基于动态设计方法的钢铁企业煤气柜柜容研究

针对钢铁企业煤气柜的容积设计问题,提出在锅炉燃料负荷调节周期配合条件下,使用动态方法进行设计的方案.通过建立相关的数学模型,使该方法得到了很好的应用.实例计算结果显示,应用该方法所确定的煤气柜容积在稳定煤气系统生产的基础上,可以使煤气柜的设计容积大为降低.运行结果优于目前钢铁企业煤气柜的静态设计方法和经验设计值.最后给出了对应不同的锅炉燃料负荷调节周期,使用动态设计方法得到煤气柜容积最佳方案拟合曲线.解决了钢铁企业剩余煤气的合理分配,并为钢铁企业缓冲用户的优化设计提供了科学的指导方案.     

钢铁企业高炉煤气供需预测模型及应用

以钢铁企业高炉煤气系统为研究对象,采用灰色关联度分析了高炉煤气产生量、消耗量的影响因素与煤气量的关系.基于人工神经网络预测方法,建立了高炉煤气BP神经网络预测模型,对钢铁企业各生产工序中高炉煤气的产生与消耗量进行预测,探讨了企业在正常生产、事故检修等工况下各工序的煤气产生量和消耗量预测的合理性.研究表明:所建立的预测模型精度高、误差小,能有效解决实际生产中高炉煤气的供需预测问题,从而减少高炉煤气放散,为企业制定合理煤气使用计划提供了理论依据.     

钢铁企业电力生产端优化模型

在确保能源稳定供应和正常生产安全进行的前提下，利用数学规划方法，建立了考虑富余煤气在缓冲用户之间的优化分配和蒸汽在生产设备之间的生产调度的动态数学优化模型.应用此优化模型，可以有效提高电力网络生产量的准确度，充分利用二次能源和余热余能，实现电力生产结构的优化与外购的合理化，进而能有效地减少煤气、蒸汽的放散，节约能源，降低企业生产成本.     

钢铁生产过程富余煤气动态优化分配模型

基于混合整数线性规划,以操作成本最小为目标函数建立了富余煤气优化分配模型.与前人的优化模型相比,本文模型选取了较短的时间步长,并考虑了锅炉权重因子及煤气柜权重因子对优化结果的影响.根据国内某钢铁企业生产数据进行计算,发现优化结果对煤气柜权重因子和锅炉权重因子敏感,因此合理确定煤气柜权重因子和锅炉权重因子十分重要.优化模拟计算与现场经验调度的结果相比,降低了煤气柜储气量波动,提高了锅炉45.9%的发电量,煤气系统运行稳定性增强.     

钢铁企业煤气资源的优化利用分析

本文通过对国内多家大型钢铁企业煤气利用情况的调研,阐述了我国煤气资源优化利用现状.结合某钢铁企业的实际情况,分析了其煤气系统存在的问题,同时在煤气资源优化利用方面提出了建议.     

钢铁联合企业煤气系统动态仿真

以钢铁联合企业煤气不平衡理论为基础,分析了富余煤气波动、分配和放散的特点,基于统计学方法建立了煤气系统动态数学模型,并以某钢铁联合企业煤气系统为背景,开发了调试简单的煤气仿真系统.实例仿真计算结果表明:优化分配改进算法能够缓解富余煤气的波动影响;仿真模型能方便地分析几种方案的优劣;通过调整设备参数可以调试理想柜容;采用混合调度能减少煤气放散和管网报警;转炉煤气柜并网运行可提高回收率20%左右;焦炉改造后,煤气柜容量扩大一倍才能实现近零放散.     

炼钢过程中煤气预测及优化系统

利用灰色关联度分析方法,研究了与石钢煤气发生、消耗相关联的因素,根据煤气发生、消耗量与其相关影响因素间的关系建立了石钢煤气预测模型,并在此基础上开发了石钢煤气优化系统,实现了煤气资源的合理利用与分配.     

基于混杂Petri网的钢铁企业煤气能量流网络建模与权函数优化

为实现钢铁企业煤气能量流网络的高效运行,首先总结煤气能量流网络的特性和建模需求,给出煤气能量流网络和混杂Petri网的元素对应关系和建模规则,并给出建模实例;然后基于网络行为特征提出能量密度指标,建立优化能量密度的线性规划模型,对权函数进行重新配置;最后给出某大型钢铁企业的煤气能量流网络.利用建模规则建立其混杂Petri网模型,为煤气能量流网络的动态和行为分析提供了模型基础.基于煤气能量流网络历史数据,应用优化模型实现权函数重新配置,能量密度的优化值比历史值平均改进1.59%,优化了煤气能量流网络的运行.     

钢铁厂煤气资源的最优分配

建立了钢铁厂煤气资源旬计划最优分配模型,利用替代松弛法可以在微机上迅速求解这个0—1整数规划模型。仿真说明,用本模型可以显著改进煤气资源的分配,减少煤气放散,提高经济效益。     

基于T-S模型的高炉煤气系统模糊建模

针对钢铁企业高炉煤气系统这一复杂非线性系统的建模问题,提出一种基于数据的高炉煤气系统模糊建模方法.基于T S模糊模型的高炉煤气系统辨识模型,考虑系统中煤气调节用户的人为干扰特性,采用条件模糊聚类的方法来对输入/输出空间进行划分.引入模糊思想,使模型能够更好地适应工业噪声的干扰.利用贝叶斯线性回归方法求解模糊模型的后件参数,避免了后件参数求解过程中常出现的异常解问题.通过对实际企业高炉煤气系统的实验验证,结果表明了所提出的高炉煤气系统模糊建模方法的有效性,可进一步用于实施高炉煤气系统的优化与调度工作.     

页岩气藏压裂缝网扩展流动一体化模拟技术

页岩气藏天然裂缝分布复杂,地层非均质性强,水平井压裂技术是开发的必要手段,建立页岩气藏压裂缝网扩展与流动一体化模拟方法对于制定生产方案及评价压裂措施具有重要的现实意义。采用基于闪电模拟的油藏压裂裂缝网络扩展计算方法来模拟页岩气藏多分支裂缝网络形态,在此基础上进一步运用嵌入式离散裂缝模型（EDFM）来定量表征页岩气藏有机质-无机质-裂缝网络之间的复杂流动机制,从而实现页岩气藏压裂缝网扩展流动一体化模拟。基于该方法建立了200 m×200 m的地质模型进行缝网形态模拟以及流动表征,通过缝网扩展模拟方法得到裂缝网络分布规律,在此基础上基于嵌入式离散裂缝模型进行流动模拟,得到模型生产200 d后的含气饱和度分布以及产气量分布曲线。同时,基于本文模型分析了压裂液注入压力、分形概率指数、压裂液黏度以及裂缝网格精细程度等参数对裂缝网络形态、含气饱和度分布以及页岩气产量的影响。研究表明,压裂液注入压力越高分形概率指数越小、压裂液黏度越小裂缝扩展范围越大、含气饱和度下降范围越大单井产量越高,裂缝模拟精度会显著影响产量误差。基于该页岩气藏压裂缝网扩展流动一体化模型可以大规模模拟页岩气藏缝网形态以及多重介质复杂流动,为评价页岩气藏压裂施工好坏以及产量预测提供了有效的帮助。     

苏里格气田气井配产与递减率关系研究及应用

为确定气井在满足一定初期递减率条件下的合理配产,在假设气井初期配产不影响最终累积产气量的前提下,利用Arps衰竭式递减分析理论,明确了新井配产与初期日递减率成正比的关系,将初期日递减率转换为初期年递减率,最终确定了气井配产与初期年递减率的关系,并建立了气井配产降低程度与初期年递减率降低程度的理论图版。同时运用图版可指导新投产气井合理配产并确定气田产能建设工作量。研究认为,通过降低配产达到降低气井递减方式中,气井递减率降低幅度与初期年递减率大小及配产降低幅度有关,而与配产降低的绝对数值无关;初期年递减率越大的气井,通过降低配产而达到降低气井递减的效果越明显;而对于初期年递减率较小的气井,通过降低配产而降低递减的效果不明显。     

页岩气产能评价方法及模型研究

非常规气藏渗流机理复杂,具有独特的渗流机理和生产动态特征,难以用常规的气井产能方法评价产能,预测可采储量。从渗流力学出发,根据页岩气藏压裂后储层特征,建立了页岩气藏复合模型,确定了页岩气井稳产时间,分析了内外区渗透率、内区半径、启动压力梯度、解吸压缩系数和储层厚度等影响规律;并参照Vogel方程建立了页岩气井产能方程。结果表明:内区渗透率、外区渗透率、内区半径、储层厚度和解吸压缩系数是影响页岩气井产能的敏感因素;表皮因子和启动压力梯度不是敏感因素。通过可靠性分析,参照Vogel方程建立的页岩气井产能公式能够快速、准确的判断页岩气井的产能。     

深水气井环雾流水合物沉积和堵塞动力学模型

深水气田开发过程中,海底附近井筒内具有水合物形成和堵塞的风险。基于井筒气液两相环雾流流动模式,根据气芯和液膜内水合物颗粒不同动力学特征,在液膜内考虑水合物颗粒的形成、运移和管壁黏附过程,同时在气芯内考虑水合物颗粒的形成、聚并、破碎和沉降行为,建立了井筒水合物动态沉积和堵塞的动力学模型,可以用于模拟和预测不同工况下井筒内水合物堵塞时间和堵塞位置。模型预测结果与水合物环路实验堵塞压降的相对误差小于10%。针对典型深水气田开发井案例,进行了井筒水合物形成和堵塞风险分析,得到了不同工况下井筒水合物层增长速率、沉积厚度分布和完全堵塞时间的变化规律。     

浅析燃气在钢铁联合企业的综合利用

介绍了燃气在钢铁企业的综合利用,比较了钢铁企业副产燃气的热值和各工序对燃气的要求,分析了钢铁企业副产燃气的特点以及钢铁企业燃气用户的使用特点,指出有针对性地选择合适的燃气和燃烧器,充分利用钢铁企业的副产燃气是非常重要的,不仅可以节约大量的燃料,也可以消除大量放散煤气现象,极大地改善环境。     

污泥-生活垃圾混合填埋体降解产气过程

通过室内实验研究了不同污泥添加量条件下污泥-生活垃圾混合填埋体的产气过程,并建立了污泥-生活垃圾降解产气过程的动力学模型。研究结果表明,污泥-生活垃圾混合填埋体的产气过程分为三个阶段,即调整阶段、加速阶段和衰减阶段;随着污泥添加量的增加,累计产气量逐渐增大,但是当污泥添加量超过30%后,累计产气量逐渐减少;添加污泥后,产气过程的产甲烷阶段明显提前,并且降解产气中CH₄体积分数提高,缩短了填埋场达到稳定所需的时间;但是污泥对混合填埋体的降解速率的促进作用存在一定的范围,本实验中,污泥添加量为30%的混合填埋体的降解速率最快。     

转炉气相定碳的热模拟

建立了转炉内钢液含碳量动态检测的数学模型，并在５０ｋｇ感应炉上进行了热模拟试验，结果表明：利用质谱仪连续分析炉气成分迅速而准确，计算出的炉气流量精度较高；利用数学模型定碳误差为０．０３％，产生误差的原因是炉子容量小，喷溅等对钢水损失影响大，在大生产上，因为炉量大，其它条件也较优越，预计气相定碳精度可大大提高。