多牌号并行精馏塔系统调度优化

发布时间：2020-09-09 20:03

　　多牌号并行生产装置的调度优化是流程工业中一类重要的问题。合理的生产调度方案能降低生产成本、节约能源,提高企业的生产能力。对生产系统建立有效的调度模型、寻求适当的求解方法、得到合理的优化调度方案,是解决调度问题的必要环节。本文以工业多牌号并行精馏塔系统为研究对象,建立了一个基于混合整数线性规划(MILP)的调度模型,为实际生产提供最优的调度方案,从而实现节能降耗的目的。研究内容总结为以下几个方面:1.建立调度适用的精馏塔代理模型。精馏塔严格机理模型能准确地描述过程特性,但呈现大规模、高度非线性的特征,用于调度模型中会使得求解困难。因此,需将机理模型进行适度简化。首先对各个精馏塔建立稳态严格机理模型,用工业数据对模型进行校验。在此基础上,通过机理模型生成在各种不同条件下的最佳操作点数据。最后,应用这些数据,建立具有适度精度的精馏塔代理模型。2.建立多牌号并行精馏塔系统的调度优化模型。基于离散时间表达建立了MILP模型,描述了生产过程中的各种操作约束,包括物料平衡、精馏塔生产过程的模态描述、切换过程描述、边界条件,以总的操作成本最小化作为目标函数。3.分析调度优化实例结果。首先,针对实际问题进行了优化求解;接着,将优化求解结果与两种启发式调度方案进行对比分析;然后,讨论了离散化步长对最终结果的影响;最后,将基于精馏塔稳态代理模型的调度结果与严格机理模型的结果进行比较,论证了计算结果的准确性。最后,总结了全文的研究内容,并对多牌号并行精馏塔系统调度问题的后续工作进行展望。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ053.5;O221.4
【部分图文】：

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逦精馏Ｏ?逦产品逡逑图１．１多牌号并行精馏塔系统示意图逡逑如图１．１所示的多牌号并行精馏塔系统，在实际生产中，不同的塔的操作特逡逑性会有所不同，工厂调度人员应该考虑如何充分利用装置的特点，合理分配生产逡逑任务，尽可能降低生产成本。针对此问题，传统的启发式调度方法有两种，在文逡逑中分别称为“按时分配”调度方法和“按塔分配”方法。逡逑１逡逑

示意图,示意图,生产时间,精馏塔

图１．２（ｂ）按时分配调度甘特图逡逑在“按塔分配”调度方法中，每一个精馏塔在整个调度周期中只生产一种牌逡逑号的产品。如图１．３（ａ）所示，在整个生产时间段ｔ0？ｔ内，塔Ｉ只生产Ｐ，，塔ＩＩ逡逑只生产Ｐ２，塔ＩＩＩ只生产Ｐ３。每种牌号的产品被指定到特定的一个塔上进行生产，逡逑并且每个精馏塔在一个生产时间段，最多只能生产一种牌号的产品，相应的甘特逡逑图如图１．３（ｂ）所示。逡逑Ｉ邋—￣？邋ｐ邋）逡逑ｎ邋；■逡逑１逦３逦Ｋ逡逑ｔ0逦＾逦Ｔ’逡逑图１．３（ａ）按塔分配调度示意图逡逑２逡逑

甘特图,甘特图,生产时间,精馏塔

【参考文献】