Optimal Multi-Plant HEN Retrofit Designs and Benefit Allocation Plans

摘要

近幾年在氣候變遷與環境汙染的情況下，有效的能源利用已成為一項重要的研究議題，而廠際熱整合則為其中一個有效的解決方式。一般而言，工業園區中已存在的工廠大多為不同時間所設立，且均已配置屬於各自廠內的最適化熱交換網路(heat exchanger network HEN)，為了進一步提升工業園區的整體能源使用效率，故本研究發展出多廠熱交換網翻修設計的方法。另外，由於求解混合整數非線性規劃模型之目標為最大年總成本節省(total annual cost saving TACS)，若各廠所分配之收益不符合公平性與合理性，其多廠熱交換網路設計方案即可能無法實現。為了解決此一利益分配問題，本研究採用兩階段方法分別產生最適化之多廠熱交換網路翻修設計與相應之利益分配方案。第一階段為透過直接或間接廠際熱整合方法產生基於三種不同翻修策略之多廠熱交換網路翻修設計。接著在第二階段計算基於合作賽局理論的相關指標，即核(core)、夏普利值(Shapley value)和風險夏普利值(risk-based Shapley value)。其中，夏普利值提供一個基於各廠平均邊際貢獻之利益分配方案，風險夏普利值則額外考慮了聯盟中潛在工廠停工所造成之風險損失，而各分配方案之可行性則可透過核以進行進一步檢驗。最後，本論文會以三廠案例詳細說明本研究所提出之方法。

獎項日期	2020
原文	English
監督員	Chuei-Tin Chang (Supervisor)