考慮設(shè)備故障的蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和改造研究.pdf

1、蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)在擔(dān)負(fù)保障過(guò)程系統(tǒng)的蒸汽和動(dòng)力供應(yīng)的同時(shí)，還要保持較高的轉(zhuǎn)化效率，達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。實(shí)際過(guò)程工業(yè)中，由于設(shè)備故障的不可避免性和不確定性，在操作過(guò)程中必然會(huì)遇到設(shè)備隨機(jī)故障，從而引起蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽和電力發(fā)生波動(dòng)，嚴(yán)重情況下可能導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)停車(chē)。所以需要對(duì)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行可靠性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)。
　　本研究針對(duì)滿(mǎn)足不確定蒸汽需求和考慮設(shè)備故障的鍋爐系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提出基于數(shù)學(xué)規(guī)劃法的設(shè)計(jì)模型:對(duì)生產(chǎn)過(guò)程波動(dòng)引起的不確定蒸汽需求

2、以概率表達(dá)，采用Markov模型分析鍋爐故障，表達(dá)為以一定概率發(fā)生的不確定參數(shù)。優(yōu)化模型采用二階段隨機(jī)規(guī)劃策略對(duì)蒸汽需求不確定波動(dòng)和鍋爐故障發(fā)生引起的約束違背進(jìn)行補(bǔ)償，以降低不確定變量對(duì)目標(biāo)函數(shù)和約束條件的影響。本研究以年總費(fèi)用最小為目標(biāo)，建立混合整數(shù)線(xiàn)性模型(MILP)，實(shí)現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)配置，設(shè)備模式確定以及應(yīng)對(duì)蒸汽需求波動(dòng)和設(shè)備故障發(fā)生的補(bǔ)償操作的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　鍋爐是蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)蒸汽和電力產(chǎn)生的關(guān)鍵設(shè)備。由于生產(chǎn)系統(tǒng)調(diào)整或產(chǎn)量增

3、大，導(dǎo)致過(guò)程蒸汽需求發(fā)生變化，需要對(duì)現(xiàn)有鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行改造。首先對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析不同工況下（特別是設(shè)備發(fā)生故障或蒸汽需求發(fā)生波動(dòng)的工況）系統(tǒng)蒸汽的產(chǎn)生。改造措施包括運(yùn)行設(shè)備的操作調(diào)節(jié)，備用設(shè)備的模式調(diào)節(jié)和引入其他設(shè)備增加系統(tǒng)裕量。本研究考慮鍋爐故障和蒸汽需求波動(dòng)，以最小改造費(fèi)用為目標(biāo)，建立MILP模型，通過(guò)鍋爐系統(tǒng)改造案例表明了本文提出改造方法的有效性。
　　蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)保證較高的可靠性和柔性應(yīng)對(duì)不確定設(shè)備故障和汽電需求，

4、降低不確定性引起的損失。設(shè)備故障和汽電需求的不確定性會(huì)引起蒸汽和電力供應(yīng)不足，影響蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)汽電的產(chǎn)生，設(shè)備操作性能以及汽電不足的生產(chǎn)損失。本文考慮可靠性和柔性對(duì)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)配置和操作調(diào)度，結(jié)合對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償操作費(fèi)用和生產(chǎn)損失費(fèi)用建立MILP模型，實(shí)現(xiàn)蒸汽動(dòng)力系統(tǒng)配置，備用設(shè)備狀態(tài)以及設(shè)備故障和汽電需求波動(dòng)下的調(diào)度操作。整個(gè)模型運(yùn)用可靠性分析研究設(shè)備故障對(duì)系統(tǒng)操作的影響，采取多周期隨機(jī)規(guī)劃表達(dá)不確定汽電需求，通過(guò)設(shè)備