钢铁企业蒸汽压力调控优化系统研究

发布时间：2020-10-19 09:48

　　 钢铁冶金行业具有大规模、长流程、高能耗的生产特点。现阶段节约资源和环境保护成为我国的基本国策。在大型联合钢铁企业里,蒸汽系统是具有大惯性、大时滞、非线性、变参数、多变量耦合等特点的复杂对象,在如此复杂运行状况下,管理人员还是基本采用粗放调度管理方式,依靠多年来的生产运行所积累下的经验指挥系统运行,从而难以避免发生放空、降质使用等情况,造成浪费。因而需要对钢铁企业蒸汽管网进行优化研究,提高管网运行效率,保障管网运行安全。本论文首先对钢铁企业蒸汽管网进行了充分的分析和调研,基于工程热力学、传热学、流体力学等理论,对蒸汽管网进行水力热力方程计算,并对管网参数进行辨识,提高耦合计算方程精度,考虑方程求解收敛速度以及满足工程实际需要,将方程绝对平均计算精度控制在3%左右。耦合计算方程可对管网进行静态计算,对掌握管网当前整体运行工况提供有效帮助,同时,管网计算可用于对管网压力设定值的优化。其次对管网系统中的主要汽源和用户进行产用汽方式分析,找出管网系统中的主要影响汽源和用户,初步建立其与管网压力之间的量化作用关系;再次基于贝叶斯神经网络模型,建立管网系统预测模型。经过模型数据验证,模型精度满足现场生产需求,表明预测模型的有效性。最后基于决策树理论,结合企业调度规则库、现场专家知识库以及事实库等信息,构建钢铁企业蒸汽管网的调度规则决策树系统,使得管网调度策略更加合理有效,大大增加管网绿区运行时段。将蒸汽管网优化系统应用于某钢铁企业现场,系统投入运行前管网运行的区间分布为:绿区占72.62%,黄区占27.05%,红区占0.33%;投入优化系统后红区工况消除,黄区运行时间降至10.8%,绿区运行时间提高到89.2%。应用测试结果表明蒸汽管网优化系统可有效增加管网绿区运行时间,减少管网黄区运行时间,基本杜绝红区运行工况,为企业蒸汽管网的安全高效运行提供了有力保证。实际运行结果表明,钢铁企业蒸汽管网优化系统可有效降低管网波动幅度和频率,提高蒸汽系统运行效率,进一步保证了管网的运行安全,同时根据企业生产对蒸汽产量的需求进行全局合理优化调度,从而达到管网高效运行,为企业节省成本的目标。
【学位单位】：钢铁研究总院
【学位级别】：博士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TF083
【部分图文】：

图１．１?ＩＡＰＷＳ－ＩＦ９７的分区示意图??赵钦等对蒸汽供热管网的数学模型进行了研宄，对蒸汽管网分别建稳态的热力计算模型、水力计算模型和流量分配模型。建立管道的热力立热力管道的热损失和热媒沿热力管道的温度降。建立水力模型的确定道中流动的压力损失。供热网与电网络类似，均满足基尔霍夫第一、第从而建立各管路的流量及压力降方程。通过联立方程组求解结果显示，算结果误差在５％以内，基本满足生产需求。??曹雁青等人［１９，２（）］介绍蒸汽管网智能化管理的策略与工程化方法，将蒸格数学模型嵌入以分布式控制系统为主的传统监测系统中，形成严格与智能监测技术。着重论述了建立模型的理论策略和使之能够实用的工。开发了较为成熟的工程应用软件ＰＲＯＳＳ，实践证明严格在线模拟与技术是蒸汽管网进行管理调度的有效手段。??李世武［２１］比较了蒸汽管网水力计算中常用的节点模拟计算法和环路模，对二者的模型复杂度和求解收敛效果进行了分析比较。文章认为在管

网系统中部分产汽源来自主工序（焦化、炼铁、炼钢、热轧），对这些热蒸汽需全部回收利用。以热轧产蒸汽为例，只要热乳产生的蒸汽压力网Ｓ２压力则管网无条件接收。而能源管理部门又必须满足各工序正常需能源，因此给能源的控制与优化造成很大难度。??Ｓ１管网用汽分析??１蒸汽管网主要供汽源为３５ｔ启动锅炉，１３０ｔ锅炉和ＣＤＱ抽汽作为备用户只有炼钢ＲＨ—个。??ＲＨ?炼钢??Ｈ使用蒸汽源来自内部产汽和Ｓ１供汽，优先使用自产蒸汽。ＲＨ正常状分钟１炉连续生产）饱和蒸汽有余量。蓄热器用于控制饱和蒸汽压力，送。产用量与季节有关，冬季内部用汽大。??

分汽缸—？—??喷水减温??图２．２?ＲＨ用汽示意图??ＲＨ生产具有周期性，对Ｓ１管网蒸汽波动有较明显的影响。目前Ｓ１管网调??节方式是根据ＲＨ生产节奏进行锅炉产汽调节为主＝Ｓ１管网蒸汽流量曲线趋势??图如下（横轴为数据点个数，相邻点时间间隔５分钟）：??１２??
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 郭俊;徐明成;;乙烯片区蒸汽管网的优化[J];乙烯工业;2008年03期

2 杨林;;某炼化企业蒸汽管网优化运行分析[J];化工进展;2012年S1期

3 杨丽芳;;独山子石化公司蒸汽管网的模拟与优化[J];石化技术与应用;2012年04期

4 白凤娈;;蒸汽管网在线监测系统的设计与应用[J];辽宁化工;2012年11期

5 王利宝,刘瑞霞,马艳军;冬季如何平衡蒸汽管网[J];内蒙古石油化工;2002年01期

6 李晓红;赵健新;卢义玉;陆朝晖;;蒸汽管网系统的瞬变分析与模拟[J];煤气与热力;2008年10期

7 王娟;;蒸汽管网关键产品质量检测中心工程[J];煤气与热力;2009年08期

8 冯发;;化工区蒸汽管网优化分析及对策[J];石油石化节能与减排;2012年02期

9 李聪聪;张欢;张红玉;;蒸汽管网数值模拟研究[J];煤气与热力;2012年04期

10 李海燕;;呼和浩特石化公司蒸汽管网优化分析[J];中国新技术新产品;2013年11期

相关博士学位论文 前1条

1 马湧;钢铁企业蒸汽压力调控优化系统研究[D];钢铁研究总院;2016年

相关硕士学位论文 前6条

1 张红玉;天津空港加工区蒸汽管网仿真[D];天津大学;2010年

2 汤奇峰;协同量子粒子算法及其在蒸汽管网用能优化中的应用[D];华东理工大学;2011年

3 游夏竹;乙烯装置蒸汽管网用能工况判别与实时优化[D];华东理工大学;2013年

4 刘运雷;蒸汽管网散热损失计算分析与负荷预测研究[D];天津大学;2009年

5 周仁;协同量子差分进化算法及其在蒸汽管网优化中的应用[D];华东理工大学;2012年

6 李德海;原油库加热节能研究[D];西南石油学院;2004年

本文编号：2847050