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《东北大学》 2015年
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基于MIND方法的钢铁企业能耗优化模型及应用

申银花  
【摘要】:中国钢铁工业的钢产量持续保持世界第一,钢铁工业是我国国民经济的重要基础产业和实现新兴工业化的支柱产业,与此同时,钢铁工业也是能源消耗以及大气污染物排放的大户,所呈现出的这种高污染、高物耗和高能耗的“三高”状况严重制约了我国低碳经济的发展。因此,钢铁工业的节能减排在中国节能减排工作中起到举足轻重的作用。随着钢铁工业系统节能理论与技术的迅猛发展,以及在钢铁企业中逐步的推广与实施,我国钢铁工业取得了举世瞩目的节能成绩,但是,与世界先进水平相比仍存在一定的差距。目前,我国钢铁工业对节能减排的需求已经从单工序、单设备转向系统的层面。现有的能耗优化模型相关的研究缺乏企业系统性的研究。基于此,通过分析中国钢铁企业物质流、能量流情况表明,我国钢铁企业的能耗处于较高状态,根据分析结果建立了指标体系。进一步对钢铁企业的生产系统进行定界及划分后,以MIND方法为基础,利用可视化软件ReMIND作为建模平台建立出钢铁生产全流程能耗优化的网络式模型,该模型以钢铁企业的总能耗为目标函数,约束条件包括系统约束条件和过程约束条件共209项,以及179个优化变量。以国内某钢铁企业为例,将所建模型应用到该钢铁企业进行能耗优化分析,并对部分先进节能减排技术对企业能耗的影响进行分析。结果表明:经优化后,该企业总能耗降低9.52%,吨钢综合能耗降低了 69.63kgce/t。全流程中个能源发生量、能源消耗量以及能源外供量均有不同程度的浮动。各工序中的余热余能回收利用量也有不同程度的上升。其中上升幅度最大的为焦化工序,上升了 21.07kgce/t钢。各副产煤气的回收量也按不同的幅度有所增长。其中增长最多的为高炉煤气,增长了 15.50kgce/t。优化后,企业的电力构成也发生的一定的变化。实现了全厂电力消耗均由自发电提供。在部分先进节能减排技术中,各项技术均对企业节能起到一定的作用。其中,煤调湿技术对吨钢综合能耗影响最大,降低了 4.60%。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:F426.31

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