钢铁厂剩余煤气在煤气柜与电厂锅炉中优化分配研究

论文摘要

本文介绍了钢铁企业副产煤气的种类及特性,指出了副产煤气回收与利用的重要性。总结了国内钢铁企业的煤气回收与利用方面的问题,针对我国钢铁企业提出了比较先进可行的回收利用煤气的方法。建立科学的、合理的煤气平衡是钢铁企业合理利用煤气的重中之重,本文通过分析影响煤气平衡的因素,给出了煤气平衡的措施。通过分析煤气的供应系统,利用数学模型对钢铁企业的剩余煤气进行合理的优化,达到了减少煤气对环境的污染、提高了煤气利用率的目的,为企业的能源管理提供了有效的手段。通过对剩余煤气在煤气柜和电厂锅炉中建立优化分配数学模型,利用LINGO软件进行求解,使钢铁企业剩余煤气合理分配。其目标函数是总费用最小,其包括中燃料费用、惩罚费用和发电效益,针对目标函数,有以下几个方面的主要约束：1)物质平衡约束,即每阶段剩余煤气量为煤气柜缓冲的煤气量与锅炉消耗的煤气量之和,锅炉消耗的煤气量为各个烧嘴消耗的煤气量之和；2)能量平衡约束,即设备要保持生产必须满足的能量要求；3)煤气柜约束,即确保煤气在煤气柜的安全容积内波动；4)锅炉烧嘴约束,即对烧嘴开启或关闭的描述；5)资源限制约束,即每个设备都在正常的工作范围内工作；6)非负约束,即每个变量的数值都必须不小于零。针对钢铁企业主生产工序后剩余煤气为高、转煤气两种和高、焦、转三种煤气的两种情况,分别利用数学模型进行求解,得到煤气的优化方案,并对模型运行的结果进行分析。通过数学模型的优化,不仅有效地避免了煤气的放散,同时还使电厂取得了最大的发电效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外发展概况
• 1.3 课题的提出
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 钢铁企业的副产煤气
• 2.1 副产煤气的种类及其特性
• 2.2 钢铁企业副产煤气的重要性
• 2.3 钢铁企业副产煤气的回收与利用
• 2.3.1 副产煤气的回收利用现状
• 2.3.2 回收利用高炉煤气
• 2.3.3 回收利用焦炉煤气
• 2.3.4 回收利用转炉煤气
• 2.4 本章小结
• 第三章 钢铁企业的煤气平衡
• 3.1 煤气供应的原则
• 3.2 煤气平衡的思路与原则
• 3.3 影响煤气平衡的因素
• 3.3.1 生产节奏对煤气平衡的影响
• 3.3.2 生产运行模式及管理制度对煤气平衡的影响
• 3.3.3 煤气柜对煤气平衡的影响
• 3.3.4 煤气输配的影响
• 3.3.5 煤气质量的影响
• 3.3.6 市场对钢铁产品的影响
• 3.4 煤气平衡的措施
• 3.4.1 编制好煤气的静态平衡
• 3.4.2 采用节能新技术新工艺,提高企业的竞争力
• 3.4.3 用缓冲用户调节动态平衡
• 3.4.4 增建煤气柜,提高管网缓冲能力
• 3.4.5 单品种与多品种煤气采取不同原则
• 3.4.6 建立能源管理中心
• 3.4.7 改善用气设施结构,建立煤气混合加压站
• 3.4.8 避免煤气的集中使用或集中放散
• 3.5 煤气平衡应注意的问题
• 3.6 煤气调配原则
• 3.7 本章小节
• 第四章 煤气优化分配模型
• 4.1 钢铁企业中的煤气柜
• 4.2 钢铁企业中的电厂锅炉
• 4.3 煤气优化分配模型
• 4.3.1 目标函数
• 4.3.2 约束条件
• 4.4 模型软件的介绍
• 4.5 本章小结
• 第五章 煤气优化分配模型的应用
• 5.1 两种煤气优化分配模型
• 5.1.1 模型中的数据
• 5.1.2 模型计算结果
• 5.1.3 模型结果分析
• 5.2 三种煤气优化分配模型
• 5.2.1 模型中的数据
• 5.2.2 模型计算结果
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文情况