D0I:10.13374/j.issm1001-053x.1985.02.001 北京钢铁学院学报 1985年第2期 城市工业供氧的优化方法 北京钢铁学院热能系 赵立合 清华大学热能工程系沈幼庭 随着科学技术和工业生产的不断发展，国民经济各部门对氧气的需要量与日俱增，因此 氧气的生产也随之迅速发展。为了提高供氧的经济效益，近年来很多专家对供氧方式进行了 大量研究工作)))。他们的结论概括为：·‘城市工业供氧应遵照“专业化生产，社会 化供应”和“管道输送为主，液氧、瓶氧为辅”的原则。但是究竞如何具体进行规划和决策， 尚缺乏一套严格的科学运筹方法。本文拟根据系统工程学的理论对这一问题进行初步探讨。 众所周知，城市工业部门所需用氧气的供应方式有外购和自产两种，而外购供氧又包括以 下三种输送形式：1.气氧管道输送；2.气氧瓶装输送；3.液氧槽贮输送。为此、供氧的优 化可以分为两种类型的问题：(1)在周围供氧单位一定的前题下，对某一需氧企业确定供氧 方式和输送形式的最佳方案问题，即决定该需氧企业是外购供氧或自行就地建站制氧，如 外购的话该由哪家产氧单位购进及应采取哪种输送形式：（2)在一定区域或全城范围内 对已知的各需氧企业统一规划供氧系统问题，即决定是集中供氧还是分散供氧，集中到什么 程度，集中供氧厂址选在何处，规模多大等等。以下分别加以讨论。 一、第一类问题的优化方法 设某需氧企业（以下简称为A)除可自产氧气外，周围尚有个制氧厂可以为其提供所 需氧气，而且三种输送形式均可采用。那么如果A同时向个制氧厂分别均以三种输送形式 购进氧气并自产自用部分氧气，其一年中用氧所需费用C则应为： m 3 3 C=罗三（ΣaDX+习yq)(元/年) (1) i=0j=1p=1 q=1 式中：i一制氧厂的序号，iI=}0,1,2,…m}, 其中i=0表示第0个制氧广，即A就地自建的厂， j一一氧气输送形式的标号，jJ=}1,2,3},具体意义如前所述。 1一表示第i个制氧厂以第种输送形式向A供氧时，由于氧的纯度、湿度等原因， 氧的实际消耗量与计划用量之比： p一单位氧气费用的标号，peP=?1,2,3},具体言之，x11,x12,x113分别表示 第ⅰ制氧厂以第种输送形式供送的氧的单位价格、单位运费和单位耗损费， (元/NM3)。耗损是指由于泄漏，蒸发汽化等原因所造成的损失： 1北 京 钢 铁 学 院 学 报 年 第 期 ， 户‘ 日白 上奋 匕二月二 口之 刃 一 育 ‘ 」盆旧 翻 ‘ ‘ 几 仁备公 二刁‘ 二 写 盖口 ‘ 反 佗二宝， ，亡，二怡 」「二 一 一 户 ‘ ‘ 扣 一 一 护 一州 决眨 尸 一介 ，，目月 ，性尸，，内，， 一 甲 ，尸 产， 一 ， 劝 谓，护洲 二 目泣月 ， 陀 ，，， 下 ‘ 城市工业供氧的优化方法 北京钢 铁学 院热 能系 赵立 合 清华大学热 能 工程系 沈 幼庭 随 着科学 技术 和工业生 产的不 断 发展 ， 国民经济各部 门对氧气的需要量 与 日俱 增 ， 因此 氧气的生 产也随之 迅 速 发展 。 为 了提 高供氧的经济效益 ， 近年来很多专家对供 氧 方式进行 了 大量研究工作 川 〔 ’ 〕 ‘ 。 〕 。 他 们 的 结 论概括 为 一 ‘ 城市工业供氧应遵 照 “ 专业化生产 ，社会 化供应 ” 和 “ 管道输 送 为主 ， 液 氧 、 瓶氧为辅 ” 的原 则 。 但是究竟如 何具体进行规划 和决策 ， 尚缺乏 一套严格的科学 运筹方 法 。 本文拟根据 系 统 工程学 的理论对 这一 问题进行初 步探讨 。 众 所 周知 ， 城市工业部 门所 需 用氧气的供 应方 式有外购 和 自产两种 ，而 外购供氧又包括 以 下 三种输送形式 气氧管道 输送 气氧瓶装输送 液 氧槽贮输送 。 为 此 、 供 氧 的 优 化可 以分 为两种类 型 的问题 在周围供 氧单位一定 的前题下 ， 对某一需氧企业确定供氧 方式和 输送形 式 的最佳方案问题 ， 即决定 该需氧企业是外购供 氧或 自行就地建 站 制 氧 ， 如 外购 的话该 由哪 家 产氧单位购进及应采取哪种输送 形式， 在一 定区域或全 城 范 围 内 对已 知的各需氧企业统一 规划供氧系统问题 ， 即决定是集中供氧还是分散供氧 ， 集 中到什么 程 度 ， 集 中供 氧厂址 选 在何处 ， 规模 多大等 等 。 以下分别加 以讨论 。 一 、 第一 类问题 的优化方法 设某需氧企业 以下 简称为 除可 自产氧气外 ， 周 围 尚有 个制氧厂可 以为其提供所 需氧气 ， 而 且三种输送形式均可 采用 。 那么如 果 同时 向 个制氧厂分 别均 以三种 输送形 式 购 进氧气并 自产 自用部分氧气 ， 其一年中用氧所需 费用 则应为 』 二 刃 刃 刃 、 ‘ ， ， 于 一 刃 ，， 兀 年 式 中 — 制 氧厂 的序号 ， 劣。 ， ， ， … … 妥 ， 其中 表 示 第 。 个制氧厂 ， 即 就地 自建的厂 ， — 氧气输 送 形式 的标号 ， 考 ， ， 鉴 ， 具体意义如前所 述 。 — 表 示第 个制 氧厂 以第 种输送形 式 向 供 氧时 ， 由于氧的 纯度 、 湿 度等原 因 ， 氧的实际消耗量 与计划 用量之 比 一 单位 氧气 费 用的标 一 号 ， 考 ， ， 备 ， 具体言之 ， ， ， 、 ， ， 分 别表 示 第 制 氧厂 以 第 种输送形 式供送的氧 的单位价格 、 单位运费和 单 位 耗 损 费 ， 元 ” 。 耗损是 指 由于泄漏 ， 蒸发汽化等原 因所造 成的损失 DOI ：10．13374／j ．issn1001—053x．1985．02．001