| ?【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,制氧機常規(guī)啟動和制氧變負荷啟動,依據(jù)調(diào)度周期內(nèi)建立成本函數(shù),根據(jù)定峰谷平電價分為低成本(CL)、高成本(CH)、平成本(CA)時段,確定經(jīng)濟效益最佳的目標函數(shù),模型的約束條件建立。優(yōu)點在于,可以合理地安排制氧機組的制氧計劃,降低制氧成本,保證了成本優(yōu)化計劃的可執(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)濟運行。 |
| ?【主權(quán)項】 |
?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)制氧機常規(guī)啟動和制氧變負荷啟動,機組的啟動成本表達式如下：?![]() ?式中,![]() 為第i臺制氧機組連續(xù)停運時間；Ti,Normal為i臺制氧機組常規(guī)啟動時間；Ni,cost為i臺制氧機常規(guī)啟動成本；Ci,cost為i臺制氧機變負荷啟動成本；TiC為i臺制氧機變負荷停運時間；步驟(2)依據(jù)調(diào)度周期內(nèi)建立成本函數(shù),包含機組運行成本和機組啟動時的啟動成本；由收入減去生產(chǎn)成本,可以得到經(jīng)濟利潤最大化,總的收入包括氣體收入,液氧收入?？偝杀景ㄖ蒲鯔C運行成本,同時將制氧機相關(guān)設(shè)備的啟停所需要能耗納入其中,氧氣液化器啟動和運行成本,液氧蒸發(fā)器啟動和運行成本,使得優(yōu)化結(jié)果能更接近實際；總電耗表示為：?![]() ?TN為時段總數(shù)；NG為系統(tǒng)中制氧機個數(shù)；Zit為i臺制氧機在時段t的運行狀態(tài),Zit＝1表示運行,Zit＝0表示停運；Fs(Uit)為i臺制氧機在時段t的運行能耗；Uit為i臺制氧機在時段t的出力；Fl(Ult)為l臺液化器在t時段的運行能耗；Ult為l臺液化器在t時段的出力；Yl,t為l臺液化器在t時段的運行狀態(tài),Ylt＝1表示運行,Ylt＝0表示停運；Mlb為l臺液化器的啟動能耗；H液化器臺數(shù)；B汽化化器臺數(shù)；Fr(Urt)為r臺汽化器在t時段的運行能耗；Urt為r臺汽化器在t時段的出力；Xr,t為r臺汽化器在時段t的運行狀態(tài),Xr,t＝1表示運行,Xr,t＝0表示停運；Mrn為r臺汽化器的啟動能耗。Mvs為i臺制氧機的啟動能耗；步驟(3)根據(jù)定峰谷平電價分為低成本(CL)、高成本(CH)、平成本(CA)時段；這種價格變化對氧氣系統(tǒng)成本影響很大,通過使制氧機在高成本階段作業(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)濟效益最佳的目標函數(shù)的確定：?![]() ?![]() 為氧氣的使用量；EL為氧氣的價格；?![]() 液氧的外賣量；ES液氧的外賣價格；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)濟效益最佳；模型的約束條件：①各制氧機的氧氣產(chǎn)量上下限：Gi,min≤Gi,t≤Gi,max其中：Gi,min、Gi,max為第i臺制氧機最小制氧量與最大制氧量；②液氧存儲設(shè)備的限制：?![]() ?其中：![]() 為液氧存儲設(shè)備最低、最高存儲液位；③系統(tǒng)變負荷的能力限制|Gi,t-Gi,t-n|≤kh其中：k為變負荷系數(shù)；a為液氧蒸發(fā)系統(tǒng)變負荷時蒸發(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i,其進入管網(wǎng)節(jié)點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i的分流支量,Nm3/min；mj為為節(jié)點i-1的分流支量,Nm3/min。 |
