[发明专利]一种钢铁企业煤气消耗设备时序优化方法

权利要求书

1.一种钢铁企业煤气消耗设备时序优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将所有消耗煤气的设备分类，分为煤气生产设备、煤气消耗设备与自备电厂，将具体设备分到这些类别中，分别建立煤气生产模型和煤气消耗模型；

所述自备电厂建立如下煤气消耗特性模型：

(a)富裕煤气热量模型：

上式中，Q_t代表第t小时自备电厂输入的混合煤气的热量，h_bfg,h_cog,h_cfg分别代表高炉、焦炉、转炉的热值，a_tj代表第j个设备在第t小时消耗的煤气体积，f_{sumcfg_t}代表第t小时内转炉煤气生产体积，f_{sumbfg_t}代表第t小时内高炉煤气生产体积，f_{sumcog_t}代表第t小时内焦炉煤气生产体积，h_j代表第j个设备消耗煤气的热值；

(b)混合替代模型：

f_cog＝(h_cfg-h_bfg)/(h_cog-h_bfg)*f_cfg

f_bfg＝(h_cog-h_cfg)/(h_cog-h_bfg)*f_cfg

上式中，f_cfg代表转炉煤气体积，f_cog、f_bfg代表替换转炉煤气的焦炉煤气和高炉煤气的体积；

(c)富余煤气体积模型：

上式中，f_{cfg_before_t}为高焦炉煤气替代转炉煤气之前，计算输入自备电厂转炉煤气的体积；f_{cfg_t}代表第t小时输入自备电厂的转炉煤气体积；P_jcfg代表第j个煤气消耗设备消耗的混合煤气中转炉煤气所占比例；P_jcog代表第j个煤气消耗设备消耗的混合煤气中焦炉煤气所占比例；P_jbfg代表第j个煤气消耗设备消耗的混合煤气中高炉煤气所占比例；f_{cog_cfg}为转炉煤气空缺部分用高焦炉煤气替代时所需的焦炉煤气体积；f_{bfg_cfg}为转炉煤气空缺部分用高焦炉煤气替代时所需的高炉煤气体积；F_替代为利用上述混合替代模型替代转炉煤气时，转炉煤气体积与高炉、焦炉体积之间的函数；f_{bfg_t}代表第t小时输入自备电厂的高炉煤气体积；f_{cog_t}代表第t小时输入自备电厂的焦炉煤气体积，N为煤气消耗设备数目；

(d)富余煤气热值模型：

上式中，heat_t代表第t小时富余煤气的热值；

步骤2：建立煤气消耗设备时序优化模型，该模型包括目标函数和约束条件，所述目标函数包括电厂输入热量波动最小化和煤气消耗设备运行状态改变次数最小化，所述约束条件包括自备电厂热量与热值约束和输入电厂煤气量正值约束；

步骤3：采用基于NSGA-Ⅱ遗传算法的非线性0-1整数规划模型来求解步骤2建立的时序优化模型。

2.根据权利要求1所述钢铁企业煤气消耗设备时序优化方法，其特征在于，在步骤1中，所述煤气生产设备包括高炉、焦炉和转炉，这三种设备建立如下煤气生产模型：

f_{pro_j}(t)＝f_{sum_j_t}

上式中，f_{pro_j}(t)代表第j个煤气生产设备在第t小时内的煤气生产量，f_{sum_j_t}代表第j个设备历史每小时生产体积的平均值。

3.根据权利要求1所述钢铁企业煤气消耗设备时序优化方法，其特征在于，在步骤1中，所述煤气消耗设备进一步分为不可间断生产设备和可间断生产设备。