温差为能效提升的关键敏感因子，为高耗能化工过程的深度节能降碳提供了可工 程化的理论依据。

Keywords

高耗能化工单元；梯级用能；效率；夹点分析；能效提升机制

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Copyright © 2026 李志超 Publishing time:2026-09-01
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