钢铁生产过程中,消耗煤和焦炭的同时,也产生了大量的副产煤气"副产煤气作为钢铁企业中重要的二次能源,占企业总能源的消耗的30%左右"副产煤气的如何利用,关系着企业能源利用的水平和能耗的水平"钢铁企业的副产煤气大多包括高炉煤气!焦炉煤气和转炉煤气"副产煤气之所以放散严重,主要是因为副产煤气的发生量和消耗量随着生产状况的改变而经常波动,造成了剩余煤气的频繁变化,而企业自身对剩余煤气的管理缺少有效的手段。
到目前为止,一些国内的钢铁企业还没有设置煤气柜,虽然一些钢铁企业设置了煤气柜,煤气柜也只是起到保护安全生产的作用,而没有起到缓冲煤气的作用"从现在查得的资料可以证明,日本的富士钢铁公司和澳大利亚布罗赫尔公司在1885年就建成了高炉煤气柜[#]"储气柜的大量兴建还是在19世纪末20世纪初,特别是日本的钢铁联合企业中普遍建立了煤气储柜,而在我国,直到进入七十年代,国内的钢铁企业从合理利用副产二次能源!减少大气污染的角度出发,才开始考虑煤气柜的建设问题"另外,大多数企业的电厂锅炉所缓冲的煤气量也是人们凭着经验来设定的,锅炉所缓冲的煤气量的变化范围很小,这些都是造成了煤气放散严重的原因。
Fukuda在1986年通过对能源需求的预测和-能源需求的最优化提出.了一个最优的能源分配控制方法"他用;外部输入的自回归滑动平均模型来进!行对能源的预测,使用梯度下降法来使能源需求最优。
日本的Akimoto在1991年建立了一个煤气最优分配的MILP模型,模型中主要考虑的是煤气柜最优控制和和煤气最优分配"该模型通过对煤气的放散!气柜中煤气的波动和负荷的变化等应避免的情形加以一定的惩罚使得煤气达到最优的分配"模型在川崎钢铁得到应用,取得了令人满意的节能效果。
意大利的Bemporad和Morari在Akimoto所建立的模型的基础上,在r999年提出了一个混合逻辑动力系统的控制框架,应用到钢铁企业的煤气供应系统中"该系统是由一些相互依赖的自然规律!逻辑法则和操作约束组成。
韩国的Kim和Han在2003年提出了一个关于钢铁生产过程中多周期最优化的煤气供应系统模型,模型以煤气放散最少!重油消耗最少!锅炉烧嘴变化的最少为目标函数,模型中用整数连续变量来表示燃料负荷的变化,用二进制变量来表示锅炉烧嘴的开启和关闭,通过计算模型在相互冲突的目标上找到了煤气柜的最佳操作和煤气的最优分配。
韩国的Hul和Natori在19%年通过引入设备开启和关闭的费用,建立混合整数模型找到了电厂设备的最佳操作方式"与电厂中通常使用的线性规划和非线性规划相比较,该模型不仅能解决当前时间内的电厂最优化问题,还能用来解决未来一段时间内的电厂最优化问题。
美国的Iyer和Grossmann在1997年通过用一种二层分解的方法建立MILP模型来解决电厂的多周期问题"该模型与用分支定界法建立的模型相比较,大大减少了计算的时间,并且在总费用上也节省了5%以上。
韩国的Kim和Han在2002年提出了一个启发式的联合动态规划方法,来解决电厂的多周期规划问题"Yi也用这种方法来解决电厂的多周期规划问题。
加拿大的singh在2000年提出了一个与模型预测控制相类似的关于汽油混合过程的实时最优化模型,模型中包括汽油的混合范围和一个随机扰动模型"该实时最优化模型为炼油厂带来了可观的效益[。
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