鋼鐵行業(yè)是我國支柱型產(chǎn)業(yè)，近年來在國家政策的拉動下發(fā)生了飛速發(fā)展。同時，它也是能源密集型產(chǎn)業(yè)，消耗的能源占全國能源總消耗量的15%。因此，如何提高能源利用效率、降低能源浪費(fèi)成為鋼鐵企業(yè)一個亟待解決的問題。其中副產(chǎn)煤氣的綜合利用是節(jié)能降耗的關(guān)鍵突破口。
　　副產(chǎn)煤氣是鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的重要二次能源，占鋼鐵企業(yè)總能源消耗的30%，其優(yōu)化調(diào)度對于整個企業(yè)節(jié)能降耗發(fā)揮重大作用。但是，目前關(guān)于副產(chǎn)煤氣優(yōu)化調(diào)度的研究還處于起步階段，因此對該課題的研究意義更加重大。
　　在此背景下，本書以鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)為研究對象，對其優(yōu)化調(diào)度建模進(jìn)行了深入研究，并將建立的優(yōu)化模型應(yīng)用于我國K鋼鐵企業(yè)，達(dá)到了降低鋼鐵企業(yè)能源消耗、減少生產(chǎn)成本的目的。主要研究成果包括以下幾方面內(nèi)容：
　�。�1）在對鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)進(jìn)行深入、詳細(xì)描述分析的基礎(chǔ)上，提出了適用于鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)的“三系統(tǒng)兩層面”框架�！叭�系統(tǒng)”是指根據(jù)副產(chǎn)煤氣的工藝流程，把整個副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)劃分成三個相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)，分別定義為存儲系統(tǒng)、產(chǎn)消系統(tǒng)和轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。其中產(chǎn)消系統(tǒng)中的用戶根據(jù)它們消耗煤氣的不同特點(diǎn)分為兩大類。第一類是只消耗某一種煤氣的用戶，這類用戶的煤氣消耗量無法人為進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度；第二類是可以混燒兩種以上煤氣或者其他燃料的用戶，這類用戶和存儲系統(tǒng)、轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的用戶構(gòu)成的集成系統(tǒng)是本研究優(yōu)化調(diào)度的對象。“兩層面”是指在對系統(tǒng)建立優(yōu)化調(diào)度模型的目標(biāo)函數(shù)中，要綜合考慮顯性成本和隱性成本兩方面因素。
　�。�2）針對三種副產(chǎn)煤氣的發(fā)生機(jī)理復(fù)雜、影響因素眾多的特點(diǎn)，選取ARMA時間序列模型對三種煤氣的產(chǎn)生量進(jìn)行建模預(yù)測，通過算例分析驗(yàn)證，得到了較高的預(yù)測精度。用此模型的預(yù)測結(jié)果作為優(yōu)化系統(tǒng)的輸入值。
　�。�3）對產(chǎn)消系統(tǒng)中只消耗某一種煤氣用戶的消耗量進(jìn)行建模預(yù)測。根據(jù)消耗用戶的不同特點(diǎn)將其分為四類。分別采用時間序列方法、基于Levenberg-Marquardt（LM）算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、平滑指數(shù)法和線性回歸法對其消耗的煤氣量進(jìn)行建模預(yù)測，通過算例分析驗(yàn)證，得到了較高的預(yù)測精度。用此模型的預(yù)測結(jié)果作為優(yōu)化系統(tǒng)的輸出值。
　　（4）建立了鋼鐵企業(yè)副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)動態(tài)優(yōu)化調(diào)度模型。選取副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)生產(chǎn)成本最小化為目標(biāo)函數(shù)，充分考慮影響副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)生產(chǎn)成本的所有因素，包括外購燃料成本、副產(chǎn)煤氣的放散成本、副產(chǎn)煤氣柜煤氣量波動成本以及鍋爐操作成本等；以物料守恒、能量守恒、設(shè)備操作要求等作為約束條件；采用混合整數(shù)線性規(guī)劃模型建模，對副產(chǎn)煤氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度。實(shí)證分析中，將建立的優(yōu)化模型應(yīng)用我國K鋼鐵企業(yè)，節(jié)省30%的生產(chǎn)成本。