蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)(Steam power system, SPS)是煉油、化工類(lèi)過(guò)程工業(yè)的重要組成部分,它為過(guò)程工業(yè)的生產(chǎn)提供必要的蒸汽和動(dòng)力的同時(shí)也消耗著大量的能源。因此對(duì)石油化工等過(guò)程工業(yè)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化研究不僅能為企業(yè)提供安全、穩(wěn)定、長(zhǎng)周期的運(yùn)營(yíng)基礎(chǔ),還能提高企業(yè)的能量利用率和經(jīng)濟(jì)效益。(1)本文在現(xiàn)有的蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題研究的基礎(chǔ)上,提出了蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)多層次集成建模的思想,討論了蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)、物流結(jié)構(gòu)、功能層次結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)模型的建模方法與作用,對(duì)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的鍋爐、汽輪機(jī)等主要設(shè)備建立了非線性?xún)?yōu)化數(shù)學(xué)模型。(2)建立了蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)最優(yōu)設(shè)計(jì)與多周期運(yùn)行同步優(yōu)化的非線性規(guī)劃集成模型,模型的目標(biāo)函數(shù)中包含了設(shè)備的投資費(fèi)用和折舊費(fèi)以及與能耗有關(guān)的運(yùn)行費(fèi)用。由于季節(jié)或市場(chǎng)需求等變化因素,使得蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)各周期的蒸汽和動(dòng)力的需求量變化比較大,會(huì)造成鍋爐和透平啟停頻繁從而增加成本。本文對(duì)鍋爐汽輪機(jī)等設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的啟停問(wèn)題進(jìn)行優(yōu)化,降低運(yùn)行費(fèi)用。(3)由于引入了非線性的鍋爐與汽輪機(jī)等模型,蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)多周期運(yùn)行問(wèn)題的求解過(guò)程就變得極為復(fù)雜,單純采用傳統(tǒng)的求解方法不能有效的求解。本文討論了粒子群算法基本原理、優(yōu)缺點(diǎn)等,提出了適用于蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的改進(jìn)的粒子群算法,能夠快速準(zhǔn)確的求得最優(yōu)解。(4)應(yīng)用改進(jìn)的粒子群算法分別對(duì)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)多周期優(yōu)化調(diào)度算例和設(shè)計(jì)與運(yùn)行同步優(yōu)化算例進(jìn)行計(jì)算,對(duì)其中的多周期運(yùn)行優(yōu)化算例的結(jié)果與采用線性模型的運(yùn)行優(yōu)化算例進(jìn)行了對(duì)比,證明鍋爐效率的變化和汽輪機(jī)做功的非線性因素在系統(tǒng)優(yōu)化中是必須要考慮的因素。本文最后還應(yīng)用商業(yè)軟件Lingo.11對(duì)中海油山東海化熱電公司的蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行了多周期運(yùn)行優(yōu)化,得到了令人滿(mǎn)意的運(yùn)行優(yōu)化結(jié)果。實(shí)際算例表明,本文提出的蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)集成模型及求解策略是實(shí)用有效的,對(duì)實(shí)際蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與運(yùn)行優(yōu)化調(diào)度具有一定的指導(dǎo)意義。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類(lèi)】：TQ051;TE65
【部分圖文】：

３．３本章小結(jié)??本章建立了蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)最優(yōu)設(shè)計(jì)與多周期優(yōu)化運(yùn)行的集成模型。集成模型包括目??標(biāo)函數(shù)和約束條件。目標(biāo)函數(shù)是系統(tǒng)全周期最少運(yùn)行費(fèi)用，其中的費(fèi)用包括設(shè)備的固定??投資費(fèi)用和檢修費(fèi)、設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用、設(shè)備的啟停費(fèi)用、外購(gòu)動(dòng)力和電力的費(fèi)用；約束??條件包括單元設(shè)備的物料平衡方程、單元設(shè)備的能量平衡方程、設(shè)備能力約束、各周期??滿(mǎn)足蒸汽和電力的需求約束。??本章還介紹了粒子群算法的基本原理和優(yōu)點(diǎn)，并提出兩點(diǎn)改進(jìn)：??（１?）改進(jìn)ＣＯ的值，使它在計(jì)算過(guò)程中遞減，使算法計(jì)算初期有較強(qiáng)的全局搜索能力，??到后期局部搜索能力變強(qiáng)，從而算法的整體性能增強(qiáng)；??（２）修改Ｃｉ，?Ｃ２這兩個(gè)加速常數(shù)，使Ｃ｜能夠根據(jù)迭代次數(shù)線性遞減，Ｃ２線性遞增，??為了增強(qiáng)粒子向全局最優(yōu)點(diǎn)收斂的能力。??

應(yīng)用Ｌｉｎｇｏ軟件解求解問(wèn)題步驟簡(jiǎn)單，先根據(jù)所要求解的具體問(wèn)題，應(yīng)用該軟件中??強(qiáng)大的建模語(yǔ)言建立數(shù)學(xué)模型；再根據(jù)優(yōu)化模型，選擇Ｌｉｎｇｏ中自帶求解器對(duì)模型進(jìn)行??求解。Ｌｉｎｇｏ軟件的建模過(guò)程非常直觀，易于修改。軟件還能夠方便與Ｅｘｃｅｌ軟件完成??數(shù)據(jù)的輸入和輸出，這些特點(diǎn)都使得用戶(hù)在應(yīng)用軟件時(shí)方便高效。下圖４．６就是Ｌｉｎｇｏ??軟件的操作界面。??

３．３本章小結(jié)??本章建立了蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)最優(yōu)設(shè)計(jì)與多周期優(yōu)化運(yùn)行的集成模型。集成模型包括目??標(biāo)函數(shù)和約束條件。目標(biāo)函數(shù)是系統(tǒng)全周期最少運(yùn)行費(fèi)用，其中的費(fèi)用包括設(shè)備的固定??投資費(fèi)用和檢修費(fèi)、設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用、設(shè)備的啟停費(fèi)用、外購(gòu)動(dòng)力和電力的費(fèi)用；約束??條件包括單元設(shè)備的物料平衡方程、單元設(shè)備的能量平衡方程、設(shè)備能力約束、各周期??滿(mǎn)足蒸汽和電力的需求約束。??本章還介紹了粒子群算法的基本原理和優(yōu)點(diǎn)，并提出兩點(diǎn)改進(jìn)：??（１?）改進(jìn)ＣＯ的值，使它在計(jì)算過(guò)程中遞減，使算法計(jì)算初期有較強(qiáng)的全局搜索能力，??到后期局部搜索能力變強(qiáng)，從而算法的整體性能增強(qiáng)；??（２）修改Ｃｉ，?Ｃ２這兩個(gè)加速常數(shù)，使Ｃ｜能夠根據(jù)迭代次數(shù)線性遞減，Ｃ２線性遞增，??為了增強(qiáng)粒子向全局最優(yōu)點(diǎn)收斂的能力。??
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 戴文智;尹洪超;池曉;;PSOSA算法在蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化中的應(yīng)用[J];節(jié)能;2009年01期

2 朱占偉;韋勇;李兵;;基于(火用)概念的煉油廠蒸汽系統(tǒng)優(yōu)化分析[J];煉油技術(shù)與工程;2007年12期

本文編號(hào)：2861983