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考虑环境因素的蒸汽动力系统运行优化研究

蒸汽动力系统为化工、炼油等过程工业提供工艺蒸汽、动力、电力和热能等;同时它是耗能的大户,也是环境污染的主要来源。蒸汽动力系统的运行调度对过程工业的能源利用率和环境污染控制具有重要影响,因此,研究蒸汽动力系统的运行优化对过程工业的节能降耗和减少污染物排放具有重要意义。本文主要研究内容如下:(1) 本文在对蒸汽动力系统包括锅炉、汽轮机、燃气轮机、余热锅炉等主要设备性能分析的基础上,建立了反映各设备性能的数学模型。并在此基础上,根据各设备实际运行的情况,总结出机组设备优先运行的七条规则,该规则能定性地指出在某工况下由某设备优先运行能使系统的运行经济性最好。(2) 在蒸汽动力系统运行的研究中引入了污染物排放问题,并建立了各污染物的数学模型。使蒸汽动力系统运行优化不仅考虑经济性,还要考虑环境污染问题。(3) 根据蒸汽动力系统优化建模理论,综合考虑了蒸汽动力系统各设备运行过程中的启停费用、锅炉效率变化的非线性、汽轮机做功的非线性和蒸汽动力系  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

广东工业大学
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基于减排工艺优选的蒸汽动力系统多目标设计优化研究

蒸汽动力系统是过程工业企业能量系统不可或缺的一部分,作为企业的耗能大户,蒸汽动力系统的能耗在整个过程工业企业中占有相当大的比例。随着能源形势和环境污染问题的越发严峻,如何对蒸汽动力系统结构进行设计优化操作,使得设计出来的蒸汽动力系统在降低运行成本、提高能源利用效率以及减少污染物排放方面均能达到比较优化的效果,是解决现阶段能源和环境问题的重要途径。首先,本文在传统蒸汽动力系统以经济性作为优化目标的基础上,提出了基于减排工艺优选的蒸汽动力系统设计优化概念。以集成建模的思想为指导,建立了蒸汽动力系统与各种成熟减排工艺集成的设计优化超结构模型,对锅炉、燃气轮机、汽轮机等蒸汽动力系统的主要设备建立了相应的设计层次数学模型。与此同时,建立了各种成熟减排工艺的物理结构模型,以及服务于设计优化的减排工艺系统的污染物排放量计算模型和能耗模型。蒸汽动力系统的设计优化过程本身就是一项涉及多方面问题的复杂系统工程,集成减排工艺系统之后,系统将变得比原来...  (本文共96页) 本文目录 | 阅读全文>>

浙江大学
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石化企业蒸汽动力系统优化调度研究与应用

蒸汽动力系统是石化企业能源系统的重要组成部分,为企业生产提供必不可少的蒸汽、电力、动力等公用工程,是企业正常平稳运行的基础,也是环境污染的重要来源之一。在节能减排的新形势下,对蒸汽动力系统的进行运行优化将在一定程度上提升企业的经济效益,减少污染物排放,提高企业综合竞争力。经过多年的发展,以降低经济成本为目标的蒸汽动力系统优化研究已较为普遍,但是在优化中对环境因素的考虑尚不充分,在生产实践中的应用也更为少见,因此对于该课题的研究更为迫切。本文主要对考虑经济因素和环境因素的石化企业蒸汽动力系统运行优化展开研究,并在此基础上实现了蒸汽动力系统运行优化软件的开发,主要工作如下:(1) 综述了石化企业蒸汽动力系统的应用背景和发展情况,总结了目前石化企业蒸汽动力系统建模方法和求解方法研究现状,分析了目前优化建模中存在的问题,论述了考虑经济成本和环境成本的蒸汽动力系统多目标运行优化研究及应用的必要性。(2)抽象出了石化企业蒸汽动力系统运行优化...  (本文共96页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
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石化企业蒸汽动力系统运行优化研究

蒸汽动力系统是石化企业的重要组成部分,同时消耗大量燃料而产生大量污染物,造成了严重的环境问题。因此,蒸汽动力系统的优化操作,不仅是石化企业节能降耗、提高效益的重要途径,也对环境保护和人类社会的可持续发展有着重要的意义。依据蒸汽动力系统自身复杂运行特性对其进行深入理解和分析,是制定系统合理的运行优化方案的前提,对实现石化企业能量系统总体优化也至关重要。本文在阅读大量国内外与蒸汽动力系统多层次集成建模体系结构相关文献基础上,建立了蒸汽动力系统物理结构、流结构、功能层次模型和蒸汽动力系统多周期运行优化的数学模型。并基于粒子群算法收敛速度慢、全局寻优能力弱的缺点,提出了一种新的优化算法——线性变化参数的粒子群(ICPPSO)算法,对约束的处理进行了简化,把约束问题转化为无约束优化问题。运用ICPPSO算法对部分文献中的算例和实际算例进行优化求解,与其他方法相比能很快得到运行优化方案,降低了大量运行成本,表明了其实用性和有效性。石化企业中...  (本文共129页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
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变参数蒸汽动力系统多周期优化

蒸汽动力系统是过程工业的重要组成部分,蒸汽动力系统在向工艺过程提供动力、电力、热、工艺蒸汽等的同时本身也消耗大量的能源,其能耗在整个石化企业中占有相当大的比例,它的安全、稳定运行是企业安全、稳定、长周期运行的基础。蒸汽动力系统的优化运行对石化企业的安全生产和成本控制具有重要的影响。因此,优化蒸汽动力系统的操作,降低运行成本,是石油化工业节能降耗、提高效益的重要途径。首先,本文在总结前人在蒸汽动力系统优化的工作成果的基础上,针对蒸汽动力系统的特点,将过程能量系统多层次集成建模的思想应用到蒸汽动力系统,阐述蒸汽动力系统的物理结构、流结构、功能层次结构模型,对蒸汽动力系统中包括锅炉、汽轮机、余热锅炉等主要设备建立适用于集成优化求解的数学模型。其次,本文建立了确定性参数条件下的考虑设备启停费用的蒸汽动力系统多周期最优运行的混合整数线性规划模型,并将锅炉和汽轮机的模型根据实际运行情况进行了合理的线性化,这样既保证了系统运行优化求解精度,又...  (本文共74页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
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基于随机规划的不确定蒸汽动力系统优化设计

目前我国的能源和环境问题日益严峻,石化企业的节能减排势在必行。其中蒸汽动力系统是过程工业的重要组成部分,它消耗大量的一次能源为过程系统提供蒸汽、电力等。在实际蒸汽动力系统优化设计中不可避免包含蒸汽电力需求变化、能源价格波动等不确定因素。不确定因素会使系统操作偏离最优设计状态,造成设计策略保守或过程不合理,甚至带来安全隐患,所以在蒸汽动力系统设计中进行不确定优化研究具有重要的理论和实际意义。因此,本论文提出应用随机规划策略对不确定蒸汽动力系统设计优化进行研究。首先分析了蒸汽动力系统设计包含的不确定因素的特性及其对系统优化目标和约束条件的影响。将不确定因素的表达分成两类:基于时间变化表达和基于发生概率表达。对基于时间变化表达的因素,转化为多周期问题进行处理;对外部工艺过程变化引起的汽电需求不确定波动等基于发生概率表达的因素,应用随机规划策略补偿不确定参数的实现可能引起的约束背离。建立多周期带补偿的随机规划MILP模型对蒸汽动力系统进...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>