[发明专利]一种钢铁企业中煤气和蒸汽系统的调度方法、设备和系统

说明书

技术领域

本申请涉及信息技术领域，特别涉及一种钢铁企业中煤气和蒸汽系统的调度方法、设备和系统。

背景技术

钢铁行业是一个高耗能产业，在国家工业总能耗中占有相当大的比重，同时它也是造成环境污染的重要放散源，因此，实现钢铁生产的节能减排具有较大的经济和社会效益。一个大型钢铁企业实际生产过程可分为烧结、焦化、炼铁、炼钢和轧钢等单元。其中焦化、炼铁和炼钢的生产单元除生产各自特定的产品外，还副产焦炉煤气、高炉煤气和转炉煤气。这些副产煤气仍有较高的热值，是重要的二次能源，若不加以合理利用，就会造成能源浪费和环境污染。通常这些副产煤气会作为燃料重新进入生产系统供生产，或进入锅炉系统生产蒸汽以满足生产装置对蒸汽的需求以及供发电机自发电所用。

在现有技术中，典型的钢铁企业煤气和蒸汽系统参考图1所示，其中煤气系统包括焦炉、高炉和转炉等煤气产生装置，炼铁、炼钢和轧钢等生产单元，以及气柜、锅炉和火炬放散点等煤气缓冲用户。蒸汽系统通过锅炉与煤气系统相衔接，具体包括了锅炉、生产系统(如高炉供风)和发电机。实际运转中，由焦炉、高炉和转炉产出的三种副产煤气优先分配给各生产单元作为燃料，剩余的煤气或进入气柜存储，或被用于燃烧锅炉以生产蒸汽。当气柜和锅炉的煤气吞吐、消耗均处于各自上限，但仍有煤气剩余时，则会通过火炬放散。同样，锅炉在产出蒸汽后，蒸汽分配优先满足生产的需求(如高炉供风)，剩余蒸汽再被用于发电。产出的电能用于补充企业外购电量，以满足企业的电力需求。

但是发明人发现现有技术存在以下问题：由于企业外购电存在峰谷时段和峰谷电价，为了节省成本，调度人员通常会调节气柜煤气库存，以尽量使发电机在用电峰时多发电，从而减少峰时外购电量，甚至不惜以减少谷时发电量为代价。而且，一般情况下，调度人员只侧重对单一煤气或蒸汽系统进行预测和优化调度方面的研究，当现场发生改变，如装置的增减、管线的重新部署，调度模型难以实现灵活组态更新。钢铁企业的煤气和蒸汽系统本身是一个庞大而复杂的系统，体现在能源用户的繁多，相互间关系的复杂，也体现在能源产耗阶段性不平衡所带来的冲击，因此如何调度就显得尤为重要。

综上所述，大型钢铁企业的煤气和蒸汽系统在满足生产的情况下，如何通过调度，减少煤气放散，增大发电量，尤其是增大峰时的发电量具有很大的经济和环保意义，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

基于发明人发现的目前调度中存在的问题，本申请所要解决的技术问题是提供一种钢铁企业中煤气和蒸汽系统的调度方法，用以解决现有技术中由于煤气和蒸汽系统的庞大和复杂，而使得人工调度的难度较大以及调度结果不够准确的问题，从而对煤气和蒸汽系统实现优化调度和调峰发电。

本申请还提供了钢铁企业中煤气和蒸汽系统的调度应用服务器及系统，用以保证上述方法在实际中的实现及应用。

为了解决上述问题，本申请公开了一种钢铁企业中煤气和蒸汽系统的调度方法，所述方法部署于钢铁企业中煤气和蒸汽系统的调度应用服务器上，所述调度系统还包括为调度应用服务器提供数据输入和存储的综合数据集成平台服务器；所述方法包括：

从所述综合数据集成平台服务器获取煤气和蒸汽系统的能源产耗历史数据，以及，用户确定的调度参数，其中，所述煤气和蒸汽系统的能源产耗历史数据包括：煤气产生装置的历史煤气发生量，和，生产用户的历史煤气、蒸汽消耗量；其中，所述煤气产生装置包括：焦炉、高炉和转炉，所述生产用户包括：烧结、焦化、炼铁、炼钢和轧钢；所述调度参数包括：煤气热值、调度周期数、电力峰谷时段及价格、各类煤气和蒸汽价格、各生产用户的负荷上下限、锅炉和发电机生产负荷的波动系数；

利用所述煤气和蒸汽系统的能源产耗历史数据，预测未来数个周期煤气产生装置的煤气发生量和各生产用户的煤气、蒸汽消耗量；

依据所述调度参数、预测得到的煤气产耗量数据、预测得到的蒸汽消耗量数据，以发电效益最大化、能源系统稳定性最佳为优化目标，通过对调度模型的优化求解，确定煤气和蒸汽系统中能源用户的优化调度策略，其中所述能源用户包括：生产用户、锅炉、气柜、混合站、放散点和发电机。

优选的，所述依据所述调度参数、预测得到的煤气产耗量数据和预测得到的蒸汽消耗量数据，以达到经济效益最大化、能源系统稳定性最佳为目标，通过对调度模型优化求解，确定对煤气和蒸汽系统中能源用户的联合优化调度策略，包括：