钢铁企业煤气-蒸汽-电力多介质管理模式研究与实践

钢铁企业煤气-蒸汽-电力介质相互关联并转化，其总能量占钢铁企业全部能源消耗的70%以上，如何高效管理钢铁生产过程中煤气-蒸汽-电力之间的耦合关系以及优化生产过程中多种介质平衡，使有限的能源更加高效、合理分配和利用，已成为钢铁企业降本增效的重点研究方向。基于唐钢公司煤气-蒸汽-电力多介质耦合管理实例，结合多项能源介质的平衡分配与调度优化技术应用实践，为钢铁企业降本增效、应对能源紧张和环境治理提供借鉴和参考。     

钢铁企业煤气-蒸汽-电力系统复合调度方法

钢铁企业生产过程中煤气、蒸汽和电力的供需实时变化,尤其在钢铁企业发生异常工况时,能源介质的产耗会发生较大的波动.为了解决调度方案的全局优化性和易操作性之间的矛盾,在综合分析启发式规则调度和线性规划调度两种方法针对异常工况条件对能源介质调度优劣的基础上,提出一种"规则+模型"复合调度方法.结果表明,复合调度方法将两种方法...     

钢铁企业轧制计划与能源调度协同优化

钢铁企业物质流网络与能量流网络的协同优化是实现钢铁行业高层次系统节能的关键。钢铁企业在不同工况下煤气的富余量以及蒸汽和电力需求量不同,轧制工序(含加热炉)作为电力和煤气消耗大户,轧制计划的改变会影响能量流网络中能源介质的分配和调度。提出了钢铁流程物质流与能量流协同优化方法,在分时电价的条件下,利用启发式规则调度方法对一天内的轧制单元进行合理的排程,然后用线性规划方法以系统运行能源成本最小为目标函数,建立钢铁企业煤气 蒸汽 电力系统不同工况下的耦合优化调度模型。通过LINGO求解出模型的最优解,得到了轧制单元的最优排程以及不同工况下煤气、蒸汽、电力的最优实时生产调度方案,用于指导实际生产。利用S钢厂实际数据进行实例分析,得出的调度方案可实现煤气 蒸汽 电力系统的最优化分配,系统运行的能源成本降低8.54%,验证了模型的有效性。     

钢铁企业煤气-蒸汽-电力系统耦合优化调度

钢铁企业在不同工况下煤气的富余量以及蒸汽和电力需求量不同,为了获得最大的经济效益,需要针对不同工况条件进行煤气-蒸汽-电力系统的实时优化调度。基于线性规划,以系统运行能源成本最小为目标函数,建立钢铁企业煤气-蒸汽-电力系统不同工况下的耦合优化调度模型。模型的调度间隔为5 min,通过LINGO求解出模型的最优解,得到不同工况下煤气、蒸汽、电力的最优实时生产调度方案,用于指导实际生产。利用S钢铁企业实际数据进行实例分析,得出的调度方案可实现煤气-蒸汽-电力系统的最优化分配,降低系统运行的能源成本,验证了模型的有效性。     

基于能源网络节点输入输出模型的能量流动态仿真

建立能量流网络节点输入输出动态模型是从系统和全局角度了解节能降耗环节及进行多介质协调优化的关键。从能量流网络结构出发,以冶金流程工程学为理论基础,研究了能量流网络中主工序生产单元节点的消耗回收模型、能源单元节点的生产消耗模型。以某钢铁企业实际数据为基础,进行了能量流网络节点输入输出动态仿真,仿真结果表明所建立的能量流网络节点模型误差较小,可有效模拟实际钢铁企业能源调配。所做研究对企业进行计划排产,不同工况下的调度分配具有指导意义。     

钢铁企业能源优化调度模型及应用

钢铁企业能源调度问题是一个多介质耦合、多工况叠加、多时段统筹的复杂问题。调度工作包含两个层面,一层是当工况发生变化造成管网压力过高或过低时,通过改变可调用户(发生源)的使用(发生)量,使系统重新回到平衡状态,保证系统安全;另一层是利用机组效率差异和峰谷电价差,调整不同时段发电机组的煤气分配使发电效益最大化。本文提出将工况变化引起的各时段能源富余或缺口量预测值作为输入,同时考虑峰谷时段的电价差别,建立多时段混合整数规划数学模型,进行能源优化调度。结果表明:所建立的优化调度模型能够针对各时段能源富余或缺口量给出平衡方案,保证系统安全,同时对峰平谷时段煤气进行移谷填峰发电,使发电效益最大化。     

能源中心技术在酒钢的应用

能源的稳定供给是保证钢铁企业正常生产的必备条件之一 ,新组建的酒钢能源中心实现了全公司能源系统的集中统一监视、调度和管理 ,保证了能源系统的安全、稳定、高效运行 ,每年可节能 3 %～ 5 % ,为实现钢铁企业能源系统的现代化管理提供了一种新途径。     

永钢能源管理系统及优化

钢铁企业作为高能耗企业,节能减排一直是企业建设的重要议题,能源管理系统(EMS)采用了现代自动化及信息化技术、节能调度技术、以客观信息为依据的基本能源管理技术等先进技术和理念,对钢铁企业的节能降耗和提高能源管理水平都具有显著的效果。以永钢集团有限公司为例,研究了永钢能源管理系统的结构、功能等;在永钢能源管理系统的使用中不断优化整合,根据永钢的能源特点进行自主创新,开发多介质关联的能源调度简约操作系统;将煤气、电力、蒸汽等介质关联监控,并增加数据语音播报预警功能,再结合专项调度方案防止顾此失彼。     

企业能源管理系统EMS应用与展望

介绍了钢铁企业采用自动化、信息化技术建立能源管理系统及调度中心的作用,提出从能源数据采集、过程监控、能源介质消耗分析、能耗管理等过程自动化、高效化、科学化管理,使能源管理与能源生产、使用的全过程有机结合起来,使之能够运用先进的数据处理与分析技术,进行生产分析与管理,包括能源生产管理统计报表、平衡分析、实绩管理、预测分析等。建议实现全厂能源系统的统一调度、优化能源介质平衡、最大限度地高效利用能源,提高环保质量、降低能源消耗,达到节能降耗和提升整体能源管理水平的目的。     

钢铁企业能源介质预测模型及应用

煤气、蒸汽等能源介质是钢铁企业重要的二次能源,提高这些能源的利用率、减少放散是钢铁企业节能减排的方法之一。钢铁生产过程复杂、影响因素众多,能源介质的供需呈现动态变化,如果能够提前预测煤气、蒸汽等能源介质的供需不平衡状况,预先进行调控,将大幅度降低能源介质的不必要放散。因此,本文提出一种基于设备工况组合的能源预测方法,用于解决多种复杂工况的能源预测问题。应用结果表明,利用该方法能够获得较为准确的预测数据,为生产优化调度提供依据,提高能源利用效率。     

不同生产负荷下副产煤气调度建模和仿真

钢铁企业不同的生产负荷会影响副产煤气的产生量和消耗量,为了获得更大的经济效益,需要针对钢铁企业不同的生产负荷,对缓冲设备的副产煤气消耗进行优化分配。基于线性规划,以系统运行成本最小为目标函数,建立钢铁企业不同生产负荷下的副产煤气调度模型。利用Visual Studio 2013平台开发了副产煤气调度仿真系统,通过对高炉在不同生产负荷下的生产实例仿真,验证了模型的有效性。     

钢铁企业能源中心的现状与发展趋势

钢铁企业能源中心在概念上包含管理思想、信息系统、管理系统三个层次,现已进入到全面建设阶段,并形成了新厂能源中心、老厂能源中心、生产与能源综合管控三种模式。当前能源中心建设的关键技术是安全保障、无人值守、能量流网络、数据融合、预测调度等技术,而未来能源中心建设应重点研究基于工作流驱动的标准化管理,物质流、能量流、排放流信息的融合,多介质协调调度模型,以及基于地理信息系统（GIS）的信息综合集成技术,充分挖掘能源中心的系统节能潜力。     

钢铁企业智慧能源管控系统开发与实践

 能源管控系统是国家工信部推出的节能减排先进适用技术之一,也是企业实现能源精细化管理的重要措施。综述了钢铁企业能源管控系统的现状和存在的问题,并对未来发展进行了展望。针对能源管控系统核心功能展开进一步分析,从基础能源管理到能效分析与评价、能源供需预测与优化分配、多能源介质耦合优化调度及辅助决策,以及碳排放分析等核心功能,旨在推进中国钢铁工业能源管控系统的进一步完善,促进智能化、绿色化发展,更好地发挥能源精细化管理作用,为企业节能减排做出更大贡献。     

基于大系统思想的钢铁企业煤气优化调度问题探讨

能源优化调度问题比较复杂,各方研究者往往是根据具体课题和具体厂家、在各自有限的范围内建模分析.本文以钢铁企业的主要副产能源煤气作为考察对象,归纳总结煤气优化调度规律,并结合钢厂实际和生产工艺建立了数学规划模型.最后以某钢铁企业为背景,用实验证明了该模型能很好地按照目标函数对煤气进行有效调度,实现煤气放散量最少和能源成本最小.     

钢铁企业蒸汽动力系统多目标优化

随着能源短缺与环境污染问题日益紧迫,钢铁企业所面临的节能减排压力也越来越大,合理的生产方案对降低企业运行成本、减少污染物排放起着重要的作用。文章针对钢铁企业蒸汽动力系统,采用锅炉效率非线性拟合公式和汽轮机分解模型,综合考虑能源设备、分时电价和污染物排放等因素,建立了钢铁企业蒸汽系统的多目标非线性规划(MONLP)模型。该模型采用改进增广ε-约束法(AUGMECON2)对经济成本和环境成本统筹优化,并从得到的Pareto优化解中获得总成本最低的生产方案。通过对比和分析两种污染物收费标准下的优化调度方案,验证了模型的实用性。     

Grey能源预测模型的研究及应用

根据钢铁企业能源发生和使用的特点,在能源管理系统的基础上,建立了能源预测动态数学模型,并对首钢京唐钢铁公司高炉煤气系统进行了实例计算。实验结果表明:在企业完全正常生产的情况下,对能源系统的发生和使用预测,取得满意的效果。并且模型还可展现调度方案的效果,为调度方案的评估提供参考。     

济钢能源管控中心架构及功能实现

分析了钢铁行业建设能源管控中心的背景及必要性,介绍了济南钢铁股份有限公司建设能源管控中心的架构思路,对能源管控中心的能源数据采集与监控、能源预测和优化模型应用、能源生产调度运行管理、能源供需计划与成本统计以及能源决策支持等功能的实现进行了简要描述。建立能源管控中心是钢铁企业通过系统化节能减排降低企业能耗的重要手段。在总结能源管控中心的建设经验和体会的同时,对能源管控中心的深化应用及发展方向提出了相关建议。     

低碳环境下钢铁企业燃气系统动态平衡调度仿真

在"节能减排、降本增效"的大背景下,从碳素流视角切入,在煤气介质预测基础上,建立了 0-1混合线性规划模型,以能源成本和碳交易成本总和最小化为目标,研究钢铁行业副产煤气生产调度问题.采用基于遗传算法的动态迭代调度算法,通过混合交叉算子和平均变异算子提高遗传算法局部搜索能力,并以国内某大型钢铁企业为仿真对象进行系统仿真,...     

钢铁生产与能源系统耦合模型的建立与优化

铁生产过程是由多个生产工序、多种能源介质相互作用的复杂系统.将钢铁生产与能源系统进行耦合,既满足生产安全、高效,又达到最低能源消耗和排放,是当前钢铁企业追求的目标.通过建立钢铁生产与能源系统耦合优化数学模型,以全流程节能和CO2减排最优为目标函数,满足各生产工序工艺参数、能源供需平衡、设备容量等约束条件,并通过编程调用...     

考虑管网约束的钢铁企业煤气多周期优化调度模型(待续)

在已有钢铁企业煤气优化调度模型的基础上,引入参数矩阵表征设备间的连接关系,以此构建煤气网络拓扑;针对混合煤气用户,建立了比较接近实际的煤气系统优化调度模型。某钢铁企业的简化煤气管网系统计算结果表明,所建模型可以比较全面地反映煤气产生、分配、混合与消耗等环节,能同时对多种煤气在多个调度周期内进行优化调度,保障生产用户能量供应和热值要求,避免混合煤气用户的热值波动,充分利用缓冲用户的缓冲能力,减小煤气放散。