鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣調(diào)度優(yōu)化研究

【摘要】：鋼鐵行業(yè)能源消耗量巨大,其能耗占全國總能耗的15%左右,降低鋼鐵企業(yè)能耗是確保鋼鐵行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。副產(chǎn)煤氣作為鋼鐵企業(yè)重要的二次能源,可提供其30%左右的能源需求,鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣的回收情況和利用效率直接影響著鋼鐵企業(yè)的能耗量。目前,我國多數(shù)鋼鐵企業(yè)的副產(chǎn)煤氣放散量大、利用效率低,導(dǎo)致了嚴重的能源浪費和環(huán)境污染。因此,全面分析鋼鐵企業(yè)的副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)特點和運行狀況,科學(xué)制定副產(chǎn)煤氣產(chǎn)消分配方案,減少放散量,提高利用效率,對降低鋼鐵企業(yè)總能耗和改善環(huán)境都有著重要的意義。鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣產(chǎn)消環(huán)節(jié)眾多,副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制定科學(xué)的副產(chǎn)煤氣產(chǎn)消分配方案,需要從整體出發(fā),結(jié)合實際經(jīng)驗規(guī)則,建立數(shù)學(xué)規(guī)劃模型,對副產(chǎn)煤氣進行調(diào)度優(yōu)化。 本文詳細分析了鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣的特性,副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)各組成部分的作用及其運行特點；闡述了副產(chǎn)煤氣產(chǎn)消波動是造成放散量大,利用效率低的主要原因；引出了副產(chǎn)煤氣調(diào)度優(yōu)化的重要性及目標。 基于對副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)的全面分析,本文提出了一種副產(chǎn)煤氣調(diào)度優(yōu)化方法。首先,對副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)進行合理的抽象與簡化,選擇合適的調(diào)度單元,根據(jù)調(diào)度單元和管網(wǎng)結(jié)構(gòu),建立副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)拓撲圖,得到副產(chǎn)煤氣管網(wǎng)連接信息。其次,根據(jù)副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)各組成部分的作用和實際副產(chǎn)煤氣的產(chǎn)消平衡經(jīng)驗規(guī)則,提出了副產(chǎn)煤氣產(chǎn)消計劃模型和多周期調(diào)度模型。副產(chǎn)煤氣產(chǎn)消計劃模型關(guān)注一段較長時期內(nèi)的副產(chǎn)煤氣供應(yīng)、需求量是否平衡,副產(chǎn)煤氣分配是否能夠進一步優(yōu)化,其調(diào)度優(yōu)化結(jié)果可輔助生產(chǎn)計劃的制定,發(fā)掘整個鋼鐵企業(yè)的副產(chǎn)煤氣的利用潛力,在增設(shè)或改造副產(chǎn)煤氣產(chǎn)消分配環(huán)節(jié)之前做系統(tǒng)級的預(yù)測。副產(chǎn)煤氣多周期調(diào)度模型把調(diào)度時長劃分為多個時間段,全面考察多個時間段的副產(chǎn)煤氣產(chǎn)消波動狀況,做到有效地應(yīng)對副產(chǎn)煤氣波動,減少放散和提高利用效率。最后,以產(chǎn)消計劃模型和多周期調(diào)度模型為核心,給出了本文所提出的副產(chǎn)煤氣調(diào)度優(yōu)化方法的執(zhí)行步驟。 以某鋼鐵企業(yè)的實際副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)和產(chǎn)耗數(shù)據(jù)為例,對本文所提出的兩種副產(chǎn)煤氣調(diào)度優(yōu)化模型的有效性和優(yōu)化性進行了驗證。以能夠為鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣調(diào)度人員提供決策支持為目的,本文最后設(shè)計了鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣調(diào)度優(yōu)化軟件系統(tǒng),實現(xiàn)本文所提出的副產(chǎn)煤氣調(diào)度優(yōu)化方法,并從系統(tǒng)結(jié)構(gòu),模塊功能,系統(tǒng)實現(xiàn)三個方面對此系統(tǒng)進行了介紹。 【關(guān)鍵詞】：副產(chǎn)煤氣 調(diào)度優(yōu)化 產(chǎn)消計劃模型 多周期調(diào)度模型 系統(tǒng)設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TK018
【目錄】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3 現(xiàn)存的主要問題18-19
• 1.4 本文的主要工作19-22
• 第二章 鋼鐵企業(yè)煤氣系統(tǒng)分析22-36
• 2.1 副產(chǎn)煤氣22-25
• 2.1.1 高爐煤氣22-24
• 2.1.2 焦爐煤氣24-25
• 2.1.3 轉(zhuǎn)爐煤氣25
• 2.2 煤氣系統(tǒng)25-30
• 2.2.1 煤氣管道27
• 2.2.2 煤氣發(fā)生源27
• 2.2.3 煤氣用戶27-28
• 2.2.4 煤氣柜28-29
• 2.2.5 煤氣加壓站29
• 2.2.6 煤氣混合站29-30
• 2.3 煤氣產(chǎn)消波動30-32
• 2.3.1 煤氣發(fā)生量的波動30-31
• 2.3.2 煤氣消耗量的波動31-32
• 2.4 煤氣調(diào)度優(yōu)化目標32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-36
• 第三章 煤氣調(diào)度優(yōu)化方法36-58
• 3.1 煤氣調(diào)度單元36-38
• 3.2 煤氣產(chǎn)消計劃模型38-46
• 3.2.1 變量設(shè)定38-39
• 3.2.2 目標分析39-40
• 3.2.3 約束分析40-46
• 3.3 煤氣多周期調(diào)度模型46-54
• 3.3.1 時段分析48
• 3.3.2 變量設(shè)定48-49
• 3.3.3 目標分析49-52
• 3.3.4 約束分析52-54
• 3.4 煤氣調(diào)度優(yōu)化執(zhí)行步驟54-56
• 3.5 本章小結(jié)56-58
• 第四章 鋼鐵企業(yè)煤氣調(diào)度優(yōu)化實例仿真58-78
• 4.1 實例調(diào)度單元59-60
• 4.2 煤氣產(chǎn)消計劃實例分析60-63
• 4.3 煤氣多周期調(diào)度實例分析63-76
• 4.4 本章小結(jié)76-78
• 第五章 煤氣調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計78-88
• 5.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)78-80
• 5.2 模塊功能及實現(xiàn)80-86
• 5.3 本章小結(jié)86-88
• 第六章 總結(jié)與展望88-90
• 6.1 工作總結(jié)88-89
• 6.2 研究展望89-90
• 參考文獻90-94
• 致謝94-96
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的項目96-97
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表97

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