钢铁企业副产煤气系统优化调度研究
发布时间：2020-12-06 01:16
钢铁行业是我国支柱型产业,近年来在国家政策的拉动下发生了飞速发展。同时,它也是能源密集型产业,消耗的能源占全国能源总消耗量的15%。因此,如何提高能源利用效率,降低能源浪费成为钢铁企业一个亟待解决的问题。其中副产煤气的综合利用是节能降耗的关键突破口。副产煤气是钢铁企业在生产过程中产生的重要二次能源,占钢铁企业总能源消耗的30%,其优化调度对于整个企业节能降耗发挥重大作用。但是,目前关于副产煤气优化调度的研究还处于起步阶段,因此对该课题的研究意义更加重大。在此背景下,本文以钢铁企业副产煤气系统为研究对象,对其优化调度建模进行了深入研究,并将建立的优化模型应用于我国K钢铁企业,达到了降低钢铁企业能源消耗、减少生产成本的目的。主要研究成果包括以下几方面内容:（1）在对钢铁企业副产煤气系统进行深入、详细描述分析的基础上,首次提出了适用于所有钢铁企业副产煤气系统的“三系统两层面”分析架构。“三系统”是指根据副产煤气的工艺流程,把整个副产煤气系统划分成三个相互关联的子系统,分别定义为存储系统、产消系统和转化系统。其中产消系统中的用户根据它们消耗煤气的不同特点分为两大类。第一类是只消耗某一种煤气的用...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.1.1 我国能源消耗发展
1.1.2 钢铁企业能源消耗发展
1.1.3 钢铁企业节能降耗途径
1.1.4 副产煤气系统研究意义
1.2 研究现状及问题提出
1.3 研究目的、思路和方法
1.3.1 研究目的和思路
1.3.2 研究方法
1.4 研究内容和技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
1.5 论文创新点
第二章 文献综述
2.1 引言
2.2 钢铁企业副产煤气利用技术创新
2.2.1 高炉煤气利用技术创新
2.2.2 焦炉煤气利用技术创新
2.2.3 转炉煤气利用技术创新
2.3 钢铁企业副产煤气能源中心的建立
2.4 钢铁企业副产煤气系统优化调度的研究
2.4.1 副产煤气产生量、消耗量预测研究
2.4.2 副产煤气优化调度研究
2.5 我国大型钢铁企业副产煤气利用和优化调度现状
第三章 钢铁企业副产煤气系统分析
3.1 引言
3.2 钢铁企业生产工艺介绍
3.3 副产煤气系统分析
3.4 副产煤气系统“三系统两层面”分析架构的提出
3.4.1 “三系统”的提出
3.4.2 “两层面”的提出
3.4.3 “三系统两层面”分析架构的建模
3.5 本章小结
第四章 钢铁企业副产煤气产生量的预测模型
4.1 引言
4.2 离群数据挖掘
4.2.1 数据挖掘
4.2.2 离群数据挖掘的概念
4.2.3 离群数据挖掘的一般方法
4.3 常用的预测方法介绍
4.3.1 直观预测法
4.3.2 回归分析法
4.3.3 灰色系统预测法
4.3.4 指数平滑法
4.3.5 多层递阶回归分析法
4.3.6 时间序列法
4.3.7 神经网络法
4.3.8 模糊理论法
4.3.9 小波分析法
4.3.10 预测方法小结
4.4 煤气发生影响因素及模型选择
4.4.1 焦炉煤气的发生机理及影响因素
4.4.2 高炉煤气的发生机理及影响因素
4.4.3 转炉煤气的发生机理及影响因素
4.4.4 预测方法选择
4.5 ARMA 时间序列预测方法
4.5.1 ARMA 基本模型概述
4.5.2 ARMA 时间序列预测步骤
4.5.3 ARMA 时间序列建模小结
4.6 实例分析
4.6.1 焦炉煤气产生量预测模型的建立
4.6.2 高炉煤气产生量预测模型的建立
4.6.3 转炉煤气产生量预测模型的建立
4.7 本章小结
第五章 钢铁企业副产煤气消耗量的预测模型
5.1 引言
5.2 副产煤气消耗的预测模型的建立
5.2.1 副产煤气消耗用户分类
5.2.2 第一类消耗用户建模
5.2.3 第二类消耗用户建模
5.2.4 第三类消耗用户建模
5.2.5 第四类消耗用户建模
5.3 实例分析
5.3.1 烧结炉消耗量的预测
5.3.2 焦炉消耗量的预测
5.3.3 高炉热风炉消耗量的预测
5.3.4 居民等其它小型零散用户焦炉煤气用量的预测
5.4 本章小结
第六章 钢铁企业副产煤气多周期动态优化调度建模
6.1 引言
6.2 有关调度的预备知识
6.2.1 调度算法
6.2.2 调度算法的比较
6.3 混合整数线性规划（MILP）
6.4 钢铁企业副产煤气系统优化调度模型的建立
6.4.1 模型的假设
6.4.2 优化目标的选取及影响因素
6.4.3 目标函数的确定
6.4.4 约束条件
6.4.5 建模小结
6.5 实例分析
6.6 本章小结
第七章 基于环境成本的副产煤气系统绿色优化调度建模
7.1 引言
7.2 环境成本预备知识
7.3 钢铁企业副产煤气系统环境成本
7.3.1 副产煤气系统环境成本的构成
7.3.2 副产煤气系统环境成本的计算
7.4 基于环境成本副产煤气系统优化模型的建立
7.4.1 目标函数的建立
7.4.2 约束条件
7.5 实例分析
7.6 本章小结
第八章 结论
8.1 研究总结
8.2 研究展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢铁企业高炉煤气供需预测模型及应用[J]. 张琦,谷延良,提威,蔡九菊. 东北大学学报(自然科学版). 2010(12)
[2]一种基于消耗预测的钢铁企业煤气平衡与数据校正方法[J]. 聂秋平,吴敏,曹卫华,熊永华. 化工自动化及仪表. 2010(02)
[3]钢铁企业高炉煤气系统动态仿真[J]. 李文兵,李华德. 冶金自动化. 2009(02)
[4]钢铁企业高炉煤气平衡与综合优化[J]. 邱东,陈爽,仝彩霞,朱里红,王龙山. 计算机技术与发展. 2009(03)
[5]炼油厂瓦斯气平衡[J]. 李树文. 辽宁化工. 2008(07)
[6]钢铁企业煤气产出和消耗动态模型[J]. 李文兵,纪扬,李华德. 冶金自动化. 2008(03)
[7]钢铁企业煤气优化调度模型研究[J]. 明德廷,李娟,尹怡欣. 计算机工程与设计. 2008(06)
[8]济钢煤气资源利用走节约型之路[J]. 胡新亮,李会龙,刘长云. 节能与环保. 2007(11)
[9]利用钢厂副产煤气资源发展碳一化工[J]. 傅兵. 酒钢科技. 2006(04)
[10]中国炼铁系统的节能与环境保护[J]. 张春霞,齐渊洪,严定鎏,胡长庆,张旭孝. 钢铁. 2006(11)
博士论文
[1]冷轧生产优化调度问题研究与应用[D]. 王志刚.大连理工大学 2010
[2]石化企业蒸汽动力系统运行优化研究[D]. 戴文智.大连理工大学 2010
[3]钢铁一体化生产计划与调度优化问题研究[D]. 於春月.东北大学 2009
[4]集成型循环经济模式研究[D]. 吴荻.大连理工大学 2009
[5]大坝安全监控及评价的智能神经网络模型研究[D]. 闫滨.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]基于多Agent与极值优化的钢铁集成调度[D]. 纪日耿.浙江大学 2010
[2]四川省电力需求预测[D]. 黄巧.西南交通大学 2010
[3]重庆市物流需求预测方法及应用研究[D]. 黄永福.重庆交通大学 2009
[4]钢铁焦炉煤气产消及柜位预测方法与应用[D]. 汤振兴.大连理工大学 2009
[5]基于Levenberg-Marquardt算法的煤层突出危险性预测评价[D]. 王光政.山东科技大学 2009
[6]济钢能源中心煤气平衡预测模型研究[D]. 姜曙光.山东大学 2009
[7]钢铁企业主工序分厂煤气量预测方法研究[D]. 刘渺.中南大学 2006
[8]钢铁企业能源动态平衡和优化调度问题研究和系统设计[D]. 江文德.浙江大学 2006
[9]焦炉气制取甲醇项目开发方案[D]. 符小林.四川大学 2005
[10]马钢公司副产煤气回收利用效果及改进方向的研究[D]. 陈道海.南京理工大学 2004
本文编号：2900443
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.1.1 我国能源消耗发展
1.1.2 钢铁企业能源消耗发展
1.1.3 钢铁企业节能降耗途径
1.1.4 副产煤气系统研究意义
1.2 研究现状及问题提出
1.3 研究目的、思路和方法
1.3.1 研究目的和思路
1.3.2 研究方法
1.4 研究内容和技术路线
1.4.1 研究内容
1.4.2 技术路线
1.5 论文创新点
第二章 文献综述
2.1 引言
2.2 钢铁企业副产煤气利用技术创新
2.2.1 高炉煤气利用技术创新
2.2.2 焦炉煤气利用技术创新
2.2.3 转炉煤气利用技术创新
2.3 钢铁企业副产煤气能源中心的建立
2.4 钢铁企业副产煤气系统优化调度的研究
2.4.1 副产煤气产生量、消耗量预测研究
2.4.2 副产煤气优化调度研究
2.5 我国大型钢铁企业副产煤气利用和优化调度现状
第三章 钢铁企业副产煤气系统分析
3.1 引言
3.2 钢铁企业生产工艺介绍
3.3 副产煤气系统分析
3.4 副产煤气系统“三系统两层面”分析架构的提出
3.4.1 “三系统”的提出
3.4.2 “两层面”的提出
3.4.3 “三系统两层面”分析架构的建模
3.5 本章小结
第四章 钢铁企业副产煤气产生量的预测模型
4.1 引言
4.2 离群数据挖掘
4.2.1 数据挖掘
4.2.2 离群数据挖掘的概念
4.2.3 离群数据挖掘的一般方法
4.3 常用的预测方法介绍
4.3.1 直观预测法
4.3.2 回归分析法
4.3.3 灰色系统预测法
4.3.4 指数平滑法
4.3.5 多层递阶回归分析法
4.3.6 时间序列法
4.3.7 神经网络法
4.3.8 模糊理论法
4.3.9 小波分析法
4.3.10 预测方法小结
4.4 煤气发生影响因素及模型选择
4.4.1 焦炉煤气的发生机理及影响因素
4.4.2 高炉煤气的发生机理及影响因素
4.4.3 转炉煤气的发生机理及影响因素
4.4.4 预测方法选择
4.5 ARMA 时间序列预测方法
4.5.1 ARMA 基本模型概述
4.5.2 ARMA 时间序列预测步骤
4.5.3 ARMA 时间序列建模小结
4.6 实例分析
4.6.1 焦炉煤气产生量预测模型的建立
4.6.2 高炉煤气产生量预测模型的建立
4.6.3 转炉煤气产生量预测模型的建立
4.7 本章小结
第五章 钢铁企业副产煤气消耗量的预测模型
5.1 引言
5.2 副产煤气消耗的预测模型的建立
5.2.1 副产煤气消耗用户分类
5.2.2 第一类消耗用户建模
5.2.3 第二类消耗用户建模
5.2.4 第三类消耗用户建模
5.2.5 第四类消耗用户建模
5.3 实例分析
5.3.1 烧结炉消耗量的预测
5.3.2 焦炉消耗量的预测
5.3.3 高炉热风炉消耗量的预测
5.3.4 居民等其它小型零散用户焦炉煤气用量的预测
5.4 本章小结
第六章 钢铁企业副产煤气多周期动态优化调度建模
6.1 引言
6.2 有关调度的预备知识
6.2.1 调度算法
6.2.2 调度算法的比较
6.3 混合整数线性规划（MILP）
6.4 钢铁企业副产煤气系统优化调度模型的建立
6.4.1 模型的假设
6.4.2 优化目标的选取及影响因素
6.4.3 目标函数的确定
6.4.4 约束条件
6.4.5 建模小结
6.5 实例分析
6.6 本章小结
第七章 基于环境成本的副产煤气系统绿色优化调度建模
7.1 引言
7.2 环境成本预备知识
7.3 钢铁企业副产煤气系统环境成本
7.3.1 副产煤气系统环境成本的构成
7.3.2 副产煤气系统环境成本的计算
7.4 基于环境成本副产煤气系统优化模型的建立
7.4.1 目标函数的建立
7.4.2 约束条件
7.5 实例分析
7.6 本章小结
第八章 结论
8.1 研究总结
8.2 研究展望
参考文献
发表论文和科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢铁企业高炉煤气供需预测模型及应用[J]. 张琦,谷延良,提威,蔡九菊. 东北大学学报(自然科学版). 2010(12)
[2]一种基于消耗预测的钢铁企业煤气平衡与数据校正方法[J]. 聂秋平,吴敏,曹卫华,熊永华. 化工自动化及仪表. 2010(02)
[3]钢铁企业高炉煤气系统动态仿真[J]. 李文兵,李华德. 冶金自动化. 2009(02)
[4]钢铁企业高炉煤气平衡与综合优化[J]. 邱东,陈爽,仝彩霞,朱里红,王龙山. 计算机技术与发展. 2009(03)
[5]炼油厂瓦斯气平衡[J]. 李树文. 辽宁化工. 2008(07)
[6]钢铁企业煤气产出和消耗动态模型[J]. 李文兵,纪扬,李华德. 冶金自动化. 2008(03)
[7]钢铁企业煤气优化调度模型研究[J]. 明德廷,李娟,尹怡欣. 计算机工程与设计. 2008(06)
[8]济钢煤气资源利用走节约型之路[J]. 胡新亮,李会龙,刘长云. 节能与环保. 2007(11)
[9]利用钢厂副产煤气资源发展碳一化工[J]. 傅兵. 酒钢科技. 2006(04)
[10]中国炼铁系统的节能与环境保护[J]. 张春霞,齐渊洪,严定鎏,胡长庆,张旭孝. 钢铁. 2006(11)
博士论文
[1]冷轧生产优化调度问题研究与应用[D]. 王志刚.大连理工大学 2010
[2]石化企业蒸汽动力系统运行优化研究[D]. 戴文智.大连理工大学 2010
[3]钢铁一体化生产计划与调度优化问题研究[D]. 於春月.东北大学 2009
[4]集成型循环经济模式研究[D]. 吴荻.大连理工大学 2009
[5]大坝安全监控及评价的智能神经网络模型研究[D]. 闫滨.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]基于多Agent与极值优化的钢铁集成调度[D]. 纪日耿.浙江大学 2010
[2]四川省电力需求预测[D]. 黄巧.西南交通大学 2010
[3]重庆市物流需求预测方法及应用研究[D]. 黄永福.重庆交通大学 2009
[4]钢铁焦炉煤气产消及柜位预测方法与应用[D]. 汤振兴.大连理工大学 2009
[5]基于Levenberg-Marquardt算法的煤层突出危险性预测评价[D]. 王光政.山东科技大学 2009
[6]济钢能源中心煤气平衡预测模型研究[D]. 姜曙光.山东大学 2009
[7]钢铁企业主工序分厂煤气量预测方法研究[D]. 刘渺.中南大学 2006
[8]钢铁企业能源动态平衡和优化调度问题研究和系统设计[D]. 江文德.浙江大学 2006
[9]焦炉气制取甲醇项目开发方案[D]. 符小林.四川大学 2005
[10]马钢公司副产煤气回收利用效果及改进方向的研究[D]. 陈道海.南京理工大学 2004
本文编号：2900443
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