联产空分装置的变负荷调度研究

发布时间：2020-06-23 17:28

【摘要】：空分系统是钢铁企业的重要组成部分,为炼钢炼铁提供高纯度的氧气、氮气和氩气。然而,空分机组向下游炼钢炼铁用户供气时,下游用户间歇用氧,用氧不足或气体放散现象时常发生,导致大量的能源浪费。为解决此类突出的气体供需矛盾,自动变负荷技术应运而生。自动变负荷空分装置给生产带来了极大的灵活性,使得多台空分机组的联产调度变得可行。现有的人工调度方案由调度人员结合个人经验得出生产方案,主观性强、可靠性差。如何利用先进的变负荷技术,合理调度多台空分机组的生产,从而降低电耗、减少放散,已成为我国钢铁企业的迫切需求。本文对确定性需求和不确定需求下的联产空分装置调度问题进行了深入研究,主要研究内容包括：1.针对需求确定性问题,以利润最大化为目标,建立联产空分装置变负荷调度的优化模型。将各生产装置划分成多种操作模式,分析各装置的调度可行域,采用最小化凸包的方法分别进行建模。在模型中考虑装置的切换操作,尤其对变负荷设备的变负荷模态进行了细致刻画,最终建立混合整数线性规划(MILP)模型。2.针对需求确定性问题,以工业空分机组为对象,对确定性调度模型进行实例化。研究不同生产装置对调度结果的影响,得出变负荷调度的基本规则；对比优化调度与人工调度的决策效果,并对变负荷空分装置的不同建模方法进行效果分析。案例分析表明,优化模型能够在增加整厂收益的同时保证变负荷装置的平稳生产。3.针对需求不确定性问题,建立联产空分装置的二阶段随机优化模型。第一阶段确定各装置的操作模式及生产水平、储槽的储量、产品的销售量等,第二阶段根据实际需求,确定气体补给量和管网放散量。案例分析表明,需求的偏差程度对调度结果影响很大,在需求偏差较大的情况下,二阶段随机优化模型能够比确定性优化模型给出更合理的调度方案。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TF089

【参考文献】