工程科学学报，第37卷，第1期：97一105,2015年1月 Chinese Journal of Engineering,Vol.37,No.1:97-105,January 2015 DOI:10.13374/j.issn2095-9389.2015.01.015:http://journals.ustb.edu.cn 钢铁生产过程富余煤气动态优化分配模型 赵贤聪2》，白皓2)，李宏煦》，王超2》，郑龙山》，韩杰海) 1)北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京1000832)北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 3)武汉钢铁股份有限公司，武汉4300004)邯郸钢铁集团有限责任公司，邯郸056003 ☒通信作者，E-mail:baihao(@metall.ustb.edu.cn 摘要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 关键词钢铁生产：副产品：能源利用：整数线性规划：优化 分类号TF059 Dynamic optimal distribution model of surplus byproduct gases in iron and steel making process ZHAO Xian-eong,BAI Hao,LI Hong-u,WANG Chao,ZHENG Long-shan,HAN Jie-hai 1)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 3)Wuhan Iron and Steel Company Limited,Wuhan 430000,China 4)Handan Iron and Steel Company Limited,Handan 056003,China Corresponding author,E-mail:baihao@metall.ustb.edu.cn ABSTRACT A mixed integer linear programming(MILP)model for optimization of surplus byproduct gases was built with the mini- mum operation cost as its objective function.Compared with previous optimization models,this model chooses a shorter time period and considers the influence of boiler penalty values (BPV)and gasholder penalty values (GPV)on the optimization results.Calcula- tion results by the model based on real production data indicate that GPV and BPV are sensitive to the optimization results.Thus it is necessary to evaluate GPV and BPV reasonably.Compared with manual operation results,the optimal calculation results are able to re- duce the gas storage fluctuation of the gasholder,improve the electricity generation of boilers by 45.9%,and thus make the operation of the byproduct gas system safe and stable. KEY WORDS iron and steel production:byproducts:energy utilization:integer linear programming:optimization 钢铁工业是能源密集型行业，减排压力巨大四 产煤气放散或者不足.目前我国钢铁企业副产煤气的 副产煤气是钢铁生产中产生的重要二次能源，占企业平均放散率为5.6%四，而世界先进企业的放散率不 总能耗的30%左右网.由于副产煤气的产生和消耗的 到1%日，仅这一项差距就使得我国钢铁吨钢能耗增 不规律性，如果没有好的优化分配方法，就会出现副 加5%可.由此可见，副产煤气的优化分配对钢铁企 收稿日期：201405-30 基金项目：钢铁治金新技术国家重点实验室基金资助项目(41603006)工程科学学报，第 37 卷，第 1 期: 97--105，2015 年 1 月 Chinese Journal of Engineering，Vol． 37，No． 1: 97--105，January 2015 DOI: 10． 13374 /j． issn2095--9389． 2015． 01． 015; http: / /journals． ustb． edu． cn 钢铁生产过程富余煤气动态优化分配模型 赵贤聪1，2) ，白 皓1，2) ，李宏煦2) ，王 超1，2) ，郑龙山3) ，韩杰海4) 1) 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083 2) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 3) 武汉钢铁股份有限公司，武汉 430000 4) 邯郸钢铁集团有限责任公司，邯郸 056003  通信作者，E-mail: baihao@ metall． ustb． edu． cn 摘 要 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． 关键词 钢铁生产; 副产品; 能源利用; 整数线性规划; 优化 分类号 TF059 Dynamic optimal distribution model of surplus byproduct gases in iron and steel making process ZHAO Xian-cong1，2) ，BAI Hao1，2)  ，LI Hong-xu2) ，WANG Chao1，2) ，ZHENG Long-shan3) ，HAN Jie-hai4) 1) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 3) Wuhan Iron and Steel Company Limited，Wuhan 430000，China 4) Handan Iron and Steel Company Limited，Handan 056003，China  Corresponding author，E-mail: baihao@ metall． ustb． edu． cn ABSTＲACT A mixed integer linear programming ( MILP) model for optimization of surplus byproduct gases was built with the mini￾mum operation cost as its objective function． Compared with previous optimization models，this model chooses a shorter time period and considers the influence of boiler penalty values ( BPV) and gasholder penalty values ( GPV) on the optimization results． Calcula￾tion results by the model based on real production data indicate that GPV and BPV are sensitive to the optimization results． Thus it is necessary to evaluate GPV and BPV reasonably． Compared with manual operation results，the optimal calculation results are able to re￾duce the gas storage fluctuation of the gasholder，improve the electricity generation of boilers by 45． 9% ，and thus make the operation of the byproduct gas system safe and stable． KEY WOＲDS iron and steel production; byproducts; energy utilization; integer linear programming; optimization 收稿日期: 2014--05--30 基金项目: 钢铁冶金新技术国家重点实验室基金资助项目( 41603006) 钢铁工业是能源密集型行业，减排压力巨大［1］． 副产煤气是钢铁生产中产生的重要二次能源，占企业 总能耗的 30% 左右［2］． 由于副产煤气的产生和消耗的 不规律性，如果没有好的优化分配方法，就会出现副 产煤气放散或者不足． 目前我国钢铁企业副产煤气的 平均放散率为 5. 6%［3］，而世界先进企业的放散率不 到 1%［4］，仅这一项差距就使得我国钢铁吨钢能耗增 加 5%［5］． 由此可见，副产煤气的优化分配对钢铁企