5公用工程系統(tǒng)能量集成綜合優(yōu)化方法-資料下載頁(yè)
2025-03-04 17:16本頁(yè)面
【正文】 k=1 上述模型是包含連續(xù)變量和整型變量的非凸、多峰、嚴(yán)重非線性的混合整數(shù)規(guī)劃 (MINLP) 問(wèn)題，傳統(tǒng)算法難以求解。采用遺傳算法將連續(xù)變量和整型變量都進(jìn)行編碼處理可以求解，但對(duì)多變量問(wèn)題，大量的連續(xù)變量編碼和解碼運(yùn)算使搜索效率受到限制。為此根據(jù)模型的特點(diǎn)，吸收遺傳算法、進(jìn)化優(yōu)劃和常規(guī)數(shù)值優(yōu)化的優(yōu)點(diǎn)，采用了混合連續(xù)進(jìn)化算法，即對(duì)整型變量采用編碼遺傳算子，而對(duì)連續(xù)變量直接采用連續(xù)化交叉、變異算子進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，可保證很高的精度 ,充分發(fā)揮兩類算子的優(yōu)點(diǎn)，提高了搜索速度和獲得全局最優(yōu)解的性能。 ④ 應(yīng)用實(shí)例 某石化公司 30萬(wàn)噸 /年乙烯裝置公用工程系統(tǒng)有工藝透平 4臺(tái)，運(yùn)行負(fù)荷均有較大余量。在不改造透平的前提下優(yōu)化整個(gè)公用工程系統(tǒng)及其換熱網(wǎng)絡(luò)。該乙烯裝置公用工程系統(tǒng)共與十一個(gè)過(guò)程相聯(lián)，其中有四個(gè)過(guò)程的 40個(gè)物流為公用工程主要產(chǎn)用汽流股。 ④ 應(yīng)用實(shí)例 對(duì)過(guò)程進(jìn)行全局夾點(diǎn)分析，可得全局公用工程分布曲線如圖 9所示。可見(jiàn)全局尚有進(jìn)一步產(chǎn)生 HP和 MP蒸汽的潛力，各級(jí)用汽亦有改用低等級(jí)蒸汽的余地，僅通過(guò)公用工程換熱網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化配置就可使現(xiàn)有公用工程系統(tǒng)的運(yùn)行條件得到明顯的改善。 ④ 應(yīng)用實(shí)例 圖 9 公用工程分布曲線圖 ④ 應(yīng)用實(shí)例 在公用工程五個(gè)溫位等級(jí)（ VHP,HP,MP,LP和 CW）一定的條件下，建立圖 8所示的超結(jié)構(gòu)。超結(jié)構(gòu)中共有 8個(gè)熱物流和 8個(gè)冷物流，對(duì)應(yīng)著可能的產(chǎn)、用汽換熱器各有 40臺(tái)。由此建立公用工程換熱網(wǎng)絡(luò) MINLP模型，模型共有 211個(gè)變量（其中有 80個(gè) 0— 1變量， 131個(gè)連續(xù)變量）， 424個(gè)約束條件。 可見(jiàn)，采用全局夾點(diǎn)分析法使原有 40個(gè)物流、200個(gè)可能換熱匹配的大規(guī)模問(wèn)題大大簡(jiǎn)化，不僅避免了組合方案爆炸問(wèn)題，而且使超結(jié)構(gòu)所包含的都是可行的和較好的方案。 優(yōu)化結(jié)果 熱物流 H1,H5,H7設(shè)置新?lián)Q熱器，熱物流 H3,H4,H6利用現(xiàn)有面積調(diào)換位置，均由產(chǎn) MP改為產(chǎn) HP蒸汽； 冷物流 C6， C7， C8設(shè)置新?lián)Q熱器，冷物流 C2利用現(xiàn)有面積調(diào)換位置，均由用 MP改為用 LP蒸汽； 其它換熱器不變。 優(yōu)化改造總投資為 ，年經(jīng)濟(jì)效益為 ，靜態(tài)投資回收期為 。 優(yōu)化結(jié)果 表 3 冷熱物流原始數(shù)據(jù)及優(yōu)化結(jié)果 三、石化企業(yè)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化 ① 蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)特點(diǎn) ② 蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)存在的問(wèn)題 ③ 產(chǎn)生上述問(wèn)題的原因 ④ 蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化的三個(gè)層次 ⑤ 蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化措施 ① 蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)特點(diǎn) 、多產(chǎn)汽點(diǎn)，多燃料來(lái)源，多壓力等級(jí)； （ 季節(jié) 、 加工量 、 生產(chǎn)方案 、 市場(chǎng)價(jià)格 ） ； ， 對(duì)能耗 、 加工費(fèi)有較大影響 。 ② 蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)存在的問(wèn)題 設(shè)計(jì)上的問(wèn)題： 、 汽輪機(jī)容量小 、 參數(shù)低且陳舊； 、 透平機(jī)組并擴(kuò)充管網(wǎng) ， 缺乏聯(lián)產(chǎn)和優(yōu)化的統(tǒng)籌規(guī)劃； ； 用量，且不可調(diào)節(jié)。當(dāng)?shù)蛪赫羝昧可贂r(shí)不得不放空。 ， 盡管中壓蒸汽用量減少 ， 但背壓蒸汽沒(méi)有充分利用 ， 造成浪費(fèi) 。 慮蒸汽輸送管線的特性，為保證管線隨時(shí)能輸送蒸汽，不得不使部分蒸汽減溫減壓。 ② 蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)存在的問(wèn)題 運(yùn)行上的問(wèn)題： ； 。 ③ 產(chǎn)生上述問(wèn)題的原因 ：設(shè)計(jì)、調(diào)度和控制三個(gè)層次之間的相互聯(lián)系； ， 將提供驅(qū)動(dòng)功作為主要任務(wù) ， 顛倒主次； 、 及其與全廠工藝生產(chǎn)的規(guī)劃進(jìn)行考慮 。 ④ 蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化的三個(gè)層次 — 控制層次 優(yōu)化內(nèi)容：蒸汽壓力、溫度的穩(wěn)定。 優(yōu)化目標(biāo)：鍋爐 、 蒸汽管線能滿足用戶 蒸汽變化率的要求 。 ④ 蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化的三個(gè)層次 優(yōu)化內(nèi)容：鍋爐 、 汽輪機(jī) 、 蒸汽管網(wǎng)的優(yōu)化 運(yùn)行；燃料 （ 煤 、 油 、 氣 、 焦 ） 的最優(yōu)利用；外部資源 （ 電 、 汽 ） 的利用 、 分時(shí)電價(jià)的利用 。 優(yōu)化目標(biāo)：運(yùn)行費(fèi)用最小。 優(yōu)化變量：鍋爐、汽輪機(jī)、蒸汽管網(wǎng)的開(kāi)、停 及負(fù)荷率。 ④ 蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化的三個(gè)層次 優(yōu)化內(nèi)容：蒸汽需求不變時(shí)對(duì)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)的 改進(jìn)；蒸汽需求改變 （ 四個(gè)方面原 因－工藝設(shè)備及總流程重組改造 、 能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 、 擴(kuò)產(chǎn) 、 新產(chǎn)品 開(kāi)發(fā) ） 時(shí)對(duì)舊系統(tǒng)的改造 、 新系統(tǒng) 的設(shè)計(jì) 。 優(yōu)化目標(biāo)：設(shè)計(jì)工況運(yùn)行費(fèi)用＋設(shè)備折舊費(fèi)最小 優(yōu)化變量：選擇鍋爐 、 汽輪機(jī) 、 蒸汽管道的型號(hào) 及安放位置 。 ⑤ 蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化措施 、全局能量系統(tǒng)優(yōu)化密切結(jié)合，確定合理的汽、電負(fù)荷； 、 低溫?zé)崂镁C合考慮充分用工藝余熱產(chǎn)汽和預(yù)熱給水以減少鍋爐負(fù)荷； ， 高效 、 經(jīng)濟(jì)規(guī)模的設(shè)備以及合理選擇燃料結(jié)構(gòu)； 、季節(jié)平衡和系統(tǒng)及管網(wǎng)的優(yōu)化監(jiān)控。 ⑤ 蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化措施 優(yōu)化措施的關(guān)鍵在于： ； ； 、分期分批、逐步實(shí)施。 謝謝！ 演講完畢，謝謝觀看！
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