孙彦广 梁青艳 李文兵 贾天云

钢铁工业是能源密集型产业,我国钢铁工业能耗约占全国工业总能耗的16%[1].目前我国钢铁企业的吨钢能耗仍比世界先进水平国家高出10%左右[2].面对节能减排的严峻形势,钢铁工业亟需通过绿色化、智能化实现可持续发展.

能源优化调配是钢铁企业系统节能的关键技术之一.通过能源优化调配可以实现能质匹配,提高能源的利用率,降低二次能源放散,在满足生产对能源质量和数量要求前提下,降低能源成本.

钢铁工业能源系统的特点对能源调配技术提出了挑战.首先,钢铁企业能源介质种类繁多,包括煤、焦炭、煤气、电力、蒸汽、技术气体、压缩空气、水等近30种.其次,各种能源介质与钢铁生产流程耦合紧密,很多二次能源介质直接产生于钢铁生产过程的副产品或余热余能回收利用,如高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气、各种蒸汽回收、CDQ(Coke dry quenching)发电和TRT(Blast furnace top gas recovery turbine unit)发电等.此外,各种能源介质的产生、转换、存储、输送和分配使用通过能源管网实现,构成了复杂的相互制约的能量流网络.

对于钢铁工业单一介质优化调配问题,很多学者进行了研究.在钢铁副产煤气调配方面,针对煤气产生消耗量预测问题,刘颖等[3]基于改进回声状态网络用于高炉煤气发生量预测,张颜颜等[4]采用改进的数据驱动子空间算法求解钢铁企业能源预测问题,肖冬峰等[5]基于改进BP(Back propagation)网络的高炉煤气发生量预测模型;针对煤气优化调配问题,Akimoto等[6]采用多……