空分管网的多产品调度优化研究

发布时间：2023-04-04 05:23

　　空分装置将空气分离为高纯度的氧气、氮气和氨气,这些气体产品通过管网输送给钢铁企业。然而,钢铁企业的用气需求波动频繁,导致气体产品供需不平衡,时常发生供气不足或者气体放散的情况,从而产生了大量的资源浪费和经济损失。通过调度来合理地安排装置的运行方式和生产水平,使其及时响应需求侧的变化,是降低能耗、提高经济效益的有效措施之一。调度问题按照时间尺度的大小可以分为长期调度和短期调度。长期调度中调度时间尺度远大于控制过程的时间尺度,一般采用静态模型,忽略过程的动态变化;而短期调度中调度时间尺度与控制过程的时间尺度相当,此时需要考虑过程的动态特性。本文分别从长期调度和短期调度的角度,对空分管网的不确定性调度问题展开了研究,主要研究内容如下:1.针对长期调度问题,以最大化利润为目标,建立了以多联产空分装置为核心的空分管网系统的静态调度模型和多产品联合调度优化命题。首先根据物料平衡关系对各个单元装置建立生产模型,尤其对空分装置生产运行的非线性特性进行了细致分析,将其划分为不同的模态,建立分段线性代理模型来描述其生产空间,然后对氧、氮、氩三个管网的流程平衡进行刻画,最终构建的静态调度模型为混合整数线性规...

【文章页数】：108 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 空分装置和气体管网的介绍
        1.2.1 空分装置
        1.2.2 氧气管网
        1.2.3 氮气管网
        1.2.4 氨气管网
    1.3 静态调度的研究现状
    1.4 动态调度的研究现状
    1.5 不确定性调度的研究现状
    1.6 研究内容与论文结构
2 空分管网的静态调度模型
    2.1 引言
    2.2 静态调度模型的建立
        2.2.1 空分装置
        2.2.2 液化器和气化器
        2.2.3 压缩机
        2.2.4 流程平衡
        2.2.5 初始条件
        2.2.6 目标函数
    2.3 静态调度模型的求解
    2.4 静态调度模型的实例化
    2.5 案例分析
    2.6 本章小结
3 面向不确定需求的空分管网的长期调度
    3.1 引言
    3.2 基于两阶段随机优化的不确定调度
        3.2.1 两阶段随机优化
        3.2.2 约束条件
        3.2.3 目标函数
        3.2.4 确定性与不确定性调度结果对比
    3.3 基于风险度量的不确定性调度
        3.3.1 条件风险价值理论
        3.3.2 目标函数
        3.3.3 不同风险水平下调度结果对比
    3.4 本章小结
4 基于双尺度动态模型的空分管网短期调度
    4.1 引言
    4.2 降维动态模型
    4.3 双尺度动态模型
    4.4 时间常数分段线性化
    4.5 动态调度模型与静态调度模型的结果对比
        4.5.1 动态调度模型的结果
        4.5.2 静态调度模型的结果
        4.5.3 动态调度模型和静态调度模型的结果对比
    4.6 本章小结
5 基于管网压力反馈的空分再调度方法
    5.1 引言
    5.2 再调度算法
        5.2.1 不可测扰动的建模
        5.2.2 不可测扰动的多步预测
        5.2.3 基于反馈的再调度
    5.3 案例分析
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 展望
参考文献
附录
    作者在攻读硕士期间的主要成果



本文编号：3781864