钢铁企业能源系统网络模型仿真及组态的研究与实现

以钢铁企业为研究对象,以各工序及设备间的物质流、能量流及其产消转换关系为基础,把整个钢铁企业划分为五个子系统：生产系统、能源转换系统、回收系统、库存系统、连接系统,分别建立了能源产消单元模型,接着建立了整个企业的能源系统网络模型,并定义了其形式化模型,然后设计开发了用于钢铁企业能源仿真的工厂组态软件。针对某钢铁企业能源系统的现状,利用所开发的组态软件,设计出能源系统的组态模型,通过仿真计算,对仿真模型和组态软件进行了验证,仿真数据与实际数据误差较小,能够反映企业能源产消现状。     

基于能源网络节点输入输出模型的能量流动态仿真

建立能量流网络节点输入输出动态模型是从系统和全局角度了解节能降耗环节及进行多介质协调优化的关键。从能量流网络结构出发,以冶金流程工程学为理论基础,研究了能量流网络中主工序生产单元节点的消耗回收模型、能源单元节点的生产消耗模型。以某钢铁企业实际数据为基础,进行了能量流网络节点输入输出动态仿真,仿真结果表明所建立的能量流网络节点模型误差较小,可有效模拟实际钢铁企业能源调配。所做研究对企业进行计划排产,不同工况下的调度分配具有指导意义。     

钢铁企业电力系统能源仿真模型研究

为了缓解钢铁工业能耗占全国能源消耗比例逐渐增高的趋势,以首钢京唐钢铁联合有限责任公司生产历史数据为依据,通过研究生产过程中的物料平衡和能量平衡方程,以及逻辑关系算法,建立钢铁企业电力系统能源仿真模型,包括消耗、回收和转换模型。对比分析不同工况下电力仿真模型的输出反应,获得了理想的结果,可以达到钢铁企业节能降耗的目的。     

不同生产负荷下副产煤气调度建模和仿真

钢铁企业不同的生产负荷会影响副产煤气的产生量和消耗量,为了获得更大的经济效益,需要针对钢铁企业不同的生产负荷,对缓冲设备的副产煤气消耗进行优化分配。基于线性规划,以系统运行成本最小为目标函数,建立钢铁企业不同生产负荷下的副产煤气调度模型。利用Visual Studio 2013平台开发了副产煤气调度仿真系统,通过对高炉在不同生产负荷下的生产实例仿真,验证了模型的有效性。     

钢铁企业煤气-蒸汽-电力系统耦合优化调度

钢铁企业在不同工况下煤气的富余量以及蒸汽和电力需求量不同,为了获得最大的经济效益,需要针对不同工况条件进行煤气-蒸汽-电力系统的实时优化调度。基于线性规划,以系统运行能源成本最小为目标函数,建立钢铁企业煤气-蒸汽-电力系统不同工况下的耦合优化调度模型。模型的调度间隔为5 min,通过LINGO求解出模型的最优解,得到不同工况下煤气、蒸汽、电力的最优实时生产调度方案,用于指导实际生产。利用S钢铁企业实际数据进行实例分析,得出的调度方案可实现煤气-蒸汽-电力系统的最优化分配,降低系统运行的能源成本,验证了模型的有效性。     

基于EM-plant的铁水运输调度系统建模与仿真

基于EM-plant物流仿真平台,根据钢铁企业初步设计相关数据,并结合各工位的工作制度,建立了从高炉炼铁车间到转炉炼钢车间的铁水物流仿真模型。通过该模型可对某一段周期内的铁水运输单元、生产单元和移动单元进行动态模拟,得以实现对铁水运输线各相关参数的仿真计算,为铁水物流线整体布局的设计提供理论依据,达到能源和资源的最优配置。     

基于MIND方法的钢铁企业能源系统集成优化

钢铁企业生产系统结构复杂,含铁物质流和含碳能量流相互交错,形成庞大的物质流、能量流网络,能源系统涉及参数多,错综复杂,节能减排工作面临较大难度。MIND方法是一种面向企业级能源系统建模和优化的方法,是从系统的角度考虑节能方法。以钢铁企业物质流、能量流数据为基础,通过MIND建模方法,构建了某钢铁企业能源系统集成优化模型,通过CPLEX进行求解,并对结果进行了分析。研究结果表明：所建立的能源系统优化模型符合企业实际,误差小于1.5%;通过提高能源转换水平、主生产能力和外加含铁物流用量等参数,得到了生产优化方案,降低了能源消耗。     

Excel函数在能源数据分析中的应用

分析钢铁企业能源管理中能源数据分析的意义、要求。根据实际生产管理中不同的场景及不同的需求,提出了利用SLOPE及LINEST函数解决实际问题的方法论,并对生产中一些实际情况通过数据分析的方式进行解析,为能源管理提供一种思路。     

钢铁企业轧制计划与能源调度协同优化

钢铁企业物质流网络与能量流网络的协同优化是实现钢铁行业高层次系统节能的关键。钢铁企业在不同工况下煤气的富余量以及蒸汽和电力需求量不同,轧制工序(含加热炉)作为电力和煤气消耗大户,轧制计划的改变会影响能量流网络中能源介质的分配和调度。提出了钢铁流程物质流与能量流协同优化方法,在分时电价的条件下,利用启发式规则调度方法对一天内的轧制单元进行合理的排程,然后用线性规划方法以系统运行能源成本最小为目标函数,建立钢铁企业煤气 蒸汽 电力系统不同工况下的耦合优化调度模型。通过LINGO求解出模型的最优解,得到了轧制单元的最优排程以及不同工况下煤气、蒸汽、电力的最优实时生产调度方案,用于指导实际生产。利用S钢厂实际数据进行实例分析,得出的调度方案可实现煤气 蒸汽 电力系统的最优化分配,系统运行的能源成本降低8.54%,验证了模型的有效性。     

基于混合Petri网的钢铁企业能量流网络模型研究

针对当前钢铁联合企业节能任务艰巨及降耗途径亟需突破的情况,为实现钢铁企业能量流网络系统的高效运行,在分析钢铁企业运行中各种能量流网络系统特性的基础上,结合各系统连续和离散运行要求,利用混合Petri网建模元素和建模方法,构建了钢铁企业能量流网络系统混合Petri网模型,通过该模型可以实现对钢铁企业能量流网络系统的动态变化规律和行为机理的分析研究。基于某钢铁企业能量流网络系统历史数据,证明了该建模方法及所建模型的正确有效性,为企业能源系统的优化及进一步深入研究生产过程中物质流和能量流的耦合机制提供指导。     

28000m^3/h空分装置先进控制及自动变负荷技术的应用

通过控制系统的升级改造,以先进控制系统为工具,实现空分装置的自动变负荷调节,有效地解决了空分行业氧气放散率居高不下的问题,实现了节能降耗的目的。     

钟式高炉炉顶压力控制模型研究与应用

通过自主研发钟式高炉炉顶压力控制模型,解决钟式高炉控制系统存在突变和叠加调节的技术难题,实现钟式高炉炉顶压力的稳定控制,在满足高炉对炉顶压力精度需求的同时实现了二次能源的高效利用。     

变频调速在彩涂板生产线加热炉风机系统中应用的探讨

通过对风机系统特性曲线分析,可以应用变频调速装置,取代原系统利用电动执行机构驱动风门挡板来调节风量的办法,和PLC系统构成闭环PID调节控制系统,实现对风机风量的直接自动控制,以此解决风机长期在恒压恒速、低负荷、低效率下工作,达到节能降耗的目的。     

变压吸附制氢工艺填料结构优化与尾气回收方案探讨

针对济钢冷轧焦炉煤气变压吸附制氢机组存在的实际问题进行分析,通过对脱硫罐和预处理罐填料结构进行优化,解决了机组因脱硫、脱萘不充分导致设备故障频繁,机组作业率降低的问题;通过对制氢尾气的回收利用,解决了90%以上的尾气放散,节约了能源,保护了环境,改造基本达到了预期目的。     

Structural Dynamics and a Virtual Prototype Simulator of the HAB System for Oil Sands Production

Crude oil and gas are strategic commodities for U.S. national energy security. The demand for fossil fuel energy will continue to grow amid dwindling global supply. Other energy sources, such as oil sands and heavy oil production, are expected to provide a significant portion of the anticipated shortfall with diversity. The drive towards economic oil sands recovery has become a focal point in the pursuit of low-cost, bulk production methods for competitive oil sands production. The hopper-attached belt-wagon (HAB) system is one of the potential economic haulage systems being pursued towards this strategic goal. The use of this technology will introduce unique dynamic, design, and implementation problems that must be articulated, modeled, and solved via advanced research. The HAB system kinematics and dynamics have been modeled as a planar mechanism of six-bar linkages using the Newton-Euler formulation. A virtual HAB prototype model has been developed and simulated in the automatic dynamic analysis of mechanical systems software environment. The computational simulation results show that the required joint torques vectors vary with time and the HAB system has good operating characteristics. The main novelty of this research is the application of the Newton-Euler-Kutzbach formulation and virtual engineering for creating efficient equipment-formation models toward economic haulage of materials.     

Optimization-Based Simulation and Design of Tile Drainage Systems

Optimization-based models for simulation of tile drainage systems are formulated and solved with a finite-difference approximated Richard's equation as an embedded constraint. The solution methodology minimizes the sum of absolute violations of the discretized variably saturated porous media flow equations. The optimal design minimizes the sum of the pressure heads to obtain optimal drain locations and discharges for a given lateral spacing. The projected augmented Lagrangian method of nonlinear programming is used to solve the optimization models. The performance of the simulation is verified using the steady-state square embankment drainage problem. Thereafter, the simulation and design models are solved for a hypothetical tile drainage system. The results demonstrate the capability of the models.     

平面包络环面蜗杆理论及技术发展综述

平面二次包络环面蜗杆副由于其优异的性能成为当代蜗杆传动的皇冠,新型传动的代表.曲率修型原理的提出,解决了平面包络环面蜗杆的核心理论和最优齿形的问题;计算机技术在平面包络环面蜗杆的设计、制造中的应用取得了突破性的成果,优化设计和数字仿真解决了平面包络环面蜗杆副几何参数和工艺参数设计的难题;多年来一直成为平面包络环面蜗杆副推广障碍的参数系列化、标准化得到初步解决;滚刀CAD和辅助工艺设计极大地提升了工作效率;成套加工设备和工装的开发为平面包络环面蜗杆副的制造提供了良好的硬件;数控加工软件和技术的开发必将成就平面包络环面蜗杆的智能制造.新的理论和技术对环面蜗杆的推广应用将起到很好的促进作用.     

稀氧燃烧对倾动炉收尘系统的影响及改造实践

介绍江西铜业集团贵溪冶炼厂倾动炉使用稀氧燃烧后,收尘系统中布袋板结、腐蚀严重,收尘效率降低。通过对石灰添加系统、空气冷却器改造、环境集烟系统控制,解决了布袋板结、腐蚀的问题,使得收尘系统运行顺畅,收尘效率提升。     

6 m焦炉长期使用焦炉煤气的热工研究

通过对6 m大容积焦炉长期使用焦炉煤气加热进行热工研究,解决使用过程中出现的问题,总结出使用焦炉煤气加热时合理的热工制度.