钢铁企业副产煤气动态优化调度问题的研究

【摘要】：副产煤气是钢铁企业中最重要的二次能源之一,约占企业二次能源总量的三分之一。借助有效手段科学合理地调度钢铁企业的富余煤气资源,对降低吨钢能耗、减少煤气放散、提高企业效益以及改善环境都具有十分重要的意义。本论文系统地分析了钢铁企业煤气系统生产、消耗、缓冲的过程以及特性,针对其特点建立煤气动态优化调度的数学模型并利用软件ILOG进行编程求解,为钢铁联合企业煤气合理利用、优化分配提供理论依据和分析工具。主要研究内容如下： 1.分析了钢铁企业煤气系统特性。本文将钢铁企业煤气系统分为副产煤气产出、消耗和缓冲单元三个部分。煤气产出特性主要介绍煤气的物理化学性质,并分析了影响高炉、焦炉、转炉煤气生产的事件与设备状态,建立不同状态下煤气产出的动态模型；消耗特性主要分析了钢铁企业各煤气用户消耗煤气的特点,建立了煤气消耗动态模型；缓冲用户特性分析了煤气缓冲用户的作用。通过对钢铁企业煤气生产、分配、使用等环节的深入了解,分析了钢铁企业煤气系统的生产及煤气在主生产工序、辅助工序的利用情况。 2.建立钢铁企业煤气动态优化调度模型。本文在理论分析基础上,对钢铁企业实际情况进行简化,考虑与煤气系统密切相关的电力和动力煤的需求以及煤气放散等因素,综合启发式规则和用户分类的思想建立钢铁企业煤气动态优化调度模型。该模型在一定的约束条件下,实现对煤气波动量进行动态调节,以达到迅速调节煤气波动量平衡管网压力为目的。 3.利用ILOG求解模型并进行结果讨论。本文根据所建立的动态优化调度模型结合某钢铁企业实际数据,使用ILOG软件编程进行求解,通过讨论所求结果以及与实际生产数据对比,验证了模型的可行性和准确性,更好地实现模型对煤气系统的动态优化调度功能。 【关键词】：钢铁企业 煤气系统 调度 动态优化 节能
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TF089
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 文献综述10-18
• 1.1 选题背景及研究意义10-11
• 1.2 钢铁企业煤气调度的研究进展11-16
• 1.2.1 煤气调度相关概念11-12
• 1.2.2 常用煤气调度方法12-13
• 1.2.3 煤气优化调度模型的研究13-15
• 1.2.4 钢铁企业能源中心的建立15-16
• 1.2.5 我国钢铁企业煤气利用和优化调度现状16
• 1.3 本文主要研究内容16-18
• 第2章 钢铁企业煤气系统分析18-32
• 2.1 钢铁企业生产工艺介绍18-21
• 2.2 煤气发生特性分析21-26
• 2.2.1 焦炉煤气发生特性分析21-22
• 2.2.2 高炉煤气发生特性分析22-24
• 2.2.3 转炉煤气发生特性分析24-26
• 2.3 煤气消耗特性分析26-32
• 2.3.1 焦化厂26-27
• 2.3.2 烧结厂27-28
• 2.3.3 炼铁厂28-29
• 2.3.4 炼钢厂29
• 2.3.5 轧钢厂29-30
• 2.3.6 缓冲用户30-32
• 第3章 煤气动态调度模型的建立32-44
• 3.1 煤气优化调度过程特点32-33
• 3.2 动态规划33-37
• 3.2.1 动态规划简介33-34
• 3.2.2 采用动态规划的原因34-35
• 3.2.3 动态规划方法的运用35-37
• 3.3 数学描述37-42
• 3.3.1 问题描述37
• 3.3.2 模型的假设37-38
• 3.3.3 目标函数的确定38-40
• 3.3.4 约束条件40-42
• 3.4 小结42-44
• 第4章 煤气动态优化模型的应用与求解44-60
• 4.1 ILOG OPL Studio软件概述44-45
• 4.2 模型的应用45-54
• 4.2.1 煤气用户45-48
• 4.2.2 软硬件仿真环境48
• 4.2.3 计算文件设计48-49
• 4.2.4 优化模型49-54
• 4.3 计算与讨论54-57
• 4.3.1 优化结果分析54-55
• 4.3.2 企业自发电与外购电的比较55-56
• 4.3.3 煤气柜柜位优化结果56-57
• 4.3.4 生产工况改变后的煤气动态优化分配57
• 4.4 小结57-60
• 第5章 总结与展望60-62
• 5.1 总结60
• 5.2 研究展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66

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