【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及化工、冶金等領域的蒸汽系統(tǒng)，特別涉及這些領域蒸汽系統(tǒng)的運行優(yōu)化系統(tǒng)和運行優(yōu)化方法。
技術介紹
蒸汽是化工、冶金等流程行業(yè)重要的能源介質。蒸汽通過能源介質(通常為煤、天然氣、燃油)燃燒放熱產生，蒸汽可作為換熱或工藝生產介質，也可以驅動發(fā)電機發(fā)電或驅動其他設備做功。蒸汽系統(tǒng)是企業(yè)公用工程的一部分，它由蒸汽管網和蒸汽設備組成，為企業(yè)的生產提供各壓力等級的蒸汽，圖I給出了一個簡化的蒸汽系統(tǒng)的示意圖。根據蒸汽管網中蒸汽壓力和溫度可以把蒸汽管網分為不同的壓力等級，圖I中的蒸汽系統(tǒng)包含三級蒸汽 管網高壓蒸汽管網(10.0MPa，530°C )、中壓蒸汽管網(3. 8MPa，400°C )和低壓蒸汽管網(O. 5MPa，190°C )。蒸汽設備包括輔助類蒸汽設備和生產類蒸汽設備。輔助類蒸汽設備的作用是滿足生產所需的各壓力等級蒸汽，并保持蒸汽管網的穩(wěn)定。生產類蒸汽設備是消耗或副產蒸汽的工藝設備。生產類蒸汽設備包括生產類消耗蒸汽設備(如圖I中生產類蒸汽設備1、2和4)和生產類副產蒸汽設備(如圖I中生產類蒸汽設備3和5)。蒸汽管網上的輔助類蒸汽設備包括鍋爐、透平、減溫減壓站、放空閥等。鍋爐為輔助類產汽設備，不同鍋爐的熱效率是不一樣的，同一臺鍋爐在不同負荷下熱效率也是不一樣的。圖I中給出了兩臺生產高壓蒸汽的鍋爐A鍋爐和B鍋爐。發(fā)電透平為輔助類能級轉換做功設備，進入透平的蒸汽做功發(fā)電。抽汽式透平中的部分蒸汽做功后從透平中間級抽出，并入低能級的蒸汽管網。透平的排汽類型分為兩種背壓式和凝汽式。背壓式透平排出的蒸汽并入低能級的蒸汽管網繼續(xù)使用；凝汽式透平也叫冷凝式透平，其...
【技術保護點】
一種蒸汽系統(tǒng)的運行優(yōu)化系統(tǒng)，包括實時數據庫，關系數據庫，優(yōu)化模型構建模塊，優(yōu)化模型計算模塊，人機接口模塊，各部分功能如下：人機接口模塊與實時數據庫、關系數據庫連接，用以查看實時數據庫的實時數據，設定實時數據庫的工況狀態(tài)位，由所述工況狀態(tài)位啟動優(yōu)化模型構建模塊和/或優(yōu)化模型計算模塊運行；向關系數據庫配置和/或修改參數，顯示關系數據庫中的優(yōu)化運行方案和/或優(yōu)化經濟指標；優(yōu)化模型構建模塊與實時數據庫、關系數據庫和優(yōu)化模型計算模塊連接；所述優(yōu)化模型構建模塊在運行時，讀取構建優(yōu)化模型相關的數據和關系數據庫中的構建優(yōu)化模型相關的參數，根據關系數據庫中的優(yōu)化模型的構建規(guī)則構建或更新優(yōu)化模型，并將所述優(yōu)化模型存儲到關系數據庫；所述構建優(yōu)化模型相關的數據包括實時數據庫的數據；所述構建規(guī)則包括生成優(yōu)化變量、構建優(yōu)化目標和約束條件，所述優(yōu)化變量包括蒸汽管網和蒸汽設備的可調節(jié)參數；所述優(yōu)化目標是指所要優(yōu)化的指標函數，所述指標函數中的變量選自優(yōu)化變量；所述優(yōu)化目標包括燃耗設備的燃料消耗成本、用水成本、電成本，及其各自的經濟指標計算公式；所述經濟指標計算公式用于計算經濟指標；所述約束條件是蒸汽管網和蒸汽設備參數或...
【技術特征摘要】
1.一種蒸汽系統(tǒng)的運行優(yōu)化系統(tǒng)，包括實時數據庫，關系數據庫，優(yōu)化模型構建模塊，優(yōu)化模型計算模塊，人機接口模塊，各部分功能如下 人機接口模塊與實時數據庫、關系數據庫連接，用以查看實時數據庫的實時數據，設定實時數據庫的工況狀態(tài)位，由所述工況狀態(tài)位啟動優(yōu)化模型構建模塊和/或優(yōu)化模型計算模塊運行；向關系數據庫配置和/或修改參數，顯示關系數據庫中的優(yōu)化運行方案和/或優(yōu)化經濟指標； 優(yōu)化模型構建模塊與實時數據庫、關系數據庫和優(yōu)化模型計算模塊連接；所述優(yōu)化模型構建模塊在運行時，讀取構建優(yōu)化模型相關的數據和關系數據庫中的構建優(yōu)化模型相關的參數，根據關系數據庫中的優(yōu)化模型的構建規(guī)則構建或更新優(yōu)化模型，并將所述優(yōu)化模型存儲到關系數據庫；所述構建優(yōu)化模型相關的數據包括實時數據庫的數據；所述構建規(guī)則包括生成優(yōu)化變量、構建優(yōu)化目標和約束條件，所述優(yōu)化變量包括蒸汽管網和蒸汽設備的可調節(jié)參數；所述優(yōu)化目標是指所要優(yōu)化的指標函數，所述指標函數中的變量選自優(yōu)化變量；所述優(yōu)化目標包括燃耗設備的燃料消耗成本、用水成本、電成本，及其各自的經濟指標計算公式；所述經濟指標計算公式用于計算經濟指標；所述約束條件是蒸汽管網和蒸汽設備參數或/和工況的約束條件，包括進行負荷調節(jié)的設備的負荷上下限約束、以及各級管網質量平衡方程；所述約束條件是由優(yōu)化變量所構成的線性或/和非線性的等式或/和不等式構成， 優(yōu)化模型計算模塊與實時數據庫、關系數據庫、優(yōu)化模型構建模塊連接，存儲優(yōu)化算法，由實時數據庫的工況狀態(tài)位啟動運行時，讀取關系數據庫中的優(yōu)化模型和實時數據庫的數據，通過所述優(yōu)化算法計算得出優(yōu)化運行方案，并且讀取關系數據庫中的優(yōu)化目標參數和所述優(yōu)化運行方案，通過經濟指標計算公式得出優(yōu)化經濟指標，將優(yōu)化運行方案和優(yōu)化經濟指標存儲在關系數據庫和/或顯示在人機接口模塊；和/或讀取關系數據庫中的優(yōu)化目標參數和實時數據庫的數據，通過經濟指標計算公式得出當前運行方案的經濟指標，將優(yōu)化運行方案和優(yōu)化經濟指標連同所述優(yōu)化經濟指標與當前運行方案的經濟指標的對比結果存儲在關系數據庫和/或顯示在人機接口模塊；所述優(yōu)化目標參數為用于優(yōu)化目標的經濟指標參數； 實時數據庫與人機接口模塊、優(yōu)化模型構建模塊、優(yōu)化模型計算模塊和蒸汽系統(tǒng)實際生產數據相連接，實時數據庫的數據包括蒸汽系統(tǒng)的實際生產數據、以及工況狀態(tài)位；根據上述各模塊的要求提供數據；所述實時數據庫的數據包括帶有蒸汽流量儀表的蒸汽設備的儀表流量數據； 關系數據庫與人機接口模塊、優(yōu)化模型構建模塊、優(yōu)化模型計算模塊連接，存儲的參數包括通過人機接口模塊配置和/或修改的參數、優(yōu)化模型的構建規(guī)則、計算得到的優(yōu)化運行方案和優(yōu)化經濟指標；所述通過人機接口模塊配置和/或修改的參數包括所述的構建優(yōu)化模型相關的參數；所述構建優(yōu)化模型相關的參數包括蒸汽系統(tǒng)的管網參數和設備參數、能源信息。2.根據權利要求I所述的蒸汽系統(tǒng)的運行優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述用水包括脫鹽水，所述用水成本包括所述用水的成本、處理所述用水達到使用標準的成本；所述電成本包括外購電成本與自發(fā)電收益之差，或外購電成本，或自發(fā)電收益。3.根據權利要求I或2所述的蒸汽系統(tǒng)的運行優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，所述優(yōu)化模型是混合整數非線性規(guī)劃模型；和/或所述優(yōu)化算法采用混合整數非線性規(guī)劃方法；和/或所述優(yōu)化變量包括連續(xù)變量和0-1變量；所述連續(xù)變量是可調節(jié)設備的調節(jié)參數，和/或所述0-1變量是運行狀態(tài)可變的設備的運行狀態(tài)；和/或所述約束條件還包括蒸汽設備工況描述函數，所述蒸汽設備工況描述函數包括采用至少一組線性和/或非線性方程表述的透平運行工況，通過負荷效率模型描述鍋爐的負荷與效率之間的關系。4.根據權利要求I至3之一所述的蒸汽系統(tǒng)的運行優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，還包括工況判斷模塊，所述工況判斷模塊與實時數據庫、關系數據庫、人機接口模塊連接，用以自動判斷工況狀態(tài)，并將工況狀態(tài)記錄在實時數據庫中的工況狀態(tài)位；所述優(yōu)化模型構建模塊和優(yōu)化模型計算模塊根據實時數據庫中的工況狀態(tài)位判斷是否啟動運行；所述人機接口模塊還包括查看和/或設定工況判斷條件；所述關系數據庫存儲工況判斷條件； 和/或還包括調度系統(tǒng)，所述調度系統(tǒng)與工況判斷模塊連接，在所述工況狀態(tài)位表征為異常工況時對蒸汽系統(tǒng)進行調度或給出調度方案，并在調度完成后向工況判斷模塊反饋調度信息所述調度信息包括表征調度完成的信息；所述異常工況是指蒸汽系統(tǒng)中發(fā)生至少一個異常事件的工況狀態(tài)；所述異常事件是指影響蒸汽系統(tǒng)平穩(wěn)運行的事件； 和/或還包括蒸汽產耗量預測模塊，所述蒸汽產耗量預測模塊與實時數據庫、關系數據庫連接，利用實時數據庫的數據和/或關系數據庫中的預測模型參數，通過預測模型預測蒸汽消耗量和/或副產蒸汽量，并將預測結果保存到關系數據庫中；用于構建或更新優(yōu)化模型的所述構建優(yōu)化模型相關的數據還包括預測模型的...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：孫緒彬，王學雷，
申請(專利權)人：北京三博中自科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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