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基于改进ESN的高炉煤气系统预测方法的研讨

日期:2018年01月15日 编辑:ad201011041017385627 作者:无忧论文网 点击次数:1112
论文价格:150元/篇 论文编号:lw201208192008489150 论文字数:20000 所属栏目:控制工程论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis

 
1绪论1.1研究背景钢铁工业的发展是衡量一个国家工业水平的重要标志之一,随着我国钢铁企业的发展,我国钢铁产量已居世界首位。现代钢铁业的竞争主要体现在质量、品种和成本等方面。能源消耗成本是钢铁工业的主要成本之一,占整个产品成本的10-20%}1}。高能源消耗不仅导致钢铁产品成本的增加,而且也意味着更多的污染和排放。因此在钢铁企业搞好能源管理工作,对企业生产所需的能源进行优化调度以达到能源动态平衡和优化利用,节约能源,提高能源利用率,对于降低企业生产成本,提高钢铁企业竞争力具有重要的意义。就国内钢铁企业的生产实际情况来看,其能源系统的结构复杂,所涉及的能源种类繁多,且能源之间相互关联,因此在能源管理系统上实现企业能源的综合预测、平衡及优化调度具有很大的难度。就上海宝钢能源目前的整体来看,共有十多种介质,其主要能源介质有煤气(高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气)、蒸汽、电力、氧气和氮气等。大部分能源介质之间存在多种传输和转换路径。以高炉煤气(BlastFurnaceGas,BFG)为例,其消耗主要包括:1)可作为动力能源为厂级电厂发电使用;2)可直接作为电炉、连铸以及轧制生产过程的设备耗能使用;3)可供低压锅炉工作,用于产生流程中所需的蒸汽能源;4)作为炼焦过程的补充能源使用;5)BFG的二次利用,再次用于高炉炼铁燃耗;6)热损失。此外,从产线(设备)对能源的需求角度来说,也往往是利用多种能源,甚至是多种混合能源来参与设备的生产作业。以电厂发电所为例,其消耗的能源包括:1)高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气,或者其多种混合物;2)动力煤粉;3)重油等等。从整体能源的使用情况以及二次能源的产生来看,煤气能源是目前优化调度的重点,原因是:1)煤气中的高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气是优质气体燃料,占企业总能耗的比例很大,是宝贵的能源资源;2)煤气在整个生产过程中的诸多阶段均有使用,其覆盖了从炼铁原料到冷轧成品生产的各个环节;3)煤气的再利用率和放散率直接影响到整个企业的节能减排效果。高炉煤气在上述三种煤气中热值最低,其生产过程复杂,且产出波动大。以上海宝钢为例,高炉煤气发生源为4座高炉,其输配系统由管网、煤气柜、混合站、加压站组成;用户主要包括焦炉、热轧加热炉、冷轧热处理、化产、合成、低压锅炉、发电厂等等。一般情况下,企业在对煤气调度和平衡调整不善时,首先选择将高炉煤气作放散处理,导致产生大量的有害气体对环境造成了污染。因此科学预测高炉煤气的发生量和使用量,制定合理的高炉煤气使用计划,实现高炉煤气系统的平衡,是减少煤气放散,实现整个煤气系统平衡,从而提高企业节能降耗水平的重要方面。1.2国内外研究现状目前国内外许多大中型钢铁企业通过构建能源系统或能源管理中心对企业能源的生产运行状况进行集中统一的监视、控制、调度和管理,以确保生产用能的稳定供应,达到能源的平衡1210上世纪70,80年代日本、韩国钢铁厂将集散控制技术、分析决策系统、智能控制和智能管理用于能源的综合平衡和管理,对能源介质管网进行集中管理和监控,完成了能源介质的统一转换和分配。目前日本、欧美一些大型钢铁企业应用全新的能源控制技术,将信息网络技术、自动化技术、现场工艺技术充分融合,形成了网络化的能源平衡控制框架,促进了能源在线管理和优化平衡调度水平的进一步发展f3,41。印度钢铁企业利用仿真优化技术、预测分析技术对钢铁厂整个能源介质系统建立了具有多功能的三角能源管理模型,给出了基于专家经验的智能操作指导系统(IntelligentOperatorGuidanceSystem)的硬件及软件架构,此系统接受现场数据和预测分析数据,通过内置的平衡模型将能源情况历史数据进行自训练、自学习后,对能源的平衡及其优化调度提供自动在线指导[s}0虽然上述钢铁企业能源平衡及优化的技术己有相关报道,但是由于市场竞争和企业的根本经济利益的目的,各国的研究人员都视各自科研成果为至宝,轻易不肯输出,在阐述所研究的模型时都作了相当地简化,问题描述更加抽象,忽略了许多实际应用中必须考虑的约束条件,其研究成果对于我国冶金流程行业的能源管理发展有一定的借鉴作用,但是更具体的技术细节还有待于做深入的研究;另一方面,由于各国钢铁行业制造执行系统的管理模式不尽相同,适用于其它国家钢铁企业的能源管理系统很可能不适于我国的管理模式。因此,必须从我国钢铁企业的实际出发,研究适于本国企业的能源综合平衡及优化调整方案,从而紧跟国际先进技术水平,进一步带动国内大中型钢铁企业完成合理利用能源、降低能耗的重任。国内目前几个特大钢铁企业已相继建成了能源管理中心,并取得了一定的实践经验。例如宝钢能源管理系统(EnergyManagementSystem,EMS)对17种能源介质实现统一平衡,集中调整、分配和管理,实时协调各个用能单位之间的能源介质供需量,有效降低能源系统放散率,取得了明显的效果[f21;鞍钢能源管理中心集中对企业的电力、

 

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摘要 4-5
Abstract 5
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