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基于eM-Plant原油处理过程的可调度性分析

王好  
【摘要】:通常所说的流程工业是指通过分离、混合、成型或化学反应使原材料增值的工业,其具有生产成本高、自动化程度低、加工生产率和资源利用率低等特点,而本论文所讨论的炼油生产过程就属于流程工业。对炼油生产系统的研究中,通常采用数学规划法进行建模分析。由于炼油生产系统是一个混合生产系统,既包括离散事件过程又包括连续生产过程,所以所建模型既包括离散型变量和连续型变量,加之实际生产所受到的各种生产约束,使得炼油生产问题变的很复杂。 炼油生产系统的生产过程大致包括了原油的卸载、原油的输送、原油分配给蒸馏塔进行分馏、成品油的储运等过程。针对炼油生产系统的生产调度问题一般可以分为长期生产调度问题和短期生产调度问题。而长期的生产调度问题一般指的是计划时间周期较长,属于战略性生产计划,经过很多学者多年来的研究已经取得了许多研究成果,并应用到实际的炼油生产系统中。然而短期生产调度问题的研究才刚刚起步,目前还没有具体行之有效的方法和技术,在实际的炼油生产中,对于短期生产调度问题也只是属于人工作业的一部分,效率很低,对人员的工作强度要求很高,对其优化的空间也非常小 本文所研究的就是对炼油生产系统中的原油一次加工过程的生产调度可行性问题的研究分析。根据炼油生产系统的特点,可以把生产调度问题看成是NP-hard问题,该问题中不仅包括生产资源约束和工艺约束,也包括离散和连续问题,从而更增加了问题的复杂性。 针对炼油生产系统的复杂性,大部分现有的炼油加工过程可调度性研究采用数学建模和仿真建模求解的方式。为了能够简单化所建模型,一些研究中往往会在建立模型的过程中忽略一些约束条件,另外一些模型并不能形象直观的描述炼油生产问题。本文在考虑输油管道最大输油速率、蒸馏塔和储油罐数量、蒸馏塔蒸馏速率和初始库存这些约束条件下,采用数学的方法得到了原油一次加工过程的生产可调度性条件,并通过面向对象的仿真软件eM-Plant对炼油过程的可调度性进行建模仿真和求解验证,验证了相关的可调度条件。


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