新一代可循环钢铁制造流程物流与能流协调运行机制研究

基本信息
批准号:51274043
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:吕志民
学科分类:
依托单位:北京科技大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:何可太,张学军,徐钢,宋肖青,隋筱玥,安菊花,张传社,王子洋
关键词:
集成优化能流调度物流调度新一代可循环钢铁制造流程过程集成
结项摘要

New generation of recyclable iron and steel manufacturing process based on integration theory of process engineering is designed as a metallurgical closed loop production process. But from results of the actual operation, there are many theoretical issues and common technology needs further investigation. According to the process of integration optimization theory, this project is put forward to study the coordinated operation mechanism of the new generation recyclable steel manufacturing process of material flow and energy flow, to reveal the essence of laws governing the operation, and to provide theoretical guidance for scheduling and control of material flow and energy flow in order to achieve better energy saving effect. Based the research of modeling method of unit model reflecting coupling rule of material flow and energy flow, this project will develop an abstract process modeling techniques for charactering operating mechanism of material flow and energy flow, research mathematical methods of abstract process model and optimization methods for complex constraints and multi-objective model, optimize to form universal material flow and energy flow coordination operation mode and dynamic control strategy. For steel manufacturing process, theoretically, the project explore common material flow and energy flow integrated coordination model optimization theory and methods, and may be a breakthrough in the modeling and optimization technology; In practice, it will research and develop the original material and energy flow integration optimization techniques, and provide guidance for optimization model design and construction of new generation production and energy management and control center.

新一代可循环钢铁流程是以流程工程集成理论为指导设计的钢铁冶金企业闭环式生产过程,但从实际运行效果看,还有许多理论问题和共性技术有待深入研究。本课题基于过程集成优化理论对新一代可循环钢铁制造流程中物流与能流协调运行机制进行研究,揭示其运行规律本质,为物流与能流调控提供理论指导,以实现更佳的节能降耗效果。拟在物流与能流耦合运行的单体模型建模方法研究基础上,研究构建表征物流与能流运行机制的流程抽象建模技术,并研究模型数学化方法以及复杂约束多目标问题优化方法,优化形成普适性的物流与能流协调运行模式及动态调控策略。该课题在理论上探索钢铁制造流程中共性的物流与能流协调模型的集成优化理论与方法,并可能在建模方法和优化技术上有所突破;在实践上,研发具有原创性的物流与能流集成优化技术,为新一代生产能源管控中心的优化模型设计提供指导。

项目摘要

钢铁工业是物料和能源密集型工业,目前物流、能流协调调度多采用序贯式方法进行。课题研究以新一代可循环钢铁制造流程为研究对象,进行物流与能流单元运行关系和协调机制研究,以期为物流与能流调控、能流预测与平衡调度提供理论指导,实现更佳的节能降耗效果。. 结合课题任务书,主要完成如下研究工作:. 1)基于数据建模与因素结合的单体建模方法,探讨了关键工序物流和能流耦合伴生关系,实现对钢铁生产过程中重要的二次能源副产煤气产生和消耗量预测;. 2)针对经典的资源任务网(Resource Task Network)建模方法不能描述钢铁制造流中多能流与物流耦合关系,提出了描述钢铁企业物流和能流耦合运行规律、且通用的、抽象的扩展资源任务网(Extended Resource Task Network)建模方法,构建了典型工序表征模型和流程抽象模型,并将该方法用于求解铁前、炼钢两大典型工序物流和能流耦合调度优化问题;. 3)研究中利用ERTN建模与调度优化方法模型,从典型工艺设置情况、运行参数角度探讨了其对钢铁生产过程中的物流和能流耦合运行规律影响。重点研究了煤气柜数量、CCPP机组负荷、电力价格、生产负荷等重要因素影响,并从能源消耗、成本、放散等对运行提出相应建议;. 4)部分课题研究成果成功应用于企业合作的能源预测与配置优化软件设计,并在实际应用中验证了理论与方法的可行性、合理性。. 通过该课题研究,在钢铁行业物流与能流集成调度建模与优化理论方法,基本形成了单元建模、ERTN流程建模与协调运行优化的系列方法。该课题执行期间培养毕业研究生8名,发表相关学术论文11篇,达到了课题研究目标。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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