鋼鐵冶金行業(yè)具有大規(guī)模、長流程、高能耗的生產(chǎn)特點(diǎn)。現(xiàn)階段節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)成為我國的基本國策。在大型聯(lián)合鋼鐵企業(yè)里,蒸汽系統(tǒng)是具有大慣性、大時(shí)滯、非線性、變參數(shù)、多變量耦合等特點(diǎn)的復(fù)雜對象,在如此復(fù)雜運(yùn)行狀況下,管理人員還是基本采用粗放調(diào)度管理方式,依靠多年來的生產(chǎn)運(yùn)行所積累下的經(jīng)驗(yàn)指揮系統(tǒng)運(yùn)行,從而難以避免發(fā)生放空、降質(zhì)使用等情況,造成浪費(fèi)。因而需要對鋼鐵企業(yè)蒸汽管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化研究,提高管網(wǎng)運(yùn)行效率,保障管網(wǎng)運(yùn)行安全。本論文首先對鋼鐵企業(yè)蒸汽管網(wǎng)進(jìn)行了充分的分析和調(diào)研,基于工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)等理論,對蒸汽管網(wǎng)進(jìn)行水力熱力方程計(jì)算,并對管網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行辨識,提高耦合計(jì)算方程精度,考慮方程求解收斂速度以及滿足工程實(shí)際需要,將方程絕對平均計(jì)算精度控制在3%左右。耦合計(jì)算方程可對管網(wǎng)進(jìn)行靜態(tài)計(jì)算,對掌握管網(wǎng)當(dāng)前整體運(yùn)行工況提供有效幫助,同時(shí),管網(wǎng)計(jì)算可用于對管網(wǎng)壓力設(shè)定值的優(yōu)化。其次對管網(wǎng)系統(tǒng)中的主要汽源和用戶進(jìn)行產(chǎn)用汽方式分析,找出管網(wǎng)系統(tǒng)中的主要影響汽源和用戶,初步建立其與管網(wǎng)壓力之間的量化作用關(guān)系;再次基于貝葉斯神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,建立管網(wǎng)系統(tǒng)預(yù)測模型。經(jīng)過模型數(shù)據(jù)驗(yàn)證,模型精度滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需求,表明預(yù)測模型的有效性。最后基于決策樹理論,結(jié)合企業(yè)調(diào)度規(guī)則庫、現(xiàn)場專家知識庫以及事實(shí)庫等信息,構(gòu)建鋼鐵企業(yè)蒸汽管網(wǎng)的調(diào)度規(guī)則決策樹系統(tǒng),使得管網(wǎng)調(diào)度策略更加合理有效,大大增加管網(wǎng)綠區(qū)運(yùn)行時(shí)段。將蒸汽管網(wǎng)優(yōu)化系統(tǒng)應(yīng)用于某鋼鐵企業(yè)現(xiàn)場,系統(tǒng)投入運(yùn)行前管網(wǎng)運(yùn)行的區(qū)間分布為:綠區(qū)占72.62%,黃區(qū)占27.05%,紅區(qū)占0.33%;投入優(yōu)化系統(tǒng)后紅區(qū)工況消除,黃區(qū)運(yùn)行時(shí)間降至10.8%,綠區(qū)運(yùn)行時(shí)間提高到89.2%。應(yīng)用測試結(jié)果表明蒸汽管網(wǎng)優(yōu)化系統(tǒng)可有效增加管網(wǎng)綠區(qū)運(yùn)行時(shí)間,減少管網(wǎng)黃區(qū)運(yùn)行時(shí)間,基本杜絕紅區(qū)運(yùn)行工況,為企業(yè)蒸汽管網(wǎng)的安全高效運(yùn)行提供了有力保證。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明,鋼鐵企業(yè)蒸汽管網(wǎng)優(yōu)化系統(tǒng)可有效降低管網(wǎng)波動幅度和頻率,提高蒸汽系統(tǒng)運(yùn)行效率,進(jìn)一步保證了管網(wǎng)的運(yùn)行安全,同時(shí)根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)對蒸汽產(chǎn)量的需求進(jìn)行全局合理優(yōu)化調(diào)度,從而達(dá)到管網(wǎng)高效運(yùn)行,為企業(yè)節(jié)省成本的目標(biāo)。
【學(xué)位單位】：鋼鐵研究總院
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TF083
【部分圖文】：

圖１．１?ＩＡＰＷＳ－ＩＦ９７的分區(qū)示意圖??趙欽等對蒸汽供熱管網(wǎng)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研宄，對蒸汽管網(wǎng)分別建穩(wěn)態(tài)的熱力計(jì)算模型、水力計(jì)算模型和流量分配模型。建立管道的熱力立熱力管道的熱損失和熱媒沿?zé)崃艿赖臏囟冉怠＝⑺δＰ偷拇_定道中流動的壓力損失。供熱網(wǎng)與電網(wǎng)絡(luò)類似，均滿足基爾霍夫第一、第從而建立各管路的流量及壓力降方程。通過聯(lián)立方程組求解結(jié)果顯示，算結(jié)果誤差在５％以內(nèi)，基本滿足生產(chǎn)需求。??曹雁青等人［１９，２（）］介紹蒸汽管網(wǎng)智能化管理的策略與工程化方法，將蒸格數(shù)學(xué)模型嵌入以分布式控制系統(tǒng)為主的傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)中，形成嚴(yán)格與智能監(jiān)測技術(shù)。著重論述了建立模型的理論策略和使之能夠?qū)嵱玫墓ぁｉ_發(fā)了較為成熟的工程應(yīng)用軟件ＰＲＯＳＳ，實(shí)踐證明嚴(yán)格在線模擬與技術(shù)是蒸汽管網(wǎng)進(jìn)行管理調(diào)度的有效手段。??李世武［２１］比較了蒸汽管網(wǎng)水力計(jì)算中常用的節(jié)點(diǎn)模擬計(jì)算法和環(huán)路模，對二者的模型復(fù)雜度和求解收斂效果進(jìn)行了分析比較。文章認(rèn)為在管

網(wǎng)系統(tǒng)中部分產(chǎn)汽源來自主工序（焦化、煉鐵、煉鋼、熱軋），對這些熱蒸汽需全部回收利用。以熱軋產(chǎn)蒸汽為例，只要熱乳產(chǎn)生的蒸汽壓力網(wǎng)Ｓ２壓力則管網(wǎng)無條件接收。而能源管理部門又必須滿足各工序正常需能源，因此給能源的控制與優(yōu)化造成很大難度。??Ｓ１管網(wǎng)用汽分析??１蒸汽管網(wǎng)主要供汽源為３５ｔ啟動鍋爐，１３０ｔ鍋爐和ＣＤＱ抽汽作為備用戶只有煉鋼ＲＨ—個。??ＲＨ?煉鋼??Ｈ使用蒸汽源來自內(nèi)部產(chǎn)汽和Ｓ１供汽，優(yōu)先使用自產(chǎn)蒸汽。ＲＨ正常狀分鐘１爐連續(xù)生產(chǎn)）飽和蒸汽有余量。蓄熱器用于控制飽和蒸汽壓力，送。產(chǎn)用量與季節(jié)有關(guān)，冬季內(nèi)部用汽大。??

分汽缸—？—??噴水減溫??圖２．２?ＲＨ用汽示意圖??ＲＨ生產(chǎn)具有周期性，對Ｓ１管網(wǎng)蒸汽波動有較明顯的影響。目前Ｓ１管網(wǎng)調(diào)??節(jié)方式是根據(jù)ＲＨ生產(chǎn)節(jié)奏進(jìn)行鍋爐產(chǎn)汽調(diào)節(jié)為主＝Ｓ１管網(wǎng)蒸汽流量曲線趨勢??圖如下（橫軸為數(shù)據(jù)點(diǎn)個數(shù)，相鄰點(diǎn)時(shí)間間隔５分鐘）：??１２??
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本文編號：2847050