过程工业不确定条件下的计划与调度优化

过程工业的计划与调度优化是提高企业综合效益的有效途径,然而各种不确定因素的存在导致在确定性条件假设下得到的“最优”生产计划或调度次优或者不可实施。本文对当前过程工业不确定条件下计划与调度优化的研究进展进行了综述,并对系统建模和优化技术面临的挑战和下一步的发展趋势进行了分析。     

多因素不确定条件下的间歇生产调度优化

不确定条件下的间歇生产调度优化是生产调度问题研究中具有挑战性的课题。提出了一种基于混合整数线性规划(MILP)的鲁棒优化模型,来优化不确定条件下的生产调度决策。考虑到生产过程中的操作成本和原料成本,建立了以净利润最大为调度目标的确定性数学模型。然后考虑需求、处理时间、市场价格三种不确定因素,建立可调整保守程度的鲁棒优化模型并转换成鲁棒对应模型。实例结果表明,鲁棒优化的间歇生产调度模型较确定性模型利润减少,但生产任务数量增加,设备空闲时间缩短,从而增强了调度方案的可靠性,实现了不确定条件下生产操作性和经济性的综合优化。     

原油作业过程优化的研究进展

原油作业过程是石油供应链的重要组成环节,包括炼油企业生产过程中的原油采购、原油分配、原油输送、原油储存和原油调和等多个工业流程。原油作业过程优化具有很高的学术理论价值与工业应用价值,与其相关的研究工作是目前学术界与工业界共同关注的热点。首先简要描述了原油作业过程,并对其优化问题的难点进行分析;其次,分别从优化模型、优化算法以及不确定性优化方法三个研究角度,重点阐述了原油采购优化、原油储运优化、原油调和优化以及不确定性条件下原油作业优化四个主要研究方向的学术进展,并对当前已有的研究成果进行了归纳总结;最后,对原油作业过程优化当前存在的一些问题提出了建议,并对该领域未来的发展方向与趋势进行了展望。     

优化技术在原油管输调度中的应用

以甬沪宁原油管网为例,说明调度优化系统将数学规划模型和仿真模型2种调度方法完美结合,首先采用数学规划模型计算出最优解或可行的满意解,然后将结果导入仿真模型进行模拟,修正数学模型近似或忽略的因素.主要描述混合整数线性规划技术以及仿真技术在原油管输调度中的应用及应用的初步效果.     

无主炼原油的原油调和调度问题

原油在线调和调度对于优化炼油计划和保障先进控制的实施具有重要的意义。此问题复杂度高,需要研究更加高效的求解算法。实际生产过程中,既存在主炼原油和若干种掺炼原油混合炼制的情况,又存在无主炼原油的情况。无主炼原油的情况,油品配对和掺炼比紧密关联,难以直接描述。本文针对无主炼原油的原油调和调度问题提出了一种新颖的描述方式,并给出模型的构造算法,进一步针对其两层结构利用基于序的方案进行了求解,对实际原油性质数据的仿真结果表明,基于序的求解算法可以大幅度提高计算效率。     

原油库存调度优化技术研究

根据原有库存实际生产需要运用库存优化理论,在重点考虑热耗因素下,以此作为目标函数,建立数学模型,对所建立的模型进行分析,利用分支界限法进行求解,对原油库存优化后结果明显好于优化前。优化后调度方案满足原油库实际生产需要,按照库存优化后计算,所损失的热量为4,05×10^9kJ,而在原油库存优化前实际的损耗热量为4．4×10^9kJ,两者之差为3．5×10^8kJ,按照原料高位发热值计算,每天节省下来1．5t燃料,起到了很好的经济效益,降低了企业成本。     

不确定条件下中间存储时间有限多产品间歇生产过程调度

针对产品处理时间不确定条件下中间存储时间有限多产品间歇生产过程调度问题, 采用三角模糊数描述处理时间的不确定性, 通过一种模糊排序的方法建立了以最小化模糊最大完工时间的值以及不确定度作为调度目标的数学模型, 提出一种基于改进粒子群和分布估计的混合算法(IPSO-EDA)。IPSO-EDA算法在粒子群更新公式中引入基于所有粒子自身最优位置的优质个体分布信息, 提高了算法的全局搜索能力, 同时采用NEH初始化获得理想的初始解, 采用NEH局部搜索提高算法的局部搜索能力。通过正交实验设计对算法的参数进行调节, 仿真结果表明了所提出算法的有效性和优越性。     

基于序的原油调合调度问题

原油在线调合调度对于平稳混炼原油性质、保障先进控制的实施和优化炼油计划具有重要的意义。原油调合调度问题由于既包括顺序变量又包括连续变量,不存在明确的问题结构,复杂度高,传统的优化方法效率低,不能满足在线实时的要求。本文针对问题的两层结构提出了基于序的求解方案,利用实际原油性质数据的仿真结果表明,基于序的求解算法可以大幅度提高计算效率。     

基子Benders分解的不确定条件下过程优化研究

基于Benders分解的二阶段随机规划在不确定条件过程优化中占有重要的地位,分析和比较了前人的工作,并将蒙特卡罗积分策略与基于对偶理论的可行域限定条件相结合,提出了新的求解策略,不仅避免了求解一系列子问题进行可行域限定的情况以及计算负荷随不确定参数数目呈指数增加的不足,而且使可行域限定条件更加合理,算例证明了该算法的有效性.     

约束规划在原油调度中应用的探索

石油化工是国内大型能源行业中的基础性行业,其本身是典型的流程性行业机制,在制造业中具有流程完整和全面的特性,同时在国民经济发展中起到举足轻重的重要作用。石油化工企业的工艺流程随着其炼油生产过程的扩展而逐渐的复杂化,其不同加工阶段中,对原油的调度衔接要求不同,要求原油的供应保证连续。同时整个生产过程,原油的调度不能够出现过大的波动,要保持平稳,才能实现生产设施和辅助设施的紧密连接以及调度安全。在考虑了石油化工企业的自身生产能力以及实际调度能力后,我们采用约束规划方法,进行原油总体调度的效率提升研究,实现最大限度的顺利完成生产任务、原油调度目标。     

一种针对原油调合过程的新型调度方法(英文)

For those refineries which have to deal with different types of crude oil, blending is an attractive solution to obtain a quality feedstock. In this paper, a novel scheduling strategy is proposed for a practical crude oil blending process. The objective is to keep the property of feedstock, mainly described by the true boiling point (TBP) data, consistent and suitable. Firstly, the mathematical model is established. Then, a heuristically initialized hybrid iterative (HIHI) algorithm based on a two-level optimization structure, in which tabu search (TS) and differential evolution (DE) are used for upper-level and lower-level optimization, respectively, is proposed to get the model solution. Finally, the effectiveness and efficiency of the scheduling strategy is validated via real data from a certain refinery.     

文昌油田原油运动粘度测量不确定度评价

用标准方法《石油产品运动粘度测定法和动力粘度粘度计算法》（GB/T265—88）检测文昌油田原油运动粘度,应用测量不确定度评定理论,分析了此方法不确定度的重要来源,计算得出本方法的相对不确定度,U（P=99.7%）=3．5％。结果显示文昌油田运动粘度的主要来源于测试温度波动引起试样粘度变化而产生的不确定度,同时粘度计常数和仪器测试时间所引起的相对不确定度对总不确定度也有重要的影响。     

PIMS软件在进口原油采购中的应用探讨

根据进口原油贸易特点，应用美国AspenTech公司PIMS软件，模拟炼油企业生产经营过程，综合考虑原油成本和产品价格以及产品质量等要求，建立了原油选购模型，对中石化下属企业进口原油品种进行优化选择，并探讨了利用该软件所得到的原油品质差计算数据对进口原油进行贸易决策的具体方法．     

间歇过程不确定性短期调度综述

根据处理不确定性调度问题的方法,将各种不确定条件下的优化调度方法分成两大类：随机调度和反应调度。随机调度又可细分为基于求助的随机规划、概率规划、模糊规划和随机动态规划。通过讨论和对比它们的优、缺点和局限性,提出通用、有效的反应调度工具,启发式学习方法和模糊集合理论的新型随机调度方法,不确定性调度与计划集成、设计与调度集成及调度与控制集成将是进一步研究的方向。     

原油储罐清洗的环境污染及环保对策

以宁波北仑某原油码头原油储罐清洗为例,结合原油储罐的机械化清洗过程,对清罐作业产生的环境污染作了详尽的分析,并对在清罐作业中一直被忽视的外逸废气和厂界环境空气中的有机污染物进行了实时抽样监测,结合原油储罐清洗作业的环境污染提出了相应的环保对策。     

大型原油储罐罐板焊接及反变形工程解决方案

介绍用于大型原油储罐罐板焊接的主要四种方法,提出解决储罐罐板焊接及反变形焊接控制方法和焊接程序的合理工程解决方案。对大型原油储罐焊接的各个环节采用合理的焊接方法和步骤是至关重要的,本方法程序可为其他同类储罐焊接的方法程序借鉴。     

索鲁士原油加工方案的优化与探索

介绍了索鲁士(SOROOSH)原油的性质,分析了加工该类原油对生产操作、产品质量和设备腐蚀等方面可能造成的影响。索鲁士原油属于高硫中间基重质原油,该原油硫含量很高,为分公司加工原油的最高值,密度大,粘度高,酸值大,氮含量高,残炭、金属镍、钒、钠含量均很高,可与其它含硫原油掺炼,通过生产实践,成功地加工了高硫重质劣质的索鲁士原油,确保了产品质量和安全平稳生产,为股份公司加工高硫重质原油提供了参考经验。     

常减压蒸馏装置节能途径探讨

由于常减压装置的能量消耗约占全厂能耗的20%～30%,一直都是炼油企业的用能大户,因此,我国各炼油厂对常减压装置进行的技术改造就显得十分重要。文章从新技术的使用、换热网络的优化等几个方面进行了较为详细的阐述,通过减少工艺用能来节省能量的消耗。     

原油罐腐蚀原因和防腐措施

分析了油库区原油罐腐蚀原因,并提出了用涂层与阴极保护防腐蚀措施。