سنتز شبكه تبادلگر‌هاي حرارتي با استفاده از تركيب يك الگوريتم اكتشافي با يك الگوريتم قطعي

Synthesis of Heat Exchanger Networks Using Combination of Stochastic and Deterministic Algorithms

يكي از مسايل مهمي كه در بهينه كردن هزينه‌هاي يك فرايند نقش عمده‌اي دارد، بهينه كردن ميزان مصرف واحد پشتيباني (بخار و آب سرد) است. با اين هدف شبكه تبادلگر‌هاي حرارتي در يك فرايند مورد بررسي قرار مي‌گيرد. براي اين منظور از ديرباز روش‌هاي متعددي ارايه شده كه مهم‌ترين آن‌ها روش پينچ است. الگوريتم‌هاي اكتشافي نيز اخيراً براي اين هدف مورد استفاده زيادي قرار گرفته‌اند. در اين پژوهش، تركيب الگوريتم تصادفي اجتماع مورچگان و يك الگوريتم قطعي براي پيدا كردن شبكه تبادلگر‌هاي حرارتي بهينه ارايه شده است. الگوريتم اجتماع مورچگان از ابتدا به‌منظور بهينه‌سازي مسايل گسسته معرفي شد و در اين پژوهش نيز از آن در همين جهت استفاده شده است. براي به اثبات رساندن كارايي روش ارايه‌شده دو مسيله نمونه مورد بررسي قرار گرفته‌اند‌ و نتايج به‌دست‌آمده توسط الگوريتم پيشنهادي با داده‌هاي مقالات مقايسه شده است.

The optimization of the utility consumption (steam and cooling water) is an important part for the optimization of process operating cost. To this end, the heat exchanger networks (HEN) are investigated in a process manner. Different approaches are presented for the synthesis of HEN where stochastic algorithms have received more attention recently. In this paper, a combination of Ant Colony Optimization (ACO)-- as a stochastic algorithm-- and Nelder-Mead simplex algorithm-- as a deterministic algorithm-- are used for the optimization of heat exchanger networks. ACO was presented originally for problems with discrete variables, and it is used here in the same way. To prove the effectiveness of the presented method, two case studies are undertaken, and their results are compared with that of other methods.