钢铁企业副产煤系统优化调度研究_孔海宁著_9787514171471

　　钢铁行业是我国支柱型产业，近年来在国家政策的拉动下发生了飞速发展。同时，它也是能源密集型产业，消耗的能源占全国能源总消耗量的15%。因此，如何提高能源利用效率，降低能源浪费成为钢铁企业一个亟待解决的问题。其中副产煤气的综合利用是节能降耗的关键突破口。
　　副产煤气是钢铁企业在生产过程中产生的重要二次能源，占钢铁企业总能源消耗的30%，其优化调度对于整个企业节能降耗发挥重大作用。但是，目前关于副产煤气优化调度的研究还处于起步阶段，因此对该课题的研究意义更加重大。
　　在此背景下，《钢铁企业副产煤系统优化调度研究》以钢铁企业副产煤气系统为研究对象，对其优化调度建模进行了深入研究，并将建立的优化模型应用于我国K钢铁企业，达到了降低钢铁企业能源消耗、减少生产成本的目的。

　　钢铁行业是我国支柱型产业，近年来在国家政策的拉动下发生了飞速发展。同时，它也是能源密集型产业，消耗的能源占全国能源总消耗量的15%。因此，如何提高能源利用效率、降低能源浪费成为钢铁企业一个亟待解决的问题。其中副产煤气的综合利用是节能降耗的关键突破口。
　　副产煤气是钢铁企业在生产过程中产生的重要二次能源，占钢铁企业总能源消耗的30%，其优化调度对于整个企业节能降耗发挥重大作用。但是，目前关于副产煤气优化调度的研究还处于起步阶段，因此对该课题的研究意义更加重大。
　　在此背景下，本书以钢铁企业副产煤气系统为研究对象，对其优化调度建模进行了深入研究，并将建立的优化模型应用于我国K钢铁企业，达到了降低钢铁企业能源消耗、减少生产成本的目的。主要研究成果包括以下几方面内容：
　　（1）在对钢铁企业副产煤气系统进行深入、详细描述分析的基础上，提出了适用于钢铁企业副产煤气系统的“三系统两层面”框架。“三系统”是指根据副产煤气的工艺流程，把整个副产煤气系统划分成三个相互关联的子系统，分别定义为存储系统、产消系统和转化系统。其中产消系统中的用户根据它们消耗煤气的不同特点分为两大类。第一类是只消耗某一种煤气的用户，这类用户的煤气消耗量无法人为进行优化调度；第二类是可以混烧两种以上煤气或者其他燃料的用户，这类用户和存储系统、转化系统的用户构成的集成系统是本研究优化调度的对象。“两层面”是指在对系统建立优化调度模型的目标函数中，要综合考虑显性成本和隐性成本两方面因素。
　　（2）针对三种副产煤气的发生机理复杂、影响因素众多的特点，选取ARMA时间序列模型对三种煤气的产生量进行建模预测，通过算例分析验证，得到了较高的预测精度。用此模型的预测结果作为优化系统的输入值。
　　（3）对产消系统中只消耗某一种煤气用户的消耗量进行建模预测。根据消耗用户的不同特点将其分为四类。分别采用时间序列方法、基于Levenberg-Marquardt（LM）算法的BP神经网络方法、平滑指数法和线性回归法对其消耗的煤气量进行建模预测，通过算例分析验证，得到了较高的预测精度。用此模型的预测结果作为优化系统的输出值。
　　（4）建立了钢铁企业副产煤气系统动态优化调度模型。选取副产煤气系统生产成本最小化为目标函数，充分考虑影响副产煤气系统生产成本的所有因素，包括外购燃料成本、副产煤气的放散成本、副产煤气柜煤气量波动成本以及锅炉操作成本等；以物料守恒、能量守恒、设备操作要求等作为约束条件；采用混合整数线性规划模型建模，对副产煤气系统进行优化调度。实证分析中，将建立的优化模型应用我国K钢铁企业，节省30%的生产成本。

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