钢铁企业煤气-蒸汽-电力系统耦合优化及应用

煤气、蒸汽和电力是钢铁联合企业能源系统的重要组成部分,其消耗占钢铁企业总能耗的60%左右。合理地制定能源系统的生产以及燃料消耗、电力采购计划,对企业降低成本、减少环境污染有着非常重要的意义。针对煤气-蒸汽-电力系统的燃料结构、设备类型、工况变化等特点,以经济运行成本和环境成本最小为目标函数,建立了针对该系统的耦合优化模型。该模型综合考虑了富余煤气的波动、蒸汽和电力的动态需求、多燃料结构、分时电价等影响因素,并使用GAMS进行优化求解。将模型应用到某大型钢铁联合企业,结果表明该模型能够为钢铁企业煤气-蒸汽-电力系统提供合理的生产计划方案,实现了富余煤气的合理分配以及能源的高效利用,降低了能源系统运行成本,提高了企业的经济效益和环境效益。     

钢铁企业富余煤气-蒸汽-电力耦合模型及其应用

针对钢铁企业富余煤气产生、储存、缓冲和使用的周期性变化,以及各周期内蒸汽、电力的供应与需求特点,采用数学规划方法,建立以能源消耗最少、效益最优为目标函数的富余煤气、蒸汽和电力多周期耦合数学模型。模型综合考虑了煤气、蒸汽和电力等能源介质的供需变化以及生产成本、安全等约束,通过ILOG Cplex求解出模型的最优解,获得煤气、蒸汽和电力的最优分配方案,用以指导实际生产。应用表明：模型能使钢铁企业富余煤气、蒸汽和电力等能源介质得到合理、安全和高效的分配,提高了能源使用效率,降低了生产费用。     

钢铁企业蒸汽系统多周期优化策略

钢铁企业蒸汽系统具有汽源设备较多、能源品种多以及能源供需及价格变化等特点,本文以某大型钢铁企业实际运行的蒸汽动力系统为研究对象,综合考虑其各台锅炉设备的不同生产特点、企业的能源需求和能源价格随时间变化的规律以及设备启停运行转换产生一部分费用等因素建立约束条件,以全时段蒸汽系统总能源成本最低为目标函数,建立蒸汽-电力耦合的多周期、混合整数非线性规划模型(MINLP),利用基于数学规划方法的LINGO软件求出全局最优解。通过分析比较,证明初始运行条件对多周期优化结果有很大影响,影响效果会延续数个周期,同时LINGO计算求解全局最优解的效率高、结果合理、可行,并能够为企业在能源设备调度上提供依据,实现一个运行时段内的低成本和高效益。     

钢铁企业蒸汽动力系统优化

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。本文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,考虑能源设备、生产操作以及分时电价等因素,建立了混合整数非线性规划(MINLP)模型,其中,非线性锅炉效率拟合公式的引入使得模型更加符合实际生产状况。模型以蒸汽动力系统运行成本为目标函数,通过优化求解得到各时段燃料和设备负荷的分配方案,与优化前相比,系统总的运行费用减少了4.26%。同时,本文还分析了煤价变化对优化方案的影响以及燃料结构对污染物排放的影响,为企业提高生产效率、降低运行成本及节能减排提供理论依据。     

钢铁企业蒸汽产生量预测模型研究

提出一种基于小波变换-最小二乘支持向量机的钢铁企业蒸汽产生量预测方法。先对数据进行小波变换以提取数据的特征;然后建立LS-SVM模型,对各分量进行预测以提高预测精度。实验结果表明:小波变换-最小二乘支持向量机预测方法预测精度高、性能好,具有良好的实用性,为蒸汽生产优化调度提供了科学的依据。     

钢铁企业蒸汽管网压力预测

为解决钢铁企业中蒸汽管网压力变化无规律很难对蒸汽系统进行实时有效调度的问题,提出一种基于小波变换-贝叶斯神经网络预测方法。首先利用小波变换对原始数据进行降噪处理,以降低数据中的误差干扰;然后利用贝叶斯正则化算法结合BP神经网络,在训练优化过程中降低网络结构的复杂性,避免网络过拟合,提高了网络的泛化能力同时改善了预测效果。实验结果表明:基于小波变换-贝叶斯神经网络预测方法的钢铁生产蒸汽管网压力的预测精度高、性能好,具有良好的实用性,可提高企业蒸汽管网的运行管理水平,为蒸汽的合理调度提供了科学的理论依据。     

蒸汽蓄热器在油煤气生产中的应用

油煤气是以重油为原料经裂化而成的可燃气体,一般采用三筒式蓄热裂解或催化蓄热裂解发生炉。生产过程是周期性循环,一个周期为六分钟,可分七个阶段(见图1): 图1 催化热裂重油煤气工艺阶段示意图①—顶吹提高炉温前的安全准备阶段。蒸汽从空气预热室顶部吹入,以吹赶系统中上周期工作残存的煤气。②—加热提高炉温的主要工序。燃油和鼓风送入燃烧室燃烧,产生烟气,再在空气预热室内与空     

裂解炉蒸汽-空气烧焦过程计算及优化

通过对裂解炉烧焦过程的计算和分析,获得如下结果：当前裂解炉烧焦程序存在较大的改进空间,焦自身反应产生的热量带来的系统温升很小,不会产生局部过热。可通过及时提高烧焦温度、增加空气流量和降低稀释蒸汽流量来提高烧焦效率,烧焦时间可从原来的24h降低到15h。     

煤气化热煤气中焦油蒸汽的催化裂解

本文对国外近几年在煤气化热煤气中焦油蒸汽的催化裂解的研究进行了总结;并介绍了我们的试探结果,通过本文足以说明进行该课题研究的必要性,希望引起有关人士的注意.     

钢铁企业高炉煤气发生量异常数据检测

从高炉煤气生产的实际工况出发,对异常数据产生的原因和特点进行分析。针对现有异常检测方法运算效率低下的问题,提出一种改进的局部异常因子检测算法。该算法首先利用五数总括法剔除掉大量的正常数据,然后再用一种相对k距离的比值表示剩余离群点的异常程度,进而判断异常数据。仿真实验表明:改进方法检测所需的时间比传统的局部异常因子方法检测所需的时间更少,且检测效果更加准确、直观。     

火炬消烟蒸汽优化数学模型及控制应用

介绍了大型石化、炼化厂的火炬消烟蒸汽的作用和消烟蒸汽与火炬气的流量、分子量之间的数学函数关系。以消烟蒸汽和火炬气燃烧后产生的二氧化碳的质量比值满足最佳条件作为依据得出其数学模型,对该数学模型进行优化并加以控制应用。     

煤气发生炉的蒸汽自给

本文介绍了化肥厂造气工序由于采取了一系列技术措施,提高了煤气发生炉蒸汽自给率,节约了能源,取得了较好的经济效益。     

常压煤气生产中的蒸汽运用

搞煤炭气化专业的人都知道,在煤气的生产中,主要是搞两个平衡。一个是热量平衡,一个是碳平衡。这两个平衡的控制主要是依靠风量的大小和流速及蒸汽量的大小和流速决定。本文谈的主要是如何用蒸汽来达到平衡目的。1 煤气生产中蒸汽用量的控制 煤气生产中不同的煤气发生护对原料有     

煤气合成甲醇的工艺优化及应用研究

针对当前某焦化厂在煤气合成甲醇工艺中面临的投资大、生成成本高、能耗高、转化率低下等一系列问题,通过Aspen Plus软件建立起焦炉煤气制甲醇工艺模型,输入相关实际工艺参数模型进行了工艺和模型验证,再对当前工艺系统中的热平衡计算,采用模型针对性地对工艺环节进行优化。结果表明,COG净化和重整单元和甲醇合成单元损失较多,占系统总损失的80%以上,优化后效率提高2%,系统损失减少4.97 MW。     

基于等效电法的钢铁企业蒸汽系统多目标运行优化策略

针对钢铁企业蒸汽系统汽源设备多、能源品种多的特点,以某大型钢铁企业实际运行的蒸汽系统为背景,运用等效电方法对蒸汽系统的能量转换作出科学分析,采用数学规划方法,建立多目标的混合整数非线性规划模型（MINLP）。采用分步优化方法,先以蒸汽系统小时能源总成本最低为目标,将得到的结果乘以松弛系数建立成本约束并以(火用)效率最高为目标,利用LINGO软件求得多目标-约束优化模型的全局最优解,再通过改变松弛系数得到一组Pareto前沿。最后与单目标优化和多目标遗传算法结果相比较,证明分步优化方法所得的结果是可行的综合最优结果,能够实现低成本和高(火用)效率的双目标,并为生产调度提供依据。     

基于等效电法的钢铁企业蒸汽系统多目标运行优化策略

针对钢铁企业蒸汽系统汽源设备多、能源品种多的特点,以某大型钢铁企业实际运行的蒸汽系统为背景,运用等效电方法对蒸汽系统的能量转换作出科学分析,采用数学规划方法,建立多目标的混合整数非线性规划模型(MINLP)。采用分步优化方法,先以蒸汽系统小时能源总成本最低为目标,将得到的结果乘以松弛系数建立成本约束并以憥效率最高为目标,利用LINGO软件求得多目标-约束优化模型的全局最优解,再通过改变松弛系数得到一组Pareto前沿。最后与单目标优化和多目标遗传算法结果相比较,证明分步优化方法所得的结果是可行的综合最优结果,能够实现低成本和高憥效率的双目标,并为生产调度提供依据。     

蒸汽发生器蒸汽限流器流场分析及结构优化

蒸汽限流器是核电站蒸汽发生器的重要组成部件之一,是确保反应堆安全运行不可缺少的保障措施。对蒸汽发生器出口管嘴蒸汽限流器内的蒸汽流动情况进行了理论研究,利用ANSYS-FLUENT软件对蒸汽限流器进行了流场分析计算,并据此提出了结构优化方案。     

钢铁企业煤气发电厂锅炉风机调速节能探讨

本文针对钢铁企业煤气发电锅炉风机调速节能等相关问题展开了讨论。钢铁企业的煤气系统为钢铁联合单位能源系统主要的部分,不仅涉及到煤气消耗、分配、输送、生产等众多环节,还与提高质量以及产品质量、改善环境污染、降低原材料的成本等问题有关联。     

建立PNN-HP-ENN-LSSVM模型预测钢铁企业高炉煤气发生量

针对钢铁企业高炉煤气发生量机理模型难以对发生量进行精确预测的问题,通过分析高炉煤气发生量特点,按不同工况利用概率神经网络(PNN)对高炉煤气发生量进行分类,依据分类结果并结合HP滤波、Elman神经网络(ENN)、最小二乘支持向量机(LSSVM)各自的性质,建立了PNN-HP-ENN-LSSVM模型,对高炉煤气的发生量进行分类预测,并用企业实际数据验证. 结果表明,随机抽取多组测试结果中的2组,1#高炉80个点、2#高炉60个点的分类准确率分别为95%和93%,模型预测平均相对误差分别为1.0%和1.1%,适合高炉煤气发生量预测. Wilcoxon符号秩检验也验证了所提建模方法的有效性.     

甲烷蒸汽重整-部分氧化耦合制氢催化动力学

1 INTRODUCTION With decreasing oil reserves and deteriorating environment,the problem of energy and environment has become the main obstacle to the sustainable development of economy and the progress of mankind. In many developed countries fuel cells are extensively researched.