發(fā)布時間：2020-10-30 04:23

　　 蒸汽動力系統(tǒng)(Steam power system, SPS)是煉油、化工類過程工業(yè)的重要組成部分,它為過程工業(yè)的生產(chǎn)提供必要的蒸汽和動力的同時也消耗著大量的能源。因此對石油化工等過程工業(yè)蒸汽動力系統(tǒng)的運行優(yōu)化研究不僅能為企業(yè)提供安全、穩(wěn)定、長周期的運營基礎(chǔ),還能提高企業(yè)的能量利用率和經(jīng)濟效益。(1)本文在現(xiàn)有的蒸汽動力系統(tǒng)優(yōu)化問題研究的基礎(chǔ)上,提出了蒸汽動力系統(tǒng)多層次集成建模的思想,討論了蒸汽動力系統(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,對蒸汽動力系統(tǒng)的鍋爐、汽輪機等主要設(shè)備建立了非線性優(yōu)化數(shù)學模型。(2)建立了蒸汽動力系統(tǒng)最優(yōu)設(shè)計與多周期運行同步優(yōu)化的非線性規(guī)劃集成模型,模型的目標函數(shù)中包含了設(shè)備的投資費用和折舊費以及與能耗有關(guān)的運行費用。由于季節(jié)或市場需求等變化因素,使得蒸汽動力系統(tǒng)各周期的蒸汽和動力的需求量變化比較大,會造成鍋爐和透平啟停頻繁從而增加成本。本文對鍋爐汽輪機等設(shè)備在運行過程中的啟停問題進行優(yōu)化,降低運行費用。(3)由于引入了非線性的鍋爐與汽輪機等模型,蒸汽動力系統(tǒng)多周期運行問題的求解過程就變得極為復雜,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)缺點等,提出了適用于蒸汽動力系統(tǒng)的改進的粒子群算法,能夠快速準確的求得最優(yōu)解。(4)應用改進的粒子群算法分別對蒸汽動力系統(tǒng)多周期優(yōu)化調(diào)度算例和設(shè)計與運行同步優(yōu)化算例進行計算,對其中的多周期運行優(yōu)化算例的結(jié)果與采用線性模型的運行優(yōu)化算例進行了對比,證明鍋爐效率的變化和汽輪機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。本文最后還應用商業(yè)軟件Lingo.11對中海油山東海化熱電公司的蒸汽動力系統(tǒng)進行了多周期運行優(yōu)化,得到了令人滿意的運行優(yōu)化結(jié)果。實際算例表明,本文提出的蒸汽動力系統(tǒng)集成模型及求解策略是實用有效的,對實際蒸汽動力系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計與運行優(yōu)化調(diào)度具有一定的指導意義。
【學位單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TQ051;TE65
【部分圖文】：

３．３本章小結(jié)??本章建立了蒸汽動力系統(tǒng)最優(yōu)設(shè)計與多周期優(yōu)化運行的集成模型。集成模型包括目??標函數(shù)和約束條件。目標函數(shù)是系統(tǒng)全周期最少運行費用，其中的費用包括設(shè)備的固定??投資費用和檢修費、設(shè)備的運行費用、設(shè)備的啟停費用、外購動力和電力的費用；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，并提出兩點改進：??（１?）改進ＣＯ的值，使它在計算過程中遞減，使算法計算初期有較強的全局搜索能力，??到后期局部搜索能力變強，從而算法的整體性能增強；??（２）修改Ｃｉ，?Ｃ２這兩個加速常數(shù)，使Ｃ｜能夠根據(jù)迭代次數(shù)線性遞減，Ｃ２線性遞增，??為了增強粒子向全局最優(yōu)點收斂的能力。??

應用Ｌｉｎｇｏ軟件解求解問題步驟簡單，先根據(jù)所要求解的具體問題，應用該軟件中??強大的建模語言建立數(shù)學模型；再根據(jù)優(yōu)化模型，選擇Ｌｉｎｇｏ中自帶求解器對模型進行??求解。Ｌｉｎｇｏ軟件的建模過程非常直觀，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，這些特點都使得用戶在應用軟件時方便高效。下圖４．６就是Ｌｉｎｇｏ??軟件的操作界面。??

３．３本章小結(jié)??本章建立了蒸汽動力系統(tǒng)最優(yōu)設(shè)計與多周期優(yōu)化運行的集成模型。集成模型包括目??標函數(shù)和約束條件。目標函數(shù)是系統(tǒng)全周期最少運行費用，其中的費用包括設(shè)備的固定??投資費用和檢修費、設(shè)備的運行費用、設(shè)備的啟停費用、外購動力和電力的費用；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，并提出兩點改進：??（１?）改進ＣＯ的值，使它在計算過程中遞減，使算法計算初期有較強的全局搜索能力，??到后期局部搜索能力變強，從而算法的整體性能增強；??（２）修改Ｃｉ，?Ｃ２這兩個加速常數(shù)，使Ｃ｜能夠根據(jù)迭代次數(shù)線性遞減，Ｃ２線性遞增，??為了增強粒子向全局最優(yōu)點收斂的能力。??
【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 戴文智;尹洪超;池曉;;PSOSA算法在蒸汽動力系統(tǒng)運行優(yōu)化中的應用[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：2861983