炼钢厂净循环冷却水系统给水泵站的建模与优化

发布时间：2020-04-29 16:09

【摘要】：在给水泵站的相关优化研究中,配置和运行优化是泵站设计和管理中两个最重要的课题,两者密切相关,互为制约。配置是根据泵站供水对象的需水情况来确定水泵的型号和数量,而运行则是在已选泵的基础上通过对水泵合理的运行控制来满足泵站供水对象的实际需水要求。在保证流量的前提下,泵站水泵选型是否合理,不但影响硬件投资,而且更影响运行效率。在本文中同时考虑泵站的配置和在各个工况下的运行调度,给出泵站的设计方案,以实现包含泵站投资及运行的年耗费最小。本文首先分析了炼钢厂净循环水系统的冷却设备的可能工况,在工况确定的基础上,以节能为目的,通过分析泵站优化设计的决策变量,建立设计优化目标函数及约束条件,最终形成炼钢厂净循环冷却水系统给水泵站优化设计的数学模型。炼钢厂净循环冷却水系统给水泵站优化设计问题是一般非线性整数规划问题。炼钢厂净循环冷却水给水泵站的优化设计问题实质上是确定满足条件且年耗费最小的泵的组合方案,鉴于禁忌搜索算法在组合问题的优化方面有概念简单、全局最优的搜索能力强、实用性强的优点,所以采用禁忌搜索算法来进行求解该优化问题。但在求解禁忌搜索算法邻域解集的部分发现,该问题中若通过给出一组维数与统计的水泵类型的数量相同的随机数序列,则很难快速得到基本的满足约束条件的解集,所以对邻域解集的确定部分进行改进,通过给定一组0-1序列来首先筛选满足扬程等约束的泵的种类,然后用分支定界法求解序列中选择的泵的台数及组合方案来确定邻域解。在上述理论分析基础上,借助计算机手段对算法进行仿真验证,在假设工况的前提下给出泵站的整体设计方案及各个工况下的运行调度方案。进一步对该模型进行分析,由于不同的生产计划及钢厂的生产规模会有不同的工况比重,改变工况的比重对相应的设计方案进行对比分析可知,工况的比重也会对方案的设计产生影响,因此将工况比重的变化考虑到设计方案中来给出具体的整合方案,使得泵站的设计更加准确,在实际运行中也更加高效。
【图文】：

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【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O221;TF085

【参考文献】

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4 朱颢东;李红婵;;求解0-1背包问题的基于双禁忌对象的TS算法[J];微电子学与计算机;2011年05期

5 李晓雯;徐庆元;;国际工程输水提升泵站之机电设备的选型和供应[J];水利水电施工;2010年02期

6 金亚飚;;炼钢厂循环冷却水系统的节水改造措施[J];工业用水与废水;2009年04期

7 田烽楠;王于;;求解0-1背包问题算法综述[J];软件导刊;2009年01期

8 王瑗;盛连喜;李科;孙弘颜;;中国水资源现状分析与可持续发展对策研究[J];水资源与水工程学报;2008年03期

9 潘君;;整数规划的分支定界法及其MATLAB实现[J];科技信息(科学教研);2008年07期

10 郭志军;;分支定界算法的MATLAB实现[J];职业圈;2007年16期

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1 诸言涵;基于序优化理论的大规模机组组合求解算法研究[D];华南理工大学;2015年

2 马艳利;混合整数非线性规划问题的分支定界算法研究[D];宁夏大学;2014年

3 郭乃溶;基于用水规律的办公建筑二次供水系统优化[D];天津大学;2014年

4 张昭君;供水泵站优化及其应用研究[D];重庆大学;2012年

5 龙德晓;降低循环冷却水系统操作费用的优化研究[D];青岛科技大学;2010年

6 何小磊;电力系统机组组合问题的研究[D];上海交通大学;2009年

7 李丽娟;钢铁企业炼铁厂给排水系统分析[D];重庆大学;2008年

8 黄成果;设备维修策略模型分析与决策支持[D];华中科技大学;2006年

9 文屹;中小城市给水泵站的优化[D];重庆大学;2004年

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本文编号：2644755