【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能量回收系统和相关方法的领域。
技术介绍
许多不同类型的过程都消耗能量以荻得输出结果，或产生所需的产 品和化合物。例如，化学过程消耗能量以提供期望的结果。对于消耗大 量能量的大规模过程而言，优选的是在可能的情况下使消耗的能量最小 化。例如，在电能生成系统或比较大制造车间或工厂的情况下，优选的 是通过仔细操作、设计或重新配置车间和所用的设备来优化且可能地最 小化能量消耗。例如，在一些工业制造过程中，材料流的特定流需要在特定温度下 被供给不同类型的设备和机器。这些材料流可能需要从原始起始温度被 加热或冷却到目标温度。这又将需要消耗能量来冷却特定流，并且还要 加热其它特定流。例如可通过相对于彼此仔细放置和配置特定材料流而将过程所采用或消耗的总能量优化到全局最小水平。例如，可能存在这种可能需 要冷却的热流放置在需要加热的冷流附近。已经存在于需要去除的流中 或需要加热的流中的热能因此可以与彼此关联，以优化该过程的能量消 4毛。此夕卜，优化后热流和冷流之间的最小温度差(temperature difference)还可带来能量消耗方面的巨大节约。这些考虑因素...
【技术保护点】
一种系统（３０），用于优化具有各拥有至少一个操作属性（１６１，１６３，１６５）的多个资源流的过程的能量回收，所述系统（３０）包括能量效用建模计算机（３１），所述能量效用建模计算机具有处理器（３３）以及耦合到所述处理器（３３）以在其中存储软件和数据库记录的存储器（３５），所述系统（３０）的特征在于： 数据库，其存储在所述能量建模计算机（３１）的所述存储器（３５）中，并具有各自分别定义多个热资源流（Ｈ１．．Ｈｎ）中每一个的至少一个操作属性（１６１，１６３，１６５）的值的可能 范围的多组值和各自分别定义多个冷资源流（Ｃ１．．Ｃｎ）中每一个的至少一个操作属性（１６１，１６...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.6.23 US 60/816,2341. 一种系统(30)，用于优化具有各拥有至少一个操作属性(161，163，165)的多个资源流的过程的能量回收，所述系统(30)包括能量效用建模计算机(31)，所述能量效用建模计算机具有处理器(33)以及耦合到所述处理器(33)以在其中存储软件和数据库记录的存储器(35)，所述系统(30)的特征在于数据库，其存储在所述能量建模计算机(31)的所述存储器(35)中，并具有各自分别定义多个热资源流(H1..Hn)中每一个的至少一个操作属性(161，163，165)的值的可能范围的多组值和各自分别定义多个冷资源流(C1..Cn)中每一个的至少一个操作属性(161，163，165)的值的可能范围的多组值；以及能量效用建模程序产品(51)，其存储在所述能量效用建模计算机(31)的所述存储器(35)中，以优化所述过程的能量回收，所述程序产品(51)包含当由所述能量效用建模计算机(31)运行时使所述计算机(31)执行如下操作的指令接收各自定义对应的多个热资源流(H1..Hn)中单独的一个流的属性值(161，163，165)的可能范围的多组值和各自定义对应的多个冷资源流(C1..Cn)中单独的一个流的属性值(161，163，165)的可能范围的多组值；将多个流特定最小温距值({ΔTmini})中的至少一组赋给所述多个热资源流(H1..Hn)，每组流特定最小温距值((ΔTmini})中的至少其中两个值(ΔTmini)彼此不同；以及响应于接收和赋予操作，确定全局最小加热能量效用间隔([Qh(minimum)，Qh(maximum)])和全局最小冷却能量效用间隔([Qc(minimum)，Qc(maximum)])。2. 如权利要求1所迷的系统(30),其中所述能量效用建模程序产 品(51)还包含执行如下操作的指令根据所述多組热资源流属性值(161， 163， 165)和所述多组冷资源流 属性值U61， 163，165)来确定提供定义第一驱动力分布的最小全局最小 加热能量效用(Qh (minimum))的第一组离散过程条件；以及根据所述多组热资源流属性值(161， 163， 165)和所述多组冷资源流 属性值(161， 163， 165)来确定提供定义第二驱动力分布的最小全局最小冷却能量效用(Qc (minimum))的第二组离散过程条件。3. 如权利要求2所述的系统(30)，其中所述能量效用建模程序产 品(51)还包括执行如下操作的指令计算与实现第一组过程条件关联的第一能量成本要求；计算与实现第二组过程条件关联的第二能量成本要求；以及 响应于确定与第一和第二过程条件关联的第一和第二能量成本要求，从所述第一组和第二组过程条件中选择提供最小能量成本要求的那組过程条件。4. 如权利要求3所述的系统(30),其中所述能量效用建模程序产 品(51)还包括执行如下操作的指令响应于选择的那组过程条件，设计热交换器网络；以及 确定与所述热交换器网络关联的资本成本。5. 如权利要求4所述的系统(30)，其中所述能量效用建模程序产 品(51)还包括执行如下操作的指令:接收各自分别定义所述多个热资源 流(Hl…Hn)中每一个的流特定最小接近值的可能范围(L,J[L:U]))的 多组值。6. 如权利要求5所述的系统(30),其中对于落入所迷多个热资源 流(HI. ， Hn)中每一个的流特定最小接近值的可能范围((ATJ [L: U]内 的流特定最小接近值的多个组合中的每一个，递增地执行确定全局最小 加热能量效用间隔([Qh (mini麵)，Qh (max imum)])和全局最小冷却能量 效用间隔([Qc (mi nimum),Qc (maximum)])、确定第一组和第二组离散过 程条件、计算与之关联的第一和第二能量成本要求以及选择提供所述最 小能量成本要求的那组过程条件的操作。7. 如权利要求1-6中任一项所述的系统(30)，其中使用级联算法 执行确定全局最小加热能量效用间隔([Qh (mi n imum) ， Qh (max imum)])和 全局最小冷却能量效用间隔([Qc (minimum), Qc (maximum)])的操作。8. 如权利要求1-7中任一项所述的系统(30),其中所述接收操作 包含如下操作接收所述多个热资源流(Hl. . Hn)中每一个和所述冷资源 流(CI. . Cn)中每一个的供应温度(Ts)的下限和上限值(161),接收所述 多个热资源流(HI. . Hn)中每一个和所述冷资源流(CI. . Cn)中每一个的 目标温度(Tt)的下限和上限值(163)，接收所迷多个热资源流(HI.. Hn) 中每一个和所述多个冷资源流(CI. . Cn)中每一个的热容流率(FCp)的下限和上限值(165);以及接收所述多个热资源流(Hl. .Hn)中每一个的流特定最小温距值的一组下限和上限值(AT' [L: U])。9. 如权利要求1-8中任一项所述的系统(30)，其中确定全局最小加热能量效用间隔([Qh (minimum), Qh (maximum)])的操作包含如下操作响应于赋予所述多个流特定最小温距值(ATJ)的搡作，确定赋给所述多个热资源流(H 1,. Hn)的所述多个流特定最小温距值({ATmiJ})的其中一组的多个温阶间隔(170),每个溫阶间隔(170)具有指示从所述多个热资源流(HI.. Hn)共同提取的热量的输入间隔(171)、指示共同施加到所述多个冷资源流(CI. . Cn)的热量的输出间隔(173, Qs'c、Qshi8h-°u'put)以及指示可供所述多个温阶间隔(170)中下一个之用的剩余热量的输出间隔(175， Qs^一。一'， Qs一一s一us);确定所述多个温阶间隔(170)的最小高输出值(min[Q，h-—])和最小低输出值(min[Q广-—ul]);以及响应于确定所述最小高输出值(min[Qs— 'P'])和所述最小低输出值(min[Q,'。y])的操作，确定所述全局最小加热能量效用间隔([Qh (minimum) ， Qh (maximum)])。10. 如权利要求9所述的系统(30),其中所述多个流特定最小温距值((AT^i))的其中一组包含赋给所述多个热资源流(Hl..Hn)中每一个的所述多个流特定最小接近值({△T』的组内的每个值范围((AT。,J [L: U〗的最低范围值(d[L]));其中所述能量效用建模程序产品(51)还包含执行如下操作的指令接收各自分别定义所述多个热资源流(Hl..Hn)中每一个的流特定最小接近值(仏J)的可能范围的多组值(U [L: U]});以及其中对于所接收的其余多组特定最小温距值(U)中的每一个，执行确定多个温阶间隔(170)、确定最小高输出值(min[Q，h-—':i)和最小低输出值(min[Qs'-。—〗)以及确定全局最小加热能量效用间隔([Qh (minimum) ， Qh (maximum)〗)的操作。11. 如权利要求10所述的系统(30),其中第 一温阶(170)使用的所述特定最小温距((AU )的第 一值最初对于所有热资源流(Hl. . Hn)都设置为0,以建立所述过程的全局理论能量目标值(Qh,Qc)。12. 如权利要求9-11中任一项所述的系统(30),其中确定所述全局最小冷却能量效用间隔([Qc (minimum) ，Qc (maximum)])的操作包含如下操作确定所述全局最小加热能量效用间隔([Qh (minimum) ，Qh (maximum)]) 的 对 称 映 像([Qh (max imum) ， Qh (minimum)]);响应于确定所述对称映像([Qh (max imum), Qh (m i ni睡)])的操作，确定赋给所述多个热资源流(H1. . H n)的所述多个流特定最小温距值()的其中 一组的多个温阶间隔(17 0),每个温阶间隔(17 0)具有指示从所述多个热资源流(Hl.,Hn)共同提取的热量的输入(171)、指示共同施力口到所述多个冷资源流(Cl..Cn)的热量的输出(173， Q，-—u'， Qshw一。^)以及指示可供所述多个温阶间隔(170)中下一个之用的剩余热量的输出(175， Qs'-。put， Q,gh一s—s>;确定所述多个温阶间隔(170)的最小高输出值(min[Qs一-。'p'])和最小低输出值(min [Q-。'一]);以及响应于确定所述最小高输出值(min[Q;^-。—'])和所述最小低输出值(min[Qs'。w-一']),确定所述全局冷却能量效用间隔([Qc (minimum)，Qc (maximum)〗)。13. 如权利要求12所迷的系统(30)，其中对于多组特定最小温距值()中的每一个，执行响应于确定所述全局最小冷却能量效用间隔([Qc (minimum) ，Qc (maximum)])的操作，确定多个温阶间隔(170)、确定最小高输出值(min [Qs一-,u'])和最小低输出值(min [q)以及确定全局最小冷却能量效用间隔([Qc (minimum), Qc (max imum)])的子操作。14. 一种系统(30),用于优化具有各拥有至少一个操作属性(161,163， 165)的多个资源流0^1..化，(:1..(:11)的过程的能量回收，所述系统(30)包括能量效用建模计算机(31),所述能量效用建模计算机具有处理器(33)以及耦合到所述处理器(33)以在其中存储软件和数据库记录的存储器(35)，所述系统(30)特征在于能量效用建模程序产品(51),其存储在所述能量效用建模计算机(31)的所迷存储器(35)中，以优化所述过程的能量回收，所述程序产品(51)包含当由所迷能量效用建模计算机(31)运行时使所述计算机(31)执行如下操作的指令将至少 一 组流特定最小温距值()赋给多个热资源流(H 1. . Hn),至少 一组()中的每组内的至少其中两个值(U)彼此不同；以及，响应于赋予所述至少一组流特定最小温距值((AU)的操作，确定全局最小加热能量效用(Qh (minimum))。15. 如权利要求14所迷的系统(30),其中所迷能量效用建模程序产品(51)还包括执行如下操作的指令响应于赋予所述至少一组流特定最小温距值((AU)的操作，确定全局最小冷却能量效用(Qc (mini麵));根据多组热资源流属性值(161 ， 163， 165)和多组冷资源流属性值(161, 163， 165)来确定提供定义第一驱动力分布的最小全局最小加热能量效用(Qc (minimum))的第一组离散过程条件；以及根据所述多组热资源流属性值(161 ， 163， 165)和所述多组冷资源流属性值(161， 163, 165)来确定提供定义第二驱动力分布的最小全局最小冷却能量效用(Qc (minimum))的第二组离散过程条件。16. 如权利要求15所述的系统(30),其中所述能量效用建模程序产品(51)还包括执行如下操作的指令计算与实现第一组过程条件关联的第一能量成本要求；计算与实现第二组过程条件关联的第二能量成本要求；以及响应于确定与第一和第二过程条件关联的第一和第二能量成本要求，从第一组和第二组过程条件中选择提供最小能量成本要求的那组过程条件。17. 如权利要求16所述的系统(30),其中所述能量效用建模程序产品(51)还包括执行如下操作的指令响应于选择的那组过程条件，设计热交换器网络；以及确定与所述热交换器网络关联的资本成本。18. 如权利要求15或16所述的系统(30),其中所述能量效用建模程序产品(51)还包含执行如下操作的指令接收各自定义所述多个热资源流(H 1. . Hn)中单独的 一个流的流特定最小接近值(ALJ)的可能范围的多组值((ATJ [L:im)。19. 如权利要求18所迷的系统(30)，其中对于落入所述多个热资源流(HI.. Hn)中每一个的流特定最小接近值({ATJ [L: )的可能范围内的流特定最小接近值(AT5)的多个组合中的每一个，递增地执行确定全局最小力。热能量效用(Qh (minimum))和全局最小冷却效用(Qc (minimum))、确定第一组和第二组离散过程条件、计算与之关联的第一和第二能量成本要求以及选择提供所述最小能量成本要求的那组过程条件的操作。20. 如权利要求15-19中任一项所迷的系统(30),其中使用级联算法，执行确定全局最小加热能量效用(Qh (minimum))和全局最小冷却能量效用(Qc (minimum))的操作。21. 如权利要求14-20中任一项所述的系统(30),其中所述能量效用建模程序产品(51)还包含执行如下操作的指令接收各自定义对应的多个热资源流(Hl. . Hn)中单独的一个流的属性值(161， 163, 165)的可能范围的多组值(161， 163, 165)和各自定义对应的多个冷资源流(C1. .Cn)中单独的 一 个流的属性值(161， 163， 165)的可能范围的多组值(161,163,165)。22. 如权利要求21所述的系统(30),其中所述接收操作包含如下操作接收所述多个热资源流(H1.. Hn)中每一个和所述冷资源流(C1. . Cn)中每一个的供应温度(Ts)的下限和上限值(161),接收所述多个热资源流(HI. . Hn)中每一个和所述冷资源流(C1. . Cn)中每一个的目标温度(Tt)的下限和上限值(163)，接收所述多个热资源流(Hl. .Hn)中每一个和所述多个冷资源流(Cl. . Cn)中每一个的热容流率(FCp)的下限和上限值(165);以及接收所述多个热资源流(HI. . Hn)中每一个的流特定最小温距值的一组下限和上限值(U [L: U])。23.如权利要求14-22中任一项所述的系统(30)，其中确定全局最小加热能量效用(Qc (minimum))的操作包含如下操作响应于将至少 一组流特定最小温距值()赋给所述多个热资源流(Hl.. Hn)的操作，确定赋给所述多个热资源流(Hl.. Hn)的所述多个流特定最小温距值(ATJ)的其中一组的多个温阶间隔(170)，每个温阶间隔(170)具有指示从所述多个热资源流(Hl. . Hn)共同提取的热量的输入间隔(171)、指示共同施加到多个冷资源流(C1.. Cn)的热量的输出间隔(173， q-一'， q—。，')以及指示可供所述多个温阶间隔(170)中下一个之用的剩余热量的输出间隔(175， Qs'。—'， Qs一—确定所迷多个温阶间隔U70)的最小高输出值(min[Qshigh-一u'])和最小低输出值(min[Q^-°utpul]);以及响应于确定所迷最小高输出值(m i n [Qshh-，'})和所述最小低输出值(min [Qs'°w-°utput])的操作，确定全局最小加热能量效用间隔([Qh (minimum) ， Qh (maximum) I)。24. 如权利要求2 3所述的系统(30),其中所述多个特定最小温距值((AU )的其中 一组包含赋给所述多个热资源流(H1.. Hn)中每一个的所述多个流特定最小温距值({ALJ})的组内的每个值范围的最低范围值((线J [L]});其中所述能量效用建模程序产品(51)还包含执行如下操作的指令接收分别定义所述多个热资源流(Hl..Hn)中每一个的流特定最小接近值(Ai;J)的可能范围的多组值({AT ini [L: U]});以及其中对于多组特定最小温距值(U)中的每一个，执行确定多个温阶间隔(17 0)、确定最小高输出值(mi n [Q,g ])和最小低输出值(mi n [Q一一t])以及确定全局最小加热能量效用间隔([Qh (mi n imum)，Qh (maximum)〗)的操作。25. 如权利要求24所述的系统(30),其中第一温阶使用的所迷特定最小温距(ATfflin')的第 一值最初对于所有热资源流(HI.. Hn)都设置为0,以建立所迷过程的全局理论能量目标值。26. 如权利要求23-25中任一项所述的系统(30)，其中根据如下计算，确定所述全局最小加热能量效用间隔Qh= [Qh (mi n i mum) ， Qh (max i mum)];其中Qh (minimum) =ABS Min{ Min[ Qs ul]， 0.0};Qh (maximum) =ABS Min{ Min[ Qs'~]， o. 0 };其中<formula>formula see original document page 8</formula><formula>formula see original...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·B·诺雷尔丁，A·S·阿西里，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，阿拉姆科服务公司，
类型：发明
国别省市：SA
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