不确定条件下蒸汽动力系统综合优化研究进展

蒸汽动力系统(SPS)是过程工业生产系统的重要供能系统,为生产过程提供电能、机械能、热能及工艺蒸汽.系统综合优化是实现SPS高效、经济、环保长周期运行的关键技术.系统稳态运行过程中不可避免的面临变化的工艺运行特性、市场供需及环境等不确定性因素,严重影响综合优化方案实施的高效性及鲁棒性.不确定条件下SPS的综合优化方法已经成为系统集成优化的研究热点.本文首先综述了SPS系统中不确定参数的量化及估计方法,包括模糊规划、随机规划及鲁棒优化方法的研究进展,并分析了近十年不确定条件下SPS综合优化问题的研究现状;并对近十年来,SPS的重要系统能源结构综合优化,考虑经济、效率及环境等指标的单目标,及同时考虑多个指标的多目标综合优化研究进行了总结和分析.分析结果表明,集成新能源系统的、多目标、鲁棒SPS的最优结构和运行方案的开发是今后研究的重要方向.     

Modeling and Optimization of the Steam Turbine Network of an Ethylene Plant

In this paper, we developed a hybrid model for the steam turbines of a utility system, which combines an improved neural network model with the thermodynamic model. Then, a nonlinear programming (NLP) model of the steam turbine network is formulated by utilizing the developed steam turbine models to minimize the total steam cost for the whole steam turbine network. Finally, this model is applied to optimize the steam turbine network of an ethylene plant. The obtained results demonstrate that this hybrid model can accurately estimate and evaluate the performance of steam turbines, and the significant cost savings can be made by optimizing the steam turbine network operation at no capital cost.     

乙烯装置蒸汽管网用能配置与实时优化

乙烯装置蒸汽管网系统结构复杂,用汽设备多,模型参数复杂多变,其能量配置多依赖经验给出。针对运行过程中管网模型参数的变化,利用支持向量机建立了关键设备的透平蒸汽流量软测量模型,从而为蒸汽管网优化问题提供准确的非线性模型基础。根据物料平衡、能量守恒和产品质量要求建立了能耗视角下的蒸汽管网系统模型,该模型本质上属于混合整数非线性规划问题(MINLP)。采用自适应混合编码差分进化算法(AMCDE)对模型进行求解。最后以某石化厂蒸汽管网系统为研究实例进行仿真,得到了令人满意的优化结果。     

无锡市精细化工行业碳排放评价及减排预测

以无锡市精细化工行业为研究对象,建立LMDI模型,全面分析温室气体的排放来源,采用排放因子法计算2013～2018年精细化工行业的排放情况.无锡市精细化工企业主要生产化学原料、塑胶、化学试剂、农药化肥和涂料等,能量来源主要有焦炭、煤、原油、汽油、柴油、煤油、燃料油和天然气.直接排放的温室气体是无锡市精细化工的主要排放来...     

基于Aspen Plus的蒸汽透平网络模拟和优化

针对乙烯装置蒸汽管网用能过程中存在的不合理现象,采用Aspen Plus化工流程软件对其中的蒸汽透平网络进行了模拟和优化.通过对单个透平的模拟,分析了透平抽汽量、进汽温度和排汽压力等操作条件的变化对透平效率的影响.在此基础上模拟了蒸汽透平网络,并以透平抽汽量为自变量、透平网络总进汽量为目标变量,通过MATLAB-Aspen Plus接口工具箱使用粒子群优化算法(PSO)对其进行操作参数优化.采用智能算法,避开了因在Aspen Plus中设置过多约束作为设计规定而导致模型不易收敛的不足;对于约束条件的处理,通过对不满足约束的粒子加以惩罚来实现.优化结果表明,在满足透平输出功率以及低等级管网蒸汽用量需求的前提下,通过合理分配各透平的抽汽量能够有效地降低透平网络超高压蒸汽(SS)消耗量,优化后的透平网络可减少超高压蒸汽用量0.6吨/小时.