关键词：炼厂;;生产工艺系统;;能量系统;;氢气系统;;耦合模型;;多系统集成优化
摘 要：炼厂由多个系统构成:生产工艺系统负责石油的炼制与产品输出,氢气系统为生产系统的附庸为其提供加工过程中所需的各纯度氢气,能量系统为上述系统提供能量与蒸汽。在优化过程中,传统的分步式优化方法割裂了各个系统之间的联系,压缩了企业整体优化空间,面对系统内外不确定性因素的操作性较差。因而本文提出构建多系统能量集成优化方法,其主要研究内容如下:(1)结合前人研究与实际案例,建立蒸汽动力系统内各装置的数学模型,并权衡环境成本与经济效益,构建以最优效益为目标函数的优化方向,最终形成了考虑环境成本的蒸汽动力系统的通用建模。(2)在实际案例的基础上建立炼厂内生产工艺系统与氢气系统的装置模型,通过各系统内部间物流与能流交换构建生产工艺系统与氢气系统的通用约束模型,建立炼厂多系统的通用模型。(3)针对炼厂能量集成优化进行建模,通过数学模型表述炼厂生产工艺系统、氢气系统与能量系统间的能流与物料交换与约束关系,建立了以全炼厂经济效益最优为目标的能量集成优化模型。(4)建立集成优化的混合整数非线性模型,通过大连某石化企业实际案例对模型的有效性进行验证。利用GAMS软件的Cplex求解器求解,得到了满意的优化结果。同时通过不确定性的研究,对所构建模型的稳定性与有效性进行验证。最终检验模型的实效性。本文在前人研究基础与当前能源背景条件下提出并构建的全厂多系统多周期集成优化模型,经实例验证具有较好的优化效果,对于整个炼厂运行生产的节能性和经济性具有一定的指导意义。
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