| ?【摘要】 |
?一種鋼鐵企業(yè)氧氣系統(tǒng)成本優(yōu)化的方法,屬于鋼鐵企業(yè)氧氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域。步驟包括,制氧機(jī)常規(guī)啟動(dòng)和制氧變負(fù)荷啟動(dòng),依據(jù)調(diào)度周期內(nèi)建立成本函數(shù),根據(jù)定峰谷平電價(jià)分為低成本(CL)、高成本(CH)、平成本(CA)時(shí)段,確定經(jīng)濟(jì)效益最佳的目標(biāo)函數(shù),模型的約束條件建立。優(yōu)點(diǎn)在于,可以合理地安排制氧機(jī)組的制氧計(jì)劃,降低制氧成本,保證了成本優(yōu)化計(jì)劃的可執(zhí)行性；保證了企業(yè)氧氣系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 |
| ?【主權(quán)項(xiàng)】 |
?1.一種鋼鐵企業(yè)氧氣系統(tǒng)成本優(yōu)化的方法,其特征在于,包括以下步驟：步驟(1)制氧機(jī)常規(guī)啟動(dòng)和制氧變負(fù)荷啟動(dòng),機(jī)組的啟動(dòng)成本表達(dá)式如下：?![]() ?式中,![]() 為第i臺(tái)制氧機(jī)組連續(xù)停運(yùn)時(shí)間；Ti,Normal為i臺(tái)制氧機(jī)組常規(guī)啟動(dòng)時(shí)間；Ni,cost為i臺(tái)制氧機(jī)常規(guī)啟動(dòng)成本；Ci,cost為i臺(tái)制氧機(jī)變負(fù)荷啟動(dòng)成本；TiC為i臺(tái)制氧機(jī)變負(fù)荷停運(yùn)時(shí)間；步驟(2)依據(jù)調(diào)度周期內(nèi)建立成本函數(shù),包含機(jī)組運(yùn)行成本和機(jī)組啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)成本；由收入減去生產(chǎn)成本,可以得到經(jīng)濟(jì)利潤最大化,總的收入包括氣體收入,液氧收入。總成本包括制氧機(jī)運(yùn)行成本,同時(shí)將制氧機(jī)相關(guān)設(shè)備的啟停所需要能耗納入其中,氧氣液化器啟動(dòng)和運(yùn)行成本,液氧蒸發(fā)器啟動(dòng)和運(yùn)行成本,使得優(yōu)化結(jié)果能更接近實(shí)際；總電耗表示為：?![]() ?TN為時(shí)段總數(shù)；NG為系統(tǒng)中制氧機(jī)個(gè)數(shù)；Zit為i臺(tái)制氧機(jī)在時(shí)段t的運(yùn)行狀態(tài),Zit＝1表示運(yùn)行,Zit＝0表示停運(yùn)；Fs(Uit)為i臺(tái)制氧機(jī)在時(shí)段t的運(yùn)行能耗；Uit為i臺(tái)制氧機(jī)在時(shí)段t的出力；Fl(Ult)為l臺(tái)液化器在t時(shí)段的運(yùn)行能耗；Ult為l臺(tái)液化器在t時(shí)段的出力；Yl,t為l臺(tái)液化器在t時(shí)段的運(yùn)行狀態(tài),Ylt＝1表示運(yùn)行,Ylt＝0表示停運(yùn)；Mlb為l臺(tái)液化器的啟動(dòng)能耗；H液化器臺(tái)數(shù)；B汽化化器臺(tái)數(shù)；Fr(Urt)為r臺(tái)汽化器在t時(shí)段的運(yùn)行能耗；Urt為r臺(tái)汽化器在t時(shí)段的出力；Xr,t為r臺(tái)汽化器在時(shí)段t的運(yùn)行狀態(tài),Xr,t＝1表示運(yùn)行,Xr,t＝0表示停運(yùn)；Mrn為r臺(tái)汽化器的啟動(dòng)能耗。Mvs為i臺(tái)制氧機(jī)的啟動(dòng)能耗；步驟(3)根據(jù)定峰谷平電價(jià)分為低成本(CL)、高成本(CH)、平成本(CA)時(shí)段；這種價(jià)格變化對氧氣系統(tǒng)成本影響很大,通過使制氧機(jī)在高成本階段作業(yè)數(shù)目最小化,就能夠顯著的節(jié)約電力成本,電力成本EC描述為：?![]() ?步驟(4)經(jīng)濟(jì)效益最佳的目標(biāo)函數(shù)的確定：?![]() ?![]() 為氧氣的使用量；EL為氧氣的價(jià)格；?![]() 液氧的外賣量；ES液氧的外賣價(jià)格；步驟(5)最優(yōu)的成本策略是在滿足一些邊界條件和系統(tǒng)的約束下經(jīng)濟(jì)效益最佳；模型的約束條件：①各制氧機(jī)的氧氣產(chǎn)量上下限：Gi,min≤Gi,t≤Gi,max其中：Gi,min、Gi,max為第i臺(tái)制氧機(jī)最小制氧量與最大制氧量；②液氧存儲(chǔ)設(shè)備的限制：?![]() ?其中：![]() 為液氧存儲(chǔ)設(shè)備最低、最高存儲(chǔ)液位；③系統(tǒng)變負(fù)荷的能力限制|Gi,t-Gi,t-n|≤kh其中：k為變負(fù)荷系數(shù)；a為液氧蒸發(fā)系統(tǒng)變負(fù)荷時(shí)蒸發(fā)變化量,m3/h；④氧氣液化設(shè)備能力的約束：?![]() ?其中：![]() 為t時(shí)刻氧氣液化量,m3/h；![]() 為所有液化設(shè)備的最小、最大液化量⑤氣化裝置的約束：?![]() ?式中,![]() 為t時(shí)刻液氧蒸發(fā)氧量,m3/h；![]() 為所有蒸發(fā)器的最小、最大蒸發(fā)量；⑥對于氧氣系統(tǒng),任一節(jié)點(diǎn)i,其進(jìn)入管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的流量與流出流量相等：?![]() ?其中：Qi為管段i的流量,Nm3/min；Qi-1為管段i-1的流量,Nm3/min；?![]() 為節(jié)點(diǎn)i的分流支量,Nm3/min；mj為為節(jié)點(diǎn)i-1的分流支量,Nm3/min。 |
