鞍钢煤气调度问题的研究与管理系统开发

论文摘要

煤气是钢铁联合企业中最重要的二次能源之一,约占企业二次能源总量的三分之一。借助有效手段准确预测与科学调度煤气资源,对降低吨钢能耗、减少煤气放散、提高企业经济效益具有十分重要的意义。论文系统地分析了钢铁企业煤气系统生产、消耗和缓冲特性；针对鞍钢具体情况建立了两种不同的调度模型并开发了煤气系统管理软件,为钢铁联合企业煤气合理利用、优化分配提供理论依据和分析工具。主要研究内容如下：(1)分析了钢铁联合企业煤气系统特性。本文将钢铁企业煤气系统分为副产煤气生产、消耗和缓冲单元三个部分。生产特性分析了影响高炉、焦炉和转炉煤气生产的事件与状态,建立了不同状态下煤气生产的动态模型；消耗特性主要分析了钢铁企业煤气用户的用气特性,建立了煤气消耗动态模型；缓冲用户特性分析了缓冲用户的作用。所建立的生产、消耗动态模型作为本文的预测模型,实现煤气预测功能。(2)建立了鞍钢煤气调度模型。本文根据鞍钢实际情况建立了两种调度模型：①基于线性规划方法的数学优化调度模型,该模型不但充分发挥了缓冲用户的作用,同时考虑了高焦转混合煤气用户的煤气比例调节,增加了调度的灵活性；②基于启发式规则的调度模型,该模型考虑了鞍钢煤气系统管网结构对调度的影响,根据一定的规则对煤气波动量进行调节,以达到迅速调节煤气波动量平衡管网压力为目的。(3)设计开发了煤气系统管理软件。本文根据所建立的预测模型与调度模型设计开发了煤气系统管理软件,通过软件具体实现了煤气的预测与调度功能。该煤气系统管理软件综合考虑了系统功能、数据库设计、界面和模块设计等。操作上考虑了系统运行性能及安全、用户操作方便性等一系列问题,并通过历史数据验证了该系统的可行性和准确性

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 钢铁企业煤气预测的研究进展
• 1.2.1 煤气预测常用方法
• 1.2.2 煤气预测的研究状况
• 1.3 钢铁企业煤气调度的研究进展
• 1.3.1 调度的相关概念
• 1.3.2 常用煤气调度方法
• 1.3.3 煤气调度模型的研究状况
• 1.4 钢铁企业能源管理系统的发展与现状
• 1.5 本文主要研究内容
• 第2章 钢铁企业煤气系统特性分析
• 2.1 副产煤气生产特性
• 2.1.1 高炉煤气
• 2.1.2 焦炉煤气
• 2.1.3 转炉煤气
• 2.2 副产煤气消耗特性
• 2.2.1 烧结厂
• 2.2.2 炼铁厂
• 2.2.3 焦化厂
• 2.2.4 炼钢厂
• 2.2.5 轧钢厂
• 2.2.6 冷轧厂
• 2.3 缓冲用户煤气应用特点
• 2.3.1 电站锅炉
• 2.3.2 CCPP
• 第3章 鞍钢煤气调度模型的建立
• 3.1 煤气调度的特殊性
• 3.2 数学规划方法
• 3.2.1 问题描述
• 3.2.2 模型简化与假设
• 3.2.3 参数定义
• 3.2.4 目标函数
• 3.2.5 约束条件
• 3.3 启发式规则方法
• 3.3.1 规则
• 3.3.2 鞍钢管网区域划分
• 3.3.3 用户级别分类
• 3.3.4 BC区与BCL区调度原则
• 3.3.5 BFG区与COG区调度
• 3.4 从建模的角度评价分析两种模型
• 第4章 煤气管理系统设计与实现
• 4.1 开发工具介绍
• 4.1.1 Visual C# 2005简介
• 4.1.2 SQL Serve 2000简介
• 4.1.3 MATLAB
• 4.2 系统功能分析
• 4.3 数据库设计
• 4.4 系统流程
• 4.5 系统功能模块设计
• 4.5.1 基础数据查询与修改
• 4.5.2 预测数据录入模块
• 4.5.3 煤气总量预测曲线查询
• 4.5.4 主要用户煤气查询与临时调整
• 4.5.5 煤气调度模块
• 4.6 软件运行
• 4.6.1 实例分析一
• 4.6.2 执行结果
• 4.6.3 实例分析二
• 4.6.4 执行效果
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间参与的科研项目与发表的论文情况