·102 工程科学学报，第37卷，第1期 其余曲线为优化计算的结果.在问题描述中已经提 缓解高炉煤气的不足.图4(b)为优化前后的焦炉煤 到，优化分配的关键在于使煤气柜趋于中间储气量以 气柜储气量.由人工调度的结果可知此时焦炉煤气柜 更好地发挥其调节作用，因此权重因子优劣的主要判 储气量已极低，颜临储气量的下下限.由表4可知焦 断标准就是能否让煤气柜快速稳定在中间储气量附 炉煤气柜的中间储气量为60000m',远高于此时的储 近.图4(a)为优化前后的高炉煤气柜储气量.采用权 气量.因此需要煤气柜储气量尽快远离下下限.由优 重因子A1和A2时优化效果最好(A1与A2对应的曲 化结果可知，采用权重因子A1和A2的优化效果最 线完全重合)，优化后的储气量最接近中间储气量. 好.采用权重因子A3~A5时，优化效果逐渐变差， 采用权重因子A3~A5时，优化效果逐渐变差，这是 其原因与前面高炉煤气柜相同.图4（©）为优化前后 因为从第3周期开始，主工序的高炉煤气消耗量明显 的转炉煤气柜储气量，由人工操作的结果可知，在6 增加，但高炉煤气的产量基本不变（见表2），从而导 个周期当中转炉煤气柜储气量剧烈波动，这与其间歇 致随后3个周期高炉煤气不足.此时煤气柜储气量已 性的产生规律有关.由于转炉煤气产量波动剧烈（见 十分接近中间储气量，只能通过减少高炉煤气消耗来 表2)，所以选取的周期一定要短，才能避免在研究副 维持煤气系统的稳定，但随着锅炉权重因子的逐渐升 产煤气优化规律时忽略掉转炉煤气产量的波动.由优 高，锅炉波动处罚值逐渐增大，当采用权重因子为A3 化结果可知，采用权重因子A1~A3时效果最好（优 ~A5时，锅炉波动处罚值已大于煤气柜储气量继续下 化曲线重合)，其原因与前面高炉煤气柜及焦炉煤气 降的处罚值，因此优化模型选择降低煤气柜储气量以 柜的相同 200 18 b 70 ·-A1 人工调节 1 60 ◆A2 人工调节 175 +A3 16 A4 中间储气量 50 150 -A1 ◆A5 -A1-A4 。-A2 14 40 -A2◆A5 中间储气量 125 4A3 13 A4 人工调节 ◆A5 30 储气量下下限 100 12 0 20 4 5 周期 周期 周期 图4锅炉权重因子变化时各周期优化前后的煤气柜储气量.(a)高炉煤气柜：（化b)焦炉煤气柜：（©）转炉煤气柜 Fig.4 Gasholder levels before and after optimization during each time period while BPV changes.(a)BFG gasholder:(b)COG gasholder:(c) LDG gasholder 综上所述，模式1的特点是锅炉权重因子越小越 表4模式2下的权重因子组合 有利于煤气柜的稳定.优化结果表明选择权重因子 Table 4 Combination of penalty value under Mode 2 A1或A2时，煤气柜储气量最平稳，随着锅炉权重因 编号 WHH Wu Wa WL.W W2 W 子的增大，优化效果逐渐变差，考虑到A1中的锅炉 BI 10 0.20.020.1 10 2050 权重因子过小，不利于维持锅炉的稳定，而A1与A2 色 子 0.50.050.25 10 20 50 优化效果完全一样，因此选择A2的锅炉权重因子， B3 50 1 0.1 0.5 10 20 50 并在此基础上讨论煤气柜权重因子对煤气柜储气量的 B4(A2)100 20.21 10 20 50 影响. B5 500 10 1 5 10 20 50 3.2煤气柜权重因子对煤气柜储气量的影响 表4为模式2下的权重因子组合，即锅炉权重因 权重因子越高优化效果越好，但两者背后的根本原因 子不变，煤气柜权重因子逐渐增大，分别编号B1~ 完全相同，这是因为当煤气柜权重因子不变时增大锅 B5.B4和A2权重因子的值完全一样 炉权重因子就等价于锅炉权重因子不变时减小煤气柜 图5所示为煤气柜权重因子变化时各周期优化前 权重因子.图5(b)为优化前后的焦炉煤气柜储气量， 后的煤气柜储气量变化.图5(a)为优化前后的高炉 优化结果及成因与高炉煤气柜相同，故不赘述.图5 煤气柜储气量，结果表明采用权重因子为B4或B5 (c)为优化前后的转炉煤气柜储气量，与图4(c)不同 时，优化效果最好，高炉煤气柜储气量迅速靠近中间 的是，权重因子B1~B5对应的五条曲线全部重合， 储气量，随着煤气柜权重因子的减小，优化效果逐渐 结合前面的研究结果可以发现，转炉煤气柜储气量对 变差，煤气柜储气量逐渐偏离中间储气量.与图4(a) 锅炉权重因子较为敏感，对煤气柜权重因子不敏感 相比，虽然图5(a)呈现了完全相反的规律，即煤气柜 由此可见，采用A2的锅炉权重因子时，转炉煤气柜工程科学学报，第 37 卷，第 1 期 其余曲线为优化计算的结果． 在问题描述中已经提 到，优化分配的关键在于使煤气柜趋于中间储气量以 更好地发挥其调节作用，因此权重因子优劣的主要判 断标准就是能否让煤气柜快速稳定在中间储气量附 近． 图 4( a) 为优化前后的高炉煤气柜储气量． 采用权 重因子 A1 和 A2 时优化效果最好( A1 与 A2 对应的曲 线完全重合) ，优化后的储气量最接近中间储气量． 采用权重因子 A3 ～ A5 时，优化效果逐渐变差，这是 因为从第 3 周期开始，主工序的高炉煤气消耗量明显 增加，但高炉煤气的产量基本不变( 见表 2) ，从而导 致随后 3 个周期高炉煤气不足． 此时煤气柜储气量已 十分接近中间储气量，只能通过减少高炉煤气消耗来 维持煤气系统的稳定，但随着锅炉权重因子的逐渐升 高，锅炉波动处罚值逐渐增大，当采用权重因子为 A3 ～ A5 时，锅炉波动处罚值已大于煤气柜储气量继续下 降的处罚值，因此优化模型选择降低煤气柜储气量以 缓解高炉煤气的不足． 图 4( b) 为优化前后的焦炉煤 气柜储气量． 由人工调度的结果可知此时焦炉煤气柜 储气量已极低，濒临储气量的下下限． 由表 4 可知焦 炉煤气柜的中间储气量为 60000 m3 ，远高于此时的储 气量． 因此需要煤气柜储气量尽快远离下下限． 由优 化结果可知，采用权重因子 A1 和 A2 的优化效果最 好． 采用权重因子 A3 ～ A5 时，优化效果逐渐变差， 其原因与前面高炉煤气柜相同． 图 4( c) 为优化前后 的转炉煤气柜储气量，由人工操作的结果可知，在 6 个周期当中转炉煤气柜储气量剧烈波动，这与其间歇 性的产生规律有关． 由于转炉煤气产量波动剧烈( 见 表 2) ，所以选取的周期一定要短，才能避免在研究副 产煤气优化规律时忽略掉转炉煤气产量的波动． 由优 化结果可知，采用权重因子 A1 ～ A3 时效果最好( 优 化曲线重合) ，其原因与前面高炉煤气柜及焦炉煤气 柜的相同． 图 4 锅炉权重因子变化时各周期优化前后的煤气柜储气量． ( a) 高炉煤气柜; ( b) 焦炉煤气柜; ( c) 转炉煤气柜 Fig． 4 Gasholder levels before and after optimization during each time period while BPV changes． ( a) BFG gasholder; ( b) COG gasholder; ( c) LDG gasholder 综上所述，模式 1 的特点是锅炉权重因子越小越 有利于煤气柜的稳定． 优化结果表明选择权重因子 A1 或 A2 时，煤气柜储气量最平稳，随着锅炉权重因 子的增大，优化效果逐渐变差，考虑到 A1 中的锅炉 权重因子过小，不利于维持锅炉的稳定，而 A1 与 A2 优化效果完全一样，因此选择 A2 的锅炉权重因子， 并在此基础上讨论煤气柜权重因子对煤气柜储气量的 影响． 3. 2 煤气柜权重因子对煤气柜储气量的影响 表 4 为模式 2 下的权重因子组合，即锅炉权重因 子不变，煤气柜权重因子逐渐增大，分别编号 B1 ～ B5． B4 和 A2 权重因子的值完全一样． 图 5 所示为煤气柜权重因子变化时各周期优化前 后的煤气柜储气量变化 . 图 5( a) 为优化前后的高炉 煤气柜储气量，结果表明采用权重因子为 B4 或 B5 时，优化效果最好，高炉煤气柜储气量迅速靠近中间 储气量，随着煤气柜权重因子的减小，优化效果逐渐 变差，煤气柜储气量逐渐偏离中间储气量． 与图 4( a) 相比，虽然图 5( a) 呈现了完全相反的规律，即煤气柜 表 4 模式 2 下的权重因子组合 Table 4 Combination of penalty value under Mode 2 编号 WHH WH Wd WL W1s W2s W3s B1 10 0. 2 0. 02 0. 1 10 20 50 B2 25 0. 5 0. 05 0. 25 10 20 50 B3 50 1 0. 1 0. 5 10 20 50 B4( A2) 100 2 0. 2 1 10 20 50 B5 500 10 1 5 10 20 50 权重因子越高优化效果越好，但两者背后的根本原因 完全相同，这是因为当煤气柜权重因子不变时增大锅 炉权重因子就等价于锅炉权重因子不变时减小煤气柜 权重因子． 图 5( b) 为优化前后的焦炉煤气柜储气量， 优化结果及成因与高炉煤气柜相同，故不赘述． 图 5 ( c) 为优化前后的转炉煤气柜储气量，与图 4( c) 不同 的是，权重因子 B1 ～ B5 对应的五条曲线全部重合， 结合前面的研究结果可以发现，转炉煤气柜储气量对 锅炉权重因子较为敏感，对煤气柜权重因子不敏感． 由此可见，采用 A2 的锅炉权重因子时，转炉煤气柜 · 201 ·