钢铁企业副产煤气调度优化研究

【摘要】：钢铁行业能源消耗量巨大,其能耗占全国总能耗的15%左右,降低钢铁企业能耗是确保钢铁行业可持续发展的重要举措。副产煤气作为钢铁企业重要的二次能源,可提供其30%左右的能源需求,钢铁企业副产煤气的回收情况和利用效率直接影响着钢铁企业的能耗量。目前,我国多数钢铁企业的副产煤气放散量大、利用效率低,导致了严重的能源浪费和环境污染。因此,全面分析钢铁企业的副产煤气系统特点和运行状况,科学制定副产煤气产消分配方案,减少放散量,提高利用效率,对降低钢铁企业总能耗和改善环境都有着重要的意义。钢铁企业副产煤气产消环节众多,副产煤气系统结构复杂,制定科学的副产煤气产消分配方案,需要从整体出发,结合实际经验规则,建立数学规划模型,对副产煤气进行调度优化。 本文详细分析了钢铁企业副产煤气的特性,副产煤气系统各组成部分的作用及其运行特点；阐述了副产煤气产消波动是造成放散量大,利用效率低的主要原因；引出了副产煤气调度优化的重要性及目标。 基于对副产煤气系统的全面分析,本文提出了一种副产煤气调度优化方法。首先,对副产煤气系统进行合理的抽象与简化,选择合适的调度单元,根据调度单元和管网结构,建立副产煤气系统拓扑图,得到副产煤气管网连接信息。其次,根据副产煤气系统各组成部分的作用和实际副产煤气的产消平衡经验规则,提出了副产煤气产消计划模型和多周期调度模型。副产煤气产消计划模型关注一段较长时期内的副产煤气供应、需求量是否平衡,副产煤气分配是否能够进一步优化,其调度优化结果可辅助生产计划的制定,发掘整个钢铁企业的副产煤气的利用潜力,在增设或改造副产煤气产消分配环节之前做系统级的预测。副产煤气多周期调度模型把调度时长划分为多个时间段,全面考察多个时间段的副产煤气产消波动状况,做到有效地应对副产煤气波动,减少放散和提高利用效率。最后,以产消计划模型和多周期调度模型为核心,给出了本文所提出的副产煤气调度优化方法的执行步骤。 以某钢铁企业的实际副产煤气系统和产耗数据为例,对本文所提出的两种副产煤气调度优化模型的有效性和优化性进行了验证。以能够为钢铁企业副产煤气调度人员提供决策支持为目的,本文最后设计了钢铁企业副产煤气调度优化软件系统,实现本文所提出的副产煤气调度优化方法,并从系统结构,模块功能,系统实现三个方面对此系统进行了介绍。 【关键词】：副产煤气 调度优化 产消计划模型 多周期调度模型 系统设计
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TK018
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 研究现状13-18
• 1.3 现存的主要问题18-19
• 1.4 本文的主要工作19-22
• 第二章 钢铁企业煤气系统分析22-36
• 2.1 副产煤气22-25
• 2.1.1 高炉煤气22-24
• 2.1.2 焦炉煤气24-25
• 2.1.3 转炉煤气25
• 2.2 煤气系统25-30
• 2.2.1 煤气管道27
• 2.2.2 煤气发生源27
• 2.2.3 煤气用户27-28
• 2.2.4 煤气柜28-29
• 2.2.5 煤气加压站29
• 2.2.6 煤气混合站29-30
• 2.3 煤气产消波动30-32
• 2.3.1 煤气发生量的波动30-31
• 2.3.2 煤气消耗量的波动31-32
• 2.4 煤气调度优化目标32-33
• 2.5 本章小结33-36
• 第三章 煤气调度优化方法36-58
• 3.1 煤气调度单元36-38
• 3.2 煤气产消计划模型38-46
• 3.2.1 变量设定38-39
• 3.2.2 目标分析39-40
• 3.2.3 约束分析40-46
• 3.3 煤气多周期调度模型46-54
• 3.3.1 时段分析48
• 3.3.2 变量设定48-49
• 3.3.3 目标分析49-52
• 3.3.4 约束分析52-54
• 3.4 煤气调度优化执行步骤54-56
• 3.5 本章小结56-58
• 第四章 钢铁企业煤气调度优化实例仿真58-78
• 4.1 实例调度单元59-60
• 4.2 煤气产消计划实例分析60-63
• 4.3 煤气多周期调度实例分析63-76
• 4.4 本章小结76-78
• 第五章 煤气调度优化系统设计78-88
• 5.1 系统结构78-80
• 5.2 模块功能及实现80-86
• 5.3 本章小结86-88
• 第六章 总结与展望88-90
• 6.1 工作总结88-89
• 6.2 研究展望89-90
• 参考文献90-94
• 致谢94-96
• 攻读硕士学位期间参与的项目96-97
• 学位论文评阅及答辩情况表97

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