钢铁企业多级投入产出模型的研究

论文摘要

随着钢铁企业产量的逐步增大,生产过程中所消耗的资源和能源也在大幅增加,排放的污染物和废弃物也相应增加,这样就给资源和能源的长期使用带来压力,并对外界环境造成严重污染。应用系统节能的理论和方法,对钢铁企业的能源消耗问题、环境负荷问题、以及能源与环保之间的相互关系进行分析,从而探讨企业节能的方法和途径,降低钢铁企业的能耗是非常重要的。近年来,随着系统节能在生产实践中的逐步应用和各项节能成果的实现,系统节能的思想得到了推广,系统节能理论也逐步完善,并在工程上得到了更多地应用。本文以首钢（北京地区）整个生产系统为研究对象,首先介绍了系统节能理论中的投入产出法和e-p分析法的基本概念和方法；其次,介绍了首钢的2006年生产现状及奥运期间的减产方案；然后,以首钢2006年的能源平衡表和其他生产数据为基础数据库,分别建立了首钢生产系统的多级投入产出模型和吨钢能耗e-p模型,并应用MATLAB软件编制了计算程序,使得计算过程更加便捷,计算结果更加直观。首钢用户可以利用该程序对首钢各个阶段的方案进行能耗分析和产量预测,为压产后的生产方案调整提供依据和参考。本文所设计的投入产出表的结构与一般的投入产出表不同。它针对一些大型钢铁企业的工序和设备的不同,对原有的投入产出表的结构进行改变,使各类产品的种类在Excel表中以变量数组的形势存在。用户可以在Excel表中按照Excel工作表的命名要求录入不同的数据（各工序的单体设备所消耗的本系统产品、辅助工序产品、企业自产产品、回收和外购产品的单耗情况；各类产品的能值；自产产品的外销情况等）。这样使得投入产出表不受具体钢铁企业生产特点的限制,使模型具有一定的通用性。本文是对首钢基础数据库的验算,在验证了MATLAB计算程序准确性的基础上,分别对首钢三个阶段的减产方案进行投入产出表的程序编制,并以工序产品产量、吨钢综合能耗、吨钢可比能耗、工序能耗、钢比系数等为主要目标函数进行相应计算,预测各阶段实施减产后,各指标的变化情况,尤其是吨钢综合能耗和吨钢可比能耗的变化。利用企业多级投入产出模型分析能源结构；计算综合能耗；预测能源需求；考核能源情况等内容,对能源管理有理论和实用价值。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1.1 我国钢铁工业能耗现状
• 1.1.1 我国钢铁工业能耗现状
• 1.1.2 节能减排—钢铁工业的历史使命
• 1.2 论文的研究内容和方法
• 1.2.1 论文的研究内容
• 1.2.2 论文的研究方法
• 1.3 系统节能的发展阶段
• 1.4 投入产出模型的发展和研究现状
• 1.4.1 投入产出分析的发展历程
• 1.4.2 投入产出模型的研究现状
• 第2章 投入产出法理论综述
• 2.1 基本概念
• 2.1.1 产品能耗
• 2.1.2 载能体
• 2.2 投入产出法
• 2.2.1 企业实物型投入产出模型的表式
• 2.2.2 企业能源投入产出模型
• 2.2.3 企业多级投入产出模型
• 2.3 能耗模型
• 2.3.1 吨钢综合能耗模型
• 2.3.2 吨钢可比能耗模型
• 第3章 首钢多级投入产出模型
• 3.1 首钢基本概况
• 3.1.1 首钢生产系统结构
• 3.1.2 基础数据库
• 3.2 首钢投入产出表的结构
• 3.3 投入产出表的设计
• 3.3.1 炼铁系统的各类产品
• 3.3.2 炼钢系统的各类产品
• 3.3.3 轧钢系统的各类产品
• 3.3.4 辅助系统的各类产品
• 3.4 数据的收集与投入产出表的填制
• 3.5 多级投入产出模型的应用
• 第4章 模型与程序语言
• 4.1 MATLAB在本文的应用
• 4.1.1 MATLAB介绍
• 4.1.2 MATLAB软件的应用环境
• 4.1.3 MATLAB软件的矩阵运算功能
• 4.1.4 MATLAB与EXCEL混合编程
• 4.2 MATLAB语言编写的数学模型
• 4.2.1 首钢多级投入产出模型
• 4.2.2 首钢能值模型
• 4.2.3 能耗模型
• 4.3 模型计算结果
• 4.3.1 首钢生产现状模型计算结果
• 4.3.2 首钢压产方案模型计算结果
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录