孔福林等：基于粒子群算法的转炉用氧节能优化调度 285 模型的静态边界条件依据实际管网设备参数 2.55 进行设定，运行动态仿真时可变边界条件为进气 2.50 流量和用户的用气流量，这些变量可录入到Tgnet 2.45 提供的动态脚本，模型所选约束模式为流量-压力 2.40 约束 该企业与氧气相关的企业生产数据，包括炼 号2.35 铁部分、炼钢部分、制氧站部分的总瞬时氧气流 2.30 Before scheduling 量和管网压力，如表2所示 -After scheduling 2.25 ·-Upper limit 表2工序氧气流量表 20 406080100120 Time/min Table 2 Process oxygen flow meter 因10采用调度的中压管道压力对比 Total Total Total instantaneous instantaneous instantaneous Network Fig.10 Medium-pressure pipeline pressure comparison using scheduling Time oxygen demand oxygen demand oxygen pressure/ for ironmaking/ for steelmaking/ production/ MPa Studio软件实现氧气中压放散仿真，放散前后氧压 (m3h- (m3h- (mh) 0 机出口压力及管网压力的变化曲线分别如图11和 80733.348 60875.992 135690.117 1.962 2 79554.535 60516.899 136006.664 1.962 图12所示，流经放散阀放散的氧气流量如图13 4 79819.277 48000.639 136118.836 1.965 所示 6 80312.504 23078.353 136107.457 1.986 星270 8 78686.025 35453.71116 135280.527 2.022 运行动态仿真时，高炉、转炉瞬时用氧量数据 2.60 和空分设备的瞬时产氧量作为动态脚本输入，管 2.55 网压力作为仿真结果输出. 4.2管网压力及氧气放散的影响 2.50 Before scheduling .Medium pressure release 调度前后的转炉用氧数据与高炉炼铁用氧数 ·Upper pressure limit 2.45 据及空分设备产氧数据作为动态脚本输入，氧压 20 406080100120 Time/min 机出口压力与中压管道压力作为仿真结果输出， 结果如图9和图10所示 图11采用放散的氧压机出口压力变化曲线 Fig.11 Oxygen compressor outlet pressure change curve using medium pressure release 2.70 2.55 2.65 AMd 2.50 2.60 2.45 2.55 2.40 2.50 Before scheduling 。After scheduling Upper limit 2.30 -Before scheduling 2.45 20 40 60 80 100 120 Medium pressure release 2.25 Time/min Upper pressure limit 0 20 40 60 80 100120 图9采用调度的氧压机出口压力对比 Time/min Fig.9 Outlet pressure comparison of oxygen compressor using 图12采用放散的中压管道压力变化曲线 scheduling Fig.12 Pressure curve of medium-pressure pipeline 从图9和图10可以看出，调度后氧压机出口 由图9~12可知，采用转炉用氧节能优化调度 压力和中压管道压力的峰值均降至压力上限值以 后，可以实现管网峰值压力的降低，达到与中压放 下，从而避免了氧气管网中压放散.利用Pipeline 散一样的效果，从而避免了氧气的放散.由图13模型的静态边界条件依据实际管网设备参数 进行设定，运行动态仿真时可变边界条件为进气 流量和用户的用气流量，这些变量可录入到 Tgnet 提供的动态脚本，模型所选约束模式为流量‒压力 约束. 该企业与氧气相关的企业生产数据，包括炼 铁部分、炼钢部分、制氧站部分的总瞬时氧气流 量和管网压力，如表 2 所示. 表 2 工序氧气流量表 Table 2   Process oxygen flow meter Time Total instantaneous oxygen demand for ironmaking/ (m3 ·h−1) Total instantaneous oxygen demand for steelmaking/ (m3 ·h−1) Total instantaneous oxygen production/ (m3 ·h−1) Network pressure/ MPa 0 80733.348 60875.992 135690.117 1.962 2 79554.535 60516.899 136006.664 1.962 4 79819.277 48000.639 136118.836 1.965 6 80312.504 23078.353 136107.457 1.986 8 78686.025 35453.71116 135280.527 2.022 … … … … … 运行动态仿真时，高炉、转炉瞬时用氧量数据 和空分设备的瞬时产氧量作为动态脚本输入，管 网压力作为仿真结果输出. 4.2    管网压力及氧气放散的影响 调度前后的转炉用氧数据与高炉炼铁用氧数 据及空分设备产氧数据作为动态脚本输入，氧压 机出口压力与中压管道压力作为仿真结果输出， 结果如图 9 和图 10 所示. Oxygen compressor outlet pressure/MPa 2.70 2.65 2.60 2.55 2.50 2.45 0 20 40 60 Time/min 80 100 120 Before scheduling After scheduling Upper limit 图 9    采用调度的氧压机出口压力对比 Fig.9     Outlet  pressure  comparison  of  oxygen  compressor  using scheduling 从图 9 和图 10 可以看出，调度后氧压机出口 压力和中压管道压力的峰值均降至压力上限值以 下，从而避免了氧气管网中压放散. 利用 Pipeline Studio 软件实现氧气中压放散仿真，放散前后氧压 机出口压力及管网压力的变化曲线分别如图 11 和 图 12 所示，流经放散阀放散的氧气流量如图 13 所示. 2.55 2.60 2.65 2.70 2.50 2.45 0 20 40 60 Time/min 80 100 120 Before scheduling Medium pressure release Upper pressure limit Oxygen compressor outlet pressure/MPa 图 11    采用放散的氧压机出口压力变化曲线 Fig.11    Oxygen compressor outlet pressure change curve using medium pressure release 2.55 2.50 2.45 2.40 2.35 2.30 2.25 Medium-pressure pipelines pressure/MPa 0 20 40 60 Time/min 80 100 120 Before scheduling Medium pressure release Upper pressure limit 图 12    采用放散的中压管道压力变化曲线 Fig.12    Pressure curve of medium-pressure pipeline 由图 9～12 可知，采用转炉用氧节能优化调度 后，可以实现管网峰值压力的降低，达到与中压放 散一样的效果，从而避免了氧气的放散. 由图 13 2.55 2.50 2.45 2.40 2.35 2.30 2.25 Medium-pressure pipelines pressure/MPa 0 20 40 60 Time/min 80 100 120 Before scheduling After scheduling Upper limit 图 10    采用调度的中压管道压力对比 Fig.10    Medium-pressure pipeline pressure comparison using scheduling 孔福林等： 基于粒子群算法的转炉用氧节能优化调度 · 285 ·