[發明專利]一種鋼鐵企業中煤氣和蒸汽系統的調度方法、設備和系統

有效

• 申請號: 201410367656.7
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104102212B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 蘇宏業;楊彥鋼;侯衛鋒;康聰慧;李志強;張路恒
• 申請（專利權）人: 浙江中控軟件技術有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 任蘇亞,王寶筠

技術領域

本申請涉及信息技術領域，特別涉及一種鋼鐵企業中煤氣和蒸汽系統的調度方法、設備和系統。

背景技術

鋼鐵行業是一個高耗能產業，在國家工業總能耗中占有相當大的比重，同時它也是造成環境污染的重要放散源，因此，實現鋼鐵生產的節能減排具有較大的經濟和社會效益。一個大型鋼鐵企業實際生產過程可分為燒結、焦化、煉鐵、煉鋼和軋鋼等單元。其中焦化、煉鐵和煉鋼的生產單元除生產各自特定的產品外，還副產焦爐煤氣、高爐煤氣和轉爐煤氣。這些副產煤氣仍有較高的熱值，是重要的二次能源，若不加以合理利用，就會造成能源浪費和環境污染。通常這些副產煤氣會作為燃料重新進入生產系統供生產，或進入鍋爐系統生產蒸汽以滿足生產裝置對蒸汽的需求以及供發電機自發電所用。

在現有技術中，典型的鋼鐵企業煤氣和蒸汽系統參考圖1所示，其中煤氣系統包括焦爐、高爐和轉爐等煤氣產生裝置，煉鐵、煉鋼和軋鋼等生產單元，以及氣柜、鍋爐和火炬放散點等煤氣緩沖用戶。蒸汽系統通過鍋爐與煤氣系統相銜接，具體包括了鍋爐、生產系統(如高爐供風)和發電機。實際運轉中，由焦爐、高爐和轉爐產出的三種副產煤氣優先分配給各生產單元作為燃料，剩余的煤氣或進入氣柜存儲，或被用于燃燒鍋爐以生產蒸汽。當氣柜和鍋爐的煤氣吞吐、消耗均處于各自上限，但仍有煤氣剩余時，則會通過火炬放散。同樣，鍋爐在產出蒸汽后，蒸汽分配優先滿足生產的需求(如高爐供風)，剩余蒸汽再被用于發電。產出的電能用于補充企業外購電量，以滿足企業的電力需求。

但是發明人發現現有技術存在以下問題：由于企業外購電存在峰谷時段和峰谷電價，為了節省成本，調度人員通常會調節氣柜煤氣庫存，以盡量使發電機在用電峰時多發電，從而減少峰時外購電量，甚至不惜以減少谷時發電量為代價。而且，一般情況下，調度人員只側重對單一煤氣或蒸汽系統進行預測和優化調度方面的研究，當現場發生改變，如裝置的增減、管線的重新部署，調度模型難以實現靈活組態更新。鋼鐵企業的煤氣和蒸汽系統本身是一個龐大而復雜的系統，體現在能源用戶的繁多，相互間關系的復雜，也體現在能源產耗階段性不平衡所帶來的沖擊，因此如何調度就顯得尤為重要。

綜上所述，大型鋼鐵企業的煤氣和蒸汽系統在滿足生產的情況下，如何通過調度，減少煤氣放散，增大發電量，尤其是增大峰時的發電量具有很大的經濟和環保意義，成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

基于發明人發現的目前調度中存在的問題，本申請所要解決的技術問題是提供一種鋼鐵企業中煤氣和蒸汽系統的調度方法，用以解決現有技術中由于煤氣和蒸汽系統的龐大和復雜，而使得人工調度的難度較大以及調度結果不夠準確的問題，從而對煤氣和蒸汽系統實現優化調度和調峰發電。

本申請還提供了鋼鐵企業中煤氣和蒸汽系統的調度應用服務器及系統，用以保證上述方法在實際中的實現及應用。

為了解決上述問題，本申請公開了一種鋼鐵企業中煤氣和蒸汽系統的調度方法，所述方法部署于鋼鐵企業中煤氣和蒸汽系統的調度應用服務器上，所述調度系統還包括為調度應用服務器提供數據輸入和存儲的綜合數據集成平臺服務器；所述方法包括：

從所述綜合數據集成平臺服務器獲取煤氣和蒸汽系統的能源產耗歷史數據，以及，用戶確定的調度參數，其中，所述煤氣和蒸汽系統的能源產耗歷史數據包括：煤氣產生裝置的歷史煤氣發生量，和，生產用戶的歷史煤氣、蒸汽消耗量；其中，所述煤氣產生裝置包括：焦爐、高爐和轉爐，所述生產用戶包括：燒結、焦化、煉鐵、煉鋼和軋鋼；所述調度參數包括：煤氣熱值、調度周期數、電力峰谷時段及價格、各類煤氣和蒸汽價格、各生產用戶的負荷上下限、鍋爐和發電機生產負荷的波動系數；

利用所述煤氣和蒸汽系統的能源產耗歷史數據，預測未來數個周期煤氣產生裝置的煤氣發生量和各生產用戶的煤氣、蒸汽消耗量；

依據所述調度參數、預測得到的煤氣產耗量數據、預測得到的蒸汽消耗量數據，以發電效益最大化、能源系統穩定性最佳為優化目標，通過對調度模型的優化求解，確定煤氣和蒸汽系統中能源用戶的優化調度策略，其中所述能源用戶包括：生產用戶、鍋爐、氣柜、混合站、放散點和發電機。

優選的，所述依據所述調度參數、預測得到的煤氣產耗量數據和預測得到的蒸汽消耗量數據，以達到經濟效益最大化、能源系統穩定性最佳為目標，通過對調度模型優化求解，確定對煤氣和蒸汽系統中能源用戶的聯合優化調度策略，包括：