文凯, 张琦, 王晓坡

(1.西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室, 710049, 西安;2.东北大学国家环境保护生态工业重点实验室, 110819, 沈阳)

符号表

随着能源环境问题的日益严峻,钢铁企业面临的节能减排压力与日俱增[1-2]。作为具有相当规模自备电厂的钢铁企业,其蒸汽动力系统(SPS)耦合了煤气、蒸汽、电力等多种能源[3-4],这些能源消耗占整个钢铁企业能耗的60%[5]。正因为如此,能源耦合优化正逐渐成为钢铁企业进一步节能减排的重点之一。但现今绝大多数此类研究主要集中于石化行业[6-7]。

张琦等综合考虑了富余煤气波动、蒸汽和电力的动态需求、多燃料结构、分时电价等因素,建立了钢铁企业煤气-蒸汽-电力耦合优化模型[8]。高金彤等针对钢铁企业SPS,考虑了能源设备、分时电价和污染物排放等因素,分别建立了钢铁企业SPS的单目标和多目标耦合优化模型[9-10]。孟华等建立了基于不同污染物环境价值的钢铁企业锅炉负荷多周期混合整数线性规划模型,并用改进的粒子群优化算法对其求解[11]。Zeng等建立了考虑煤气、燃料价格和分时电价的SPS优化模型[12]。Zhang等的模型额外考虑了煤气波动和安全问题,特别分析了热值约束对高炉煤气利用率的影响[13]。

上述研究表明,聚焦钢铁企业SPS全流程多能源的优化调度研究不多,且考虑污染物排放的较少。同时,大多研究中污染物排放仅考虑系统本身,忽略了所需能源资源生产输送的上游过程影响。尚未发现以生命周期评价方法(LCA)建立环境指标的钢铁企业SPS多周期多目标优化研究。……