钢铁企业副产煤气系统优化研究

钢铁企业副产煤气系统是钢铁企业能源系统的主要部分,通过建立模型,并设立目标函数、约束条件及相关参数,利用GAMS软件计算煤气的最优配比以达到煤气平均热效率的最大化.     

钢铁企业安装屋顶分布式光伏发电的可行性

对于耗电量大但屋顶资源丰富的钢铁企业,建设光伏电站不仅可以实现能源的就近高效利用,还可以降低环境污染。为了说明钢铁行业安装光伏的可行性,以大型钢铁企业为例,设计该企业安装分布式光伏发电的可行性方案。结果表明,该企业可安装15 MW的光伏发电站,年平均发电量为1 760.1万kW·h,年节约标煤7 040.4t,减少污染物碳排放4 787.5t/a,CO2排放17 548.2t/a,项目投资回收期为7年,具有良好的投资潜力。     

钢铁生产过程富余煤气动态优化分配模型

基于混合整数线性规划,以操作成本最小为目标函数建立了富余煤气优化分配模型.与前人的优化模型相比,本文模型选取了较短的时间步长,并考虑了锅炉权重因子及煤气柜权重因子对优化结果的影响.根据国内某钢铁企业生产数据进行计算,发现优化结果对煤气柜权重因子和锅炉权重因子敏感,因此合理确定煤气柜权重因子和锅炉权重因子十分重要.优化模拟计算与现场经验调度的结果相比,降低了煤气柜储气量波动,提高了锅炉45.9%的发电量,煤气系统运行稳定性增强.      

热风炉煤气消耗量中期预测模型

在钢铁生产过程中,副产煤气占钢铁企业总能耗的40%,因此,准确预测副产煤气的消耗量可以为钢铁企业煤气系统的优化调度提供科学的指导。热风炉是副产煤气系统的最大用户之一,由于工作周期频繁调整导致副产煤气消耗量波动剧烈,预测难度较大。针对现有预测模型预测提前量较短的问题,建立了基于时间序列的BP神经网络预测模型,在保证较高的预测精度的前提下将预测提前量延长至30 min。以现场采集的热风炉煤气数据作为数据样本进行实例分析,发现训练样本为2 000组、预测样本为30组时预测效果最好,平均误差绝对值可达4.04%。此外,还对不同预测模型进行对比,结果表明本模型最适合热风炉煤气消耗量的中期预测。     

4747m~3高炉卷焊型风口数值模拟及结构改进

风口前端深入高炉内部,其工作环境恶劣,极其容易损坏.为了得到卷焊型风口本体的温度场和冷却水流场,本文利用计算流体力学软件对其进行数值模拟计算.通过模拟发现风口前端Ⅰ水室内存在冷却水流动死区,随后分别讨论了改变流量和优化风口结构对缓解死区的影响.     

钢铁企业副产煤气短周期优化调度模型

 在钢铁生产过程中,消耗的煤炭大约34%会转化为副产煤气。为了提高副产煤气能源利用率,以钢铁企业副产煤气系统为研究对象,利用混合整数线性规划法（mixed integer linear programming,MILP）,以操作成本最小化为目标函数,以物料平衡、能量平衡、设备操作参数限制等为约束条件建立富余煤气优化调度模型。与前人的模型相比,对锅炉模型进行改进,不仅提高锅炉模型的调节精度,而且更接近实际情况。此外,为了研究煤气柜和锅炉稳定性,引入煤气柜总标准偏移量（sum of standard deviation volume,[SSDV）]惩罚因子和锅炉总改变量（sum of switching percentage,[SSP）]惩罚因子,并用帕雷托最优法理论确定出最佳的[SSDV]和[SSP。]结果表明,新的优化模型能很好地降低煤气柜和锅炉的波动,维持煤气系统的平稳运行。     

钢铁工业多介质能源系统优化调度模型研究综述及展望

副产煤气、蒸汽和电力是钢铁生产流程重要的二次能源。随着“双碳”政策的推进，钢铁工业对以煤气、蒸汽和电力为主的多介质能源系统进行精细化管理的需求日益突出，以达到控制生产成本和节能减排的目的。然而，由于各能源介质产生和消耗的复杂性和分散性，建立一个全面、合理的调度模型至关重要。另外，近年来，光伏、风电等可再生能源技术的发展为钢铁工业能源低碳转型提供了新途径。首先，简介了多介质能源系统，涉及煤气柜和锅炉等缓冲设备；其次，通过对能源调度模型的分类，分析了各种调度模型的研究特点，并梳理了研究成果；最后，分析了钢铁工业引入可再生能源后的能源系统特点，引入钢铁工业多能源微电网的概念，为后续研究提供了思路，以促进钢铁工业节能低碳发展。