專利名稱：一種造紙廠熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制漿造紙廠熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)及其工作方法，特別涉及
具有大于等于兩臺鍋爐或兩套汽輪發(fā)電機(jī)組的大、中型制漿造紙廠的熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)優(yōu) 化系統(tǒng)及其工作方法。
背景技術(shù)：
造紙業(yè)是資源和能源消費型產(chǎn)業(yè)，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，造紙產(chǎn)品消費
迅速增長，市場需求逐年擴(kuò)大。造紙工業(yè)已被國家發(fā)改委列為九大高耗能重點監(jiān)管行業(yè)之
一。熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是制漿造紙企業(yè)的重要組成部分，它的安全、穩(wěn)定運行是企業(yè)安全、穩(wěn)定、
長期運行的基礎(chǔ)。通常，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)由多臺鍋爐和汽輪機(jī)組組成，在滿足生產(chǎn)用電的條件
下，鍋爐產(chǎn)汽或汽輪機(jī)抽出或排出的蒸汽供工藝過程所需熱量。由于產(chǎn)品種類、生產(chǎn)量、生
產(chǎn)狀況、市場銷售和季節(jié)性的變化等原因，蒸汽用量和用電量都會隨之發(fā)生變化。 與大型熱電廠和火電廠所采用的單元式機(jī)組不同，在造紙企業(yè)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)通常
是采用母管制的熱力系統(tǒng)。在實際條件下，多數(shù)系統(tǒng)在設(shè)計時新蒸汽的壓力等級均相同，所
有的鍋爐并聯(lián)到熱力系統(tǒng)母管中。母管制熱力系統(tǒng)的最大特點是鍋爐、汽輪機(jī)彼此獨立，即
某臺鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽不與相應(yīng)的汽輪機(jī)直接相連，而是和系統(tǒng)中所有同等級的蒸汽一起
提供給蒸汽母管，然后再通過管道將蒸汽輸送給系統(tǒng)中的各種用汽設(shè)備及外界用戶。母管
制的結(jié)構(gòu)下，鍋爐系統(tǒng)和汽輪機(jī)系統(tǒng)之間僅僅通過鍋爐總產(chǎn)汽量相聯(lián)系，在鍋爐系統(tǒng)總產(chǎn)
汽量不變的條件下，下游汽輪機(jī)的負(fù)荷不會再受到上游某臺鍋爐負(fù)荷的變化的影響，單元
式機(jī)組汽機(jī)與鍋爐之間單純的串聯(lián)關(guān)系消除了，從運行優(yōu)化的角度考慮，系統(tǒng)的自由度增
加了，因而也就增加了熱力系統(tǒng)的可操作性。 通常，熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)需向制槳、造紙工藝過程提供動力、電力、熱能、蒸汽等能量。 由于產(chǎn)品的多元化，因此為了有效利用能源，需要合理利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種壓力等 級的蒸汽或者供應(yīng)各種壓力等級的蒸汽來滿足生產(chǎn)需要。 制槳和造紙生產(chǎn)異常出現(xiàn)都會影響熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的運行。通常，相對于運行是否 經(jīng)濟(jì)，熱電廠工程師們更關(guān)心生產(chǎn)是否正常、穩(wěn)定。制漿、造紙生產(chǎn)局部改變或是異常的出 現(xiàn)，工程師們做出的被動調(diào)節(jié)通常使熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)處在一個不經(jīng)濟(jì)的運行狀態(tài)。因此，在 滿足工藝過程加工量、產(chǎn)品方案、氣候、季節(jié)等因素變化引起的蒸汽和電力需求變化的條件 下，如何使系統(tǒng)最經(jīng)濟(jì)的運行操作，已成為當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服目前熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)人工調(diào)節(jié)的不科學(xué)性，改變目前該 系統(tǒng)運行不經(jīng)濟(jì)的情況，提供一種適合于具備大于等于兩臺鍋爐或兩套汽輪發(fā)電機(jī)組的 大、中型制漿造紙廠的熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)及其工作方法。通過該系統(tǒng)，可實現(xiàn)熱電 聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行和自動調(diào)節(jié)。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的采用的技術(shù)方案一種造紙廠熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)，其特征是，包括 用于采集各部門對蒸汽、電能的需求數(shù)據(jù)并存儲到實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)； 用于存儲和傳輸數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)的實時數(shù)據(jù)庫； 用于存儲和傳輸優(yōu)化所需數(shù)據(jù)及優(yōu)化后結(jié)果數(shù)據(jù)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫； 用于對關(guān)系數(shù)據(jù)庫中存儲的生產(chǎn)過程的物料流進(jìn)行模擬并將模擬結(jié)果存儲在關(guān)
系數(shù)據(jù)庫的物料流模擬模型庫； 用于將關(guān)系數(shù)據(jù)庫中存儲的生產(chǎn)過程的能流數(shù)據(jù)結(jié)合物料流模擬模型庫的模擬 結(jié)果進(jìn)行模擬并將模擬結(jié)果存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的能流模擬模型庫； 用于根據(jù)能流模擬模型庫的模擬結(jié)果對生產(chǎn)過程中的能流進(jìn)行優(yōu)化并將優(yōu)化結(jié) 果反饋到人機(jī)交互界面用以顯示、監(jiān)測，同時將優(yōu)化結(jié)果存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫，以便現(xiàn)場監(jiān)控 系統(tǒng)提取有關(guān)數(shù)據(jù)對相關(guān)設(shè)定值進(jìn)行賦值以優(yōu)化系統(tǒng)運行的能流優(yōu)化模型庫；
用于生產(chǎn)調(diào)度人員與實時數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫和能流優(yōu)化模型庫進(jìn)行人機(jī)交互的 人機(jī)交互界面； 所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與實時數(shù)據(jù)庫相互連接；實時數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫相互連接； 關(guān)系數(shù)據(jù)庫分別與能流模擬模型庫、物料流模擬模型庫和人機(jī)交互界面相互連接；關(guān)系數(shù) 據(jù)庫還與輸入設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和排產(chǎn)計劃信息的人工輸入端口相連接；物料流模擬模型 庫與能流模擬模型庫相連接；能流模擬模型庫與能流優(yōu)化模型庫相互連接；能流優(yōu)化模型 庫與人機(jī)交互界面相互連接；人機(jī)交互界面還與實時數(shù)據(jù)庫相互連接。 為了更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括設(shè)置在生產(chǎn)和生活輔助車間的 SCADA、 PLC和DCS系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集儀；數(shù)據(jù)采集儀采集的數(shù)據(jù)是未安裝SCADA、 PLC、 DCS系 統(tǒng)的部分車間對蒸汽、電能的需求數(shù)據(jù)，該部分?jǐn)?shù)據(jù)現(xiàn)場采集后手動輸入至實時數(shù)據(jù)庫。
所述能流優(yōu)化模型庫包括 通過對汽輪機(jī)系統(tǒng)建立優(yōu)化模型并求解得出汽輪機(jī)系統(tǒng)能量優(yōu)化方案的汽輪機(jī) 系統(tǒng)優(yōu)化模型庫； 通過對鍋爐系統(tǒng)建立優(yōu)化模型并求解得出鍋爐系統(tǒng)能量優(yōu)化方案的鍋爐系統(tǒng)優(yōu) 化模型庫； 所述汽輪機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化模型庫的輸出連接鍋爐系統(tǒng)優(yōu)化模型庫的輸入。 所述人機(jī)交互界面包括設(shè)置在鍋爐機(jī)組車間的PC機(jī)、設(shè)置在汽輪機(jī)組車間的PC
機(jī)和造紙廠中心調(diào)度室的PC機(jī)。 所述實時數(shù)據(jù)庫通過以太網(wǎng)從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集相關(guān)數(shù)據(jù)并存儲。 上述的造紙廠熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)的工作方法，其特征是，包括如下步
驟 第一步，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集各部門對蒸汽、電能的需求信息，存入實時數(shù)據(jù)庫，
供關(guān)系數(shù)據(jù)庫和人機(jī)交互客戶端調(diào)用，關(guān)系數(shù)據(jù)庫根據(jù)需求從實時數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)數(shù)據(jù)
并存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫，訂單排產(chǎn)計劃和生產(chǎn)維護(hù)計劃也通過人工輸入端口輸入并存儲在關(guān)
系數(shù)據(jù)庫中，供能流模擬模型庫、物料流模擬模型庫和人機(jī)交互客戶端調(diào)用； 第二步，物料流模擬模型庫從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計算，把計
算結(jié)果存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中并傳輸?shù)侥芰髂M模型庫；能流模擬模型庫從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)的數(shù)據(jù)，結(jié)合物料流模擬模型庫的計算結(jié)果進(jìn)行模擬計算，把計算結(jié)果存儲到關(guān)系 數(shù)據(jù)庫中并傳輸?shù)侥芰鲀?yōu)化模型庫；能流優(yōu)化模型庫中的汽輪機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化模型庫讀取能 流模擬模型庫的計算結(jié)果，并從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中讀取造紙廠相關(guān)設(shè)備運行狀態(tài)及訂單排產(chǎn)計 劃、生產(chǎn)維護(hù)計劃的相關(guān)數(shù)據(jù)，對汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化運行計算，得到汽輪機(jī)系統(tǒng)所需最 小耗氣量，存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中；能流優(yōu)化模型庫中的鍋爐優(yōu)化模型庫根據(jù)汽輪機(jī)系統(tǒng)優(yōu) 化模型庫計算得到的汽輪機(jī)系統(tǒng)所需最小耗汽量，從而得到鍋爐系統(tǒng)所必須的產(chǎn)汽量，以 此作為對鍋爐系統(tǒng)的外界約束，結(jié)合關(guān)系數(shù)據(jù)庫中造紙廠相關(guān)設(shè)備運行狀態(tài)及訂單排產(chǎn)計 劃、生產(chǎn)維護(hù)計劃的相關(guān)數(shù)據(jù)，以耗煤量最小為目標(biāo)，對鍋爐機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化運行計算，將優(yōu) 化結(jié)果存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫； 第三步，人機(jī)交互界面通過以太網(wǎng)從實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)數(shù)據(jù)， 并顯示能流優(yōu)化模型數(shù)據(jù)庫計算結(jié)果、能耗關(guān)鍵指標(biāo)，同時可安裝打印機(jī)打印相關(guān)信息；同 時，SCADA、 DCS等現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)從關(guān)系數(shù)據(jù)庫獲得優(yōu)化結(jié)果，在AUTO模式下對相關(guān)設(shè)定值 進(jìn)行賦值即可自動實現(xiàn)優(yōu)化功能。 上述工作方法中，所述第二步中對汽輪發(fā)電機(jī)組或鍋爐機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化運行計算是 指采用eTMS程序(注該程序已獲取軟件著作權(quán)登記，登記號為2009SR09023)對汽輪機(jī)系 統(tǒng)優(yōu)化模型或鍋爐系統(tǒng)優(yōu)化模型進(jìn)行求解。 本發(fā)明的工作原理是這樣的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，除用于采集各種需要監(jiān)測的數(shù)據(jù)將 它們存儲到實時數(shù)據(jù)庫中外，還從關(guān)系數(shù)據(jù)庫獲取優(yōu)化信息在AUTO模式下實現(xiàn)自動優(yōu)化 功能；物料流模擬模型庫、能流模擬模型庫、能流優(yōu)化模型庫通過調(diào)用實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系 數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析、優(yōu)化并將相關(guān)信息存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中；鍋爐機(jī)組PC機(jī)、汽輪 機(jī)組PC機(jī)、造紙廠中心調(diào)度PC機(jī)等組成的人機(jī)交互界面負(fù)責(zé)顯示、監(jiān)測優(yōu)化后的結(jié)果及 能耗、能效數(shù)據(jù)并可將相關(guān)報表用打印機(jī)打出來。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括用于制漿造紙、熱電 車間、水處理車間及生產(chǎn)輔助車間、辦公，宿舍、食堂等部門的SCADA、 PLC、 DCS采集系統(tǒng)的 數(shù)據(jù)的采集，還包括利用數(shù)據(jù)采集儀對其它現(xiàn)場相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，其將采集的數(shù)據(jù)存儲到 實時數(shù)據(jù)庫中；為進(jìn)一步處理，實時數(shù)據(jù)庫中部分?jǐn)?shù)據(jù)同時存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，同時將 訂單排產(chǎn)計劃、生產(chǎn)維護(hù)計劃等信息也存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中；物料流模擬模型庫通過與關(guān) 系數(shù)據(jù)庫的交互，對生產(chǎn)過程的物料流進(jìn)行模擬并將模擬結(jié)果存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中；能流 模擬模型庫通過與關(guān)系數(shù)據(jù)庫的交互，對生產(chǎn)過程的能流進(jìn)行模擬并將模擬結(jié)果存儲在關(guān) 系數(shù)據(jù)庫中；能流優(yōu)化模型庫在能流模擬模型庫的基礎(chǔ)上，對生產(chǎn)過程中的能流進(jìn)行優(yōu)化 將將相關(guān)信息反饋給人機(jī)交互界面，以供顯示、監(jiān)測，同時將優(yōu)化結(jié)果存入關(guān)系數(shù)據(jù)庫以便 SCADA、 DCS等現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)調(diào)用；對于那些不需要分析、優(yōu)化、調(diào)度的信息，可以直接通過 人機(jī)交互界面與歷史數(shù)據(jù)庫交互，展示給用戶。 能流優(yōu)化模型是在物料流模型和能流模型的基礎(chǔ)上結(jié)合汽輪機(jī)和鍋爐等能量轉(zhuǎn) 換設(shè)備的運行工況建立的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，它在滿足工藝生產(chǎn)用能的條件下實現(xiàn)系統(tǒng)耗能的 最小化或是在耗能不變的前提下實現(xiàn)利潤的最大化，從而提高能效。
物料流模擬模型建立原理如下 物料流是從原料市場經(jīng)過原料采購(含輔料和助劑等)、儲運(含原料、輔料、助 劑、中間產(chǎn)品、產(chǎn)品和副產(chǎn)品等)、加工和產(chǎn)品銷售(含副產(chǎn)品)等到產(chǎn)品市場的演變過程。 加工過程是整個物料過程的核心部分，包括分離系統(tǒng)、混合系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)等。在這個過程中，原料總量與產(chǎn)品總量、儲運損失量、加工損失量和廢物排放量之間符合質(zhì)量守恒定律， 其實質(zhì)也就是分離、混合、反應(yīng)過程的結(jié)合。 通常，物料在分離和混合過程，設(shè)備位置及大小都不隨時間變化，如圖1所示，它
f兩足
<formula>formula see original document page 7</formula>(1) 式中，物質(zhì)在各處密度P是空間位置和時間的函數(shù)，m為各設(shè)備或過程內(nèi)的質(zhì)量 源，vn為在表面上沿法線方向的速度，即速度矢量v在外法線方向單位矢量n上的投影。
按場論中的高斯定理


可將(1)式的面積分轉(zhuǎn)換為體積分，得
f(，+va:/n^)=M
可得微分形式的質(zhì)量守恒方程或連續(xù)性方程為
改 針對分離和混合設(shè)備，我們將物料分為流進(jìn)物料(i)、流出物料(j)和源項(1)可 得物料平衡方程<formula>formula see original document page 7</formula> 上式左端積分代表流進(jìn)的質(zhì)量，積分域為S—(Vn < 0)，積分為負(fù)數(shù)；而右端的積分 代表流出的質(zhì)量，積分域為S+(vn > 0)，積分為正數(shù)。而物料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)需滿足組分質(zhì)量 平衡，即使體系內(nèi)部沒有質(zhì)量源，但化學(xué)反應(yīng)是反應(yīng)物減少，對反應(yīng)物是負(fù)的質(zhì)量源，對產(chǎn) 物是正的質(zhì)量源，所以關(guān)于組分k的連續(xù)性方程應(yīng)為
<formula>formula see original document page 7</formula>
改 如上就建立了物料流的模擬模型，對該模型用eTMS程序進(jìn)行求解即可得到對物 料流的模擬結(jié)果。 能流模擬模型的建立原理如下 能量是依附在物料上經(jīng)過分離、混合、反應(yīng)等過程來實現(xiàn)轉(zhuǎn)換與傳輸、利用、回收 等過程，為了更加準(zhǔn)確的反應(yīng)各工藝過程能效和能耗，我們應(yīng)用熱力學(xué)第一定律和第二定 律進(jìn)行了能流的建模。 如圖2所示的工藝過程能量平衡示意圖，對一個工藝過程，流動體系在從tl到t2的時間內(nèi)從釋放到環(huán)境的熱量Q與體系對外界做的功W之和必定等于體系總能量的增加， 即能量守恒 Q+W = A H = H「H2
上式的微分形式為
dH = dQ+dW 入方物流總焓& = E Hi，出方物流總焓H2 = E Hi，體系與外界交換的熱量Q =
Qe-Qi，功W = We-Wi ;整理得 E (H「H。) +Qi+Wi = E (He_H。) +Qe+We 由熱力學(xué)第二定律可推導(dǎo)出，(Ex)的計算式為 Ex = (H-H0) -T0 (S_S0) 其微分形式為 S Ex = dH-T。dS 對任何流動工藝過程體系，流入方的總熵恒等于或小于流出方的總熵，可得
- A) + 《_ +爭 與能量平衡方程聯(lián)立可得 //。)-r。Z(s,—s。)+e,-r。魯+^ 仏)—r。Z(s廣s。)+込—r。,+『e 式中E [ (H「H。) -T。 (S「S。) ] = E (EXM) t為進(jìn)入體系的全部物流的，之和，下表
M表示物流；Q(1-^)^(^H),為供入體系的全部熱量中所含有的，，下標(biāo)H表示熱量W
=(E^i為供入體系的功相應(yīng)的，，下標(biāo)W表示功。出方各項按此歸納可得
E (EXM)八(EXH)八(EM) i > E (Effl) e+ (EXH) e+ (Exw) e
以Dk表示實際過程的，損耗，即可得A困平衡方程
E (EXM) i+ (EXH) i+ (EM) i = E (Effl) e+ (EXH) e+ (Exw) e+DK 如上就可建立能流模擬模型，對該模型用eTMS程序進(jìn)行求解即可得到對能流模 擬的結(jié)果。 優(yōu)化模型建模的步驟如下 第一步，根據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)庫獲取制漿、造紙、輔助車間、辦公等對蒸汽、電能的需求等
相關(guān)信息確定所述能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)優(yōu)化問題的初始規(guī)模； 第二步，建立基于熱電聯(lián)產(chǎn)模式能量系統(tǒng)優(yōu)化的非線性規(guī)劃模型； 第三步，對上述優(yōu)化模型結(jié)合制漿、造紙生產(chǎn)的實際情況進(jìn)行求解，得到一個最優(yōu)
的目標(biāo)值和運行方案； 其中，第二步中的優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型通?？梢员硎緸?
min F(x)
s. t. p (x) > 0 其中，F(xiàn)(x)稱為目標(biāo)函數(shù)，它可以是總費用支出等經(jīng)濟(jì)上的目標(biāo)，可以是燃料消耗
8等技術(shù)上的目標(biāo)，也可以是污染排放量等環(huán)境上的目標(biāo)。在優(yōu)化運行問題中，由于系統(tǒng)的 結(jié)構(gòu)不發(fā)生變化，因而在總費用支出中很多費用如固定投資費用等是不變的，它并不隨著 運行方案的變化而變化，因而當(dāng)忽略由運行變化引起的其他費用變化時，總費用支出是隨 著燃料消耗量的變化而單調(diào)變化的，燃料消耗量最低的目標(biāo)可以反映總費用支出的情況。
P(x)為約束函數(shù)，它集中反映了外界對系統(tǒng)的要求以及系統(tǒng)內(nèi)部各種物理量之間的聯(lián)系等。 與大型熱電廠所采用的單元式機(jī)組不同，在造紙企業(yè)中通常是采用母管制的熱力 系統(tǒng)。母管制熱力系統(tǒng)的最大特點是鍋爐、汽輪機(jī)彼此獨立，即某臺鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽不與 相應(yīng)的汽輪機(jī)直接相連，而是和系統(tǒng)中所有同等級的蒸汽一起提供給蒸汽母管，然后再通 過管道將蒸汽輸送給系統(tǒng)中的各種用汽設(shè)備及外界用戶。母管制的結(jié)構(gòu)下，鍋爐系統(tǒng)和汽 輪機(jī)系統(tǒng)之間僅僅通過鍋爐總產(chǎn)汽量相聯(lián)系在鍋爐系統(tǒng)總產(chǎn)汽量不變的條件下，下游汽輪 機(jī)的負(fù)荷不會再受到上游某臺鍋爐負(fù)荷的變化的影響。從運行優(yōu)化的角度考慮，系統(tǒng)的自 由度增加了，因而也就增加了熱力系統(tǒng)的可操作性。在策略上將運行優(yōu)化問題視為兩個相 互串聯(lián)的獨立子系統(tǒng)的優(yōu)化運行問題，即鍋爐系統(tǒng)和汽輪機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化運行。
汽輪機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化運行 由于各種汽輪機(jī)的特性均呈現(xiàn)出線性的特征，這里我們不考慮在優(yōu)化運行中設(shè)備 的啟/停問題，因而所研究問題可簡化為線性規(guī)劃問題，據(jù)此可以采用相應(yīng)的模型，即
min F (X) = CX
s. t. G(X) < B
Xi >0 式中X為連續(xù)變量，C = [Cl， C2，……，Cn]是費用系數(shù)向量，對于汽輪機(jī)我們的 目標(biāo)函數(shù)是總耗汽量最小，這里C為單位向量。G為約束函數(shù)系數(shù)矩陣，B是資源向量。
(1)目標(biāo)函數(shù) 對汽輪機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度的目的在于保證汽輪機(jī)系統(tǒng)總耗汽量最小，因而目標(biāo) 函數(shù)可以表示為
W 附 min 5" = Z & + S "z
附 式中，S為總的蒸汽需求量，t/h ;^]&'為n臺汽輪機(jī)進(jìn)汽量之和，t/h ; 2]D/為m
臺減溫減壓閥進(jìn)汽量之和，t/h。目標(biāo)就是在滿足總供電和供熱需求的情況下，使總的蒸汽
需求量最小。 (2)約束函數(shù) 約束函數(shù)反映了實際運行條件下外界對系統(tǒng)的要求以及系統(tǒng)內(nèi)部各個物理量之 間的聯(lián)系，這些約束大致包含以下幾種
(a)發(fā)電量約束 該約束保證熱力系統(tǒng)的供電量滿足用戶的需求，即 = P
, =1 (b)外供蒸汽約束
各個壓力等級的母管中在確定的外供蒸汽負(fù)荷下要滿足蒸汽流量的進(jìn)出平衡，即 Z ) y.— Z d, )y = S/。arf / =1 /.=1 (c)設(shè)備模型約束 即各個汽輪機(jī)在實際運行條件下的特性，它反映出汽輪機(jī)在進(jìn)汽量、排汽量和功 率之間的關(guān)系。以二次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)為例，其特性方程如下所示。
Sin = ao+aiNi+a^+a^ 對于一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)、抽汽背壓式汽輪機(jī)、背壓式汽輪機(jī)以及凝汽式汽輪 機(jī)，上述相應(yīng)的回歸系數(shù)為零，這樣就構(gòu)成了汽輪機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度中設(shè)備模型的約束。
(d)調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)純凝汽工況約束 即上面所介紹工況圖中汽輪機(jī)運行區(qū)域的下邊界。根據(jù)其物理意義，它表示在運 行區(qū)域內(nèi)任何一點都要滿足& > 0的要求。
(e)低壓缸最小進(jìn)汽量的約束 在抽汽調(diào)節(jié)式汽輪機(jī)中，如果調(diào)節(jié)抽汽所占的份額很高，則流過低壓缸的蒸汽流 量也會相應(yīng)有所降低。因為當(dāng)?shù)蛪焊渍羝髁窟^低時，由于摩擦鼓風(fēng)損失等產(chǎn)生的熱量會 使低壓缸的溫度上升很多，甚至超過所允許的程度。因此低壓機(jī)組必須保持一個最小流量 使蒸汽對低壓機(jī)組起到冷卻作用，因此在優(yōu)化運行計算中必須增加該約束。該約束采用如 下的形式SinU E Sij > (S①丄in 其中，表示汽輪機(jī)各段用于加熱回?zé)崞鞯某槠靠偤?，這些抽汽量一般不直接
測量，需要通過平衡計算獲得。
(f)最大進(jìn)汽量約束 在實際運行中，規(guī)定汽輪機(jī)的進(jìn)汽量不能超過設(shè)計時所提出的最大進(jìn)汽量要求， 即& ", 腿 (g)最大發(fā)電功率限制 在實際運行中，汽輪機(jī)可以在超過額定功率條件下運行，這時稱汽輪機(jī)處于過載 工況。為了安全起見，在運行優(yōu)化過程中必須嚴(yán)格規(guī)定汽輪機(jī)的最大發(fā)電功率，以保證優(yōu)化 運行方案在實際中的可行性。在本例中，最大發(fā)電功率取為機(jī)組的額定功率，相應(yīng)的約束可 以寫為Hx (h)抽汽量約束 為了保證汽輪機(jī)正常的工作，汽輪機(jī)的一次抽汽量和二次抽汽量不允許超過規(guī)定 的數(shù)值，因此優(yōu)化調(diào)度中據(jù)此增加抽汽量約束。
(S丄 S2i《(S2i)max (i)變量約束 它規(guī)定了優(yōu)化運行計算中變量的取值范圍，如 S >0 ;S2i >0 ;K >0
到此為止，汽輪機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化計算的模型已經(jīng)建立起來。
鍋爐系統(tǒng)的優(yōu)化運行 由于各種鍋爐的特性均呈現(xiàn)出非線性的特征，這里我們不考慮在優(yōu)化運行中設(shè)備 的啟/停問題，因而所研究問題可簡化為非線性規(guī)劃問題，當(dāng)汽輪機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化運行完成之 后，可以獲得汽輪機(jī)系統(tǒng)所需最小耗汽量，從而可以得到鍋爐系統(tǒng)所必須的產(chǎn)汽量，以此作 為對鍋爐系統(tǒng)的外界約束。
(1)目標(biāo)函數(shù) 鍋爐系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的目標(biāo)是在滿足產(chǎn)汽量的條件下保證系統(tǒng)總?cè)剂舷牧孔钚。?即min B = E Bi
(2)約束函數(shù) 鍋爐系統(tǒng)的約束函數(shù)較簡單，它包括如下的約束條件
(a)鍋爐特性約束 它反映了各臺鍋爐的燃料消耗隨著蒸發(fā)量的變化關(guān)系，即
B = f(S》 = fl0jy,. + "A + a25f +..... + (b)蒸汽負(fù)荷約束 它反映了汽輪機(jī)系統(tǒng)對鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)汽量的要求，即 Z&二S。 ' =1 上式中S。即為鍋爐系統(tǒng)的總產(chǎn)汽量。
(c)鍋爐蒸發(fā)量約束 它反映各臺鍋爐所允許的運行范圍，其約束為 (Si)min《S^ (SL 此外，還包括變量約束等。據(jù)此，可以建立鍋爐系統(tǒng)的優(yōu)化計算模型。
先根據(jù)汽輪機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化模型計算得到的汽輪機(jī)系統(tǒng)所需最小耗汽量，從而得到鍋 爐系統(tǒng)所必須的產(chǎn)汽量，以此作為對鍋爐系統(tǒng)的外界約束，再用鍋爐系統(tǒng)優(yōu)化模型進(jìn)行計 算，利用eTMS程序求解即得能量系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度方案。 將上述優(yōu)化調(diào)度方案存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫，同時顯示在人機(jī)交互界面，SCADA、DCS等 現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)從關(guān)系數(shù)據(jù)庫獲得優(yōu)化結(jié)果，在AUTO模式下對相關(guān)設(shè)定值進(jìn)行賦值即可自 動實現(xiàn)系統(tǒng)運行的最優(yōu)化。 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的主要優(yōu)點和效果是本發(fā)明應(yīng)用"三環(huán)節(jié)"理論對造紙 廠整個能量系統(tǒng)進(jìn)行建模，建立整個能量流與物料流的模擬模型。過程能量系統(tǒng)"三環(huán)節(jié)" 分析方法是以全局優(yōu)化為目標(biāo)的過程系統(tǒng)能量綜合優(yōu)化方法，它建立在對過程系統(tǒng)能量結(jié) 構(gòu)的深入理解和描述以及按照這種能量結(jié)構(gòu)所進(jìn)行的熱力學(xué)分析和熱經(jīng)濟(jì)學(xué)分析的基礎(chǔ) 上。該法由模型化和流程模擬技術(shù)支持，可以與任何單元或子系統(tǒng)的優(yōu)化技術(shù)(如數(shù)學(xué)規(guī) 劃法、試探法、人工智能等)配合使用。"三環(huán)節(jié)"模型認(rèn)為能量在整個工藝過程中的降質(zhì)，是在三個不同功能環(huán)節(jié)中逐 步發(fā)生的，根據(jù)發(fā)生演變的過程劃分為能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)、能量利用環(huán)節(jié)和能量回收環(huán)節(jié)。"三 環(huán)節(jié)"能量結(jié)構(gòu)模型概括了復(fù)雜過程系統(tǒng)的能量結(jié)構(gòu)和共性規(guī)律，給出了嚴(yán)格定量的能流結(jié)構(gòu)模型定義，建立了嚴(yán)格的能流模型和火用(Yong)流模型，適合過程能量系統(tǒng)的全局優(yōu) 化。"三環(huán)節(jié)"模型把整個工藝過程中的用能過程劃分為具有不同功能的三個環(huán)節(jié)，即 能量的轉(zhuǎn)換和傳輸環(huán)節(jié)、能量的工藝?yán)铆h(huán)節(jié)和能量的回收環(huán)節(jié)。能量在整個工藝過程中 的消耗和貶值是在不同功能的三個環(huán)節(jié)中逐步發(fā)生的。三個環(huán)節(jié)之間相互聯(lián)結(jié)、相互制約。
造紙企業(yè)能量系統(tǒng)是典型的過程能量系統(tǒng)，適合用"三環(huán)節(jié)"方法來對其能量系統(tǒng) 進(jìn)行分析和全局優(yōu)化。本發(fā)明在"三環(huán)節(jié)"模擬模型的基礎(chǔ)上將數(shù)學(xué)規(guī)劃方法結(jié)合能流模擬 模型對造紙企業(yè)能量系統(tǒng)進(jìn)行建模使運行得到優(yōu)化，降低運行成本，是造紙企業(yè)節(jié)能降耗、 提高效益的重要途徑。在滿足工藝過程加工量、產(chǎn)品方案、氣候、季節(jié)等因素變化引起的蒸 汽和電力需求變化的條件下，計算出最佳的運行操作方案，能實現(xiàn)系統(tǒng)運行總費用最低或 利潤最大化。


圖！是物料流模擬模型中的工藝過程的物料平衡圖； 圖2是能流模擬模型中的工藝過程能量平衡示意圖； 圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)的簡要結(jié)構(gòu)方框圖； 圖4是本發(fā)明的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖； 圖5是本發(fā)明的系統(tǒng)的工作流程圖； 圖6是本發(fā)明的系統(tǒng)的實物連接示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限 于此。 利用本發(fā)明的系統(tǒng)對某熱電聯(lián)產(chǎn)模式的造紙企業(yè)的能量系統(tǒng)進(jìn)行運行優(yōu)化，該企 業(yè)能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)包含4臺流化床鍋爐，4臺抽凝式汽輪機(jī)和若干減溫減壓設(shè)備，母管式熱力 系統(tǒng)。工作方法如下 第一步，如圖3、5所示，從制漿造紙生產(chǎn)線、熱電車間、水處理車間、辦公宿舍、食 堂等生產(chǎn)、生活輔助車間的SCADA、 PLC、 DCS及數(shù)據(jù)采集儀上采集各個部門的能耗相關(guān)數(shù) 據(jù)。獲取的數(shù)據(jù)存入實時數(shù)據(jù)庫，供關(guān)系數(shù)據(jù)庫和人機(jī)交互界面調(diào)用。關(guān)系數(shù)據(jù)庫從實時 數(shù)據(jù)庫讀取并存儲當(dāng)前的能耗相關(guān)數(shù)據(jù)，并根據(jù)人工輸入端口輸入的訂單排產(chǎn)計劃、生產(chǎn) 維護(hù)計劃預(yù)測所需能量并存儲相關(guān)數(shù)據(jù)，供模擬模型庫、優(yōu)化模型庫和客戶端調(diào)用。
第二步，物料流模擬模型庫從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計算，把計 算結(jié)果存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中并傳輸?shù)侥芰髂M模型庫；能流模擬模型庫從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中讀 取相關(guān)的數(shù)據(jù)，結(jié)合物料流模擬模型庫的計算結(jié)果進(jìn)行模擬計算，把計算結(jié)果存儲到關(guān)系 數(shù)據(jù)庫中并傳輸?shù)侥芰鲀?yōu)化模型庫；能流優(yōu)化模型庫中的汽輪機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化模型庫讀取能 流模擬模型庫的計算結(jié)果，并從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中讀取造紙廠相關(guān)設(shè)備運行狀態(tài)及訂單排產(chǎn)計 劃、生產(chǎn)維護(hù)計劃的相關(guān)數(shù)據(jù)，對汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化運行計算，得到汽輪機(jī)系統(tǒng)所需最 小耗氣量，存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中；能流優(yōu)化模型庫中的鍋爐優(yōu)化模型庫根據(jù)汽輪機(jī)系統(tǒng)優(yōu) 化模型庫計算得到的汽輪機(jī)系統(tǒng)所需最小耗汽量，從而得到鍋爐系統(tǒng)所必須的產(chǎn)汽量，以此作為對鍋爐系統(tǒng)的外界約束，結(jié)合關(guān)系數(shù)據(jù)庫中造紙廠相關(guān)設(shè)備運行狀態(tài)及訂單排產(chǎn)計 劃、生產(chǎn)維護(hù)計劃的相關(guān)數(shù)據(jù)，對鍋爐機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化運行計算，以該能量系統(tǒng)運行的所需的
耗煤量最小為目標(biāo)函數(shù)，然后，調(diào)用eTMS程序求解，將優(yōu)化結(jié)果存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫； 表1汽輪機(jī)優(yōu)化前后對比
1 #汽機(jī)2 #汽機(jī)3 #汽機(jī)4弁汽機(jī)合計項目優(yōu)化實際優(yōu)化實際優(yōu)化實際優(yōu)化實際優(yōu)化實際運
結(jié)果運行結(jié)果運行結(jié)果運行結(jié)果運行結(jié)果行
進(jìn)汽量 (t/h)140177.06255,14266.34251.88264.21248.85263.73895.87971.34
中壓抽 汽量t/h)15.351027.9729.7933.046533.43109.79109.79
低壓抽 汽量8569.5714073.29100.65107.2030104.40354.46354.46
發(fā)電量 Ckwh)21204356卯584514559757883573236262861556200166200166表2鍋爐優(yōu)化前后對比
1井鍋爐2#鍋爐3 #鍋爐4 #鍋爐合計
項目優(yōu)化實際優(yōu)化實際優(yōu)化實際優(yōu)化實際優(yōu)化實際
結(jié)果運行結(jié)果運行結(jié)果運行結(jié)果運行結(jié)果運行
耗煤量 (t/h)23.09324.9942.02143.5653.88242.7219.7443.45138.74154.72
產(chǎn)汽量 t/h)150177.06262.04266.34362.67264.21121.16263,73895.87971.34 第三步，人機(jī)交互界面通過以太網(wǎng)從實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)數(shù)據(jù)， 并顯示能流優(yōu)化模型數(shù)據(jù)庫計算結(jié)果、能耗、能效關(guān)鍵指標(biāo)；現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)(SCADA、DCS等) 從關(guān)系數(shù)據(jù)庫獲取優(yōu)化信息在AUT0模式下對相關(guān)設(shè)定指經(jīng)行賦值實現(xiàn)自動優(yōu)化功能，優(yōu) 化結(jié)果如表1、表2所示；同時可安裝打印機(jī)打印相關(guān)信息。 通過上述優(yōu)化，汽輪機(jī)系統(tǒng)在滿足造紙工藝過程對蒸汽和電能需求的前提條件 下，優(yōu)化前實際運行需蒸汽971. 34t/h，優(yōu)化后為895. 87t/h，比實際運行少了 75. 47t/h。而 鍋爐系統(tǒng)的耗煤量由原來的154. 72t/h變成了 138. 74t/h，比實際運行減少了 15. 98t/h。
上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的 限制，任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為 等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種造紙廠熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)，其特征是，包括用于采集各部門對蒸汽、電能的需求數(shù)據(jù)并存儲到實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；用于存儲和傳輸數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)的實時數(shù)據(jù)庫；用于存儲和傳輸優(yōu)化所需數(shù)據(jù)及優(yōu)化后結(jié)果數(shù)據(jù)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫；用于對關(guān)系數(shù)據(jù)庫中存儲的生產(chǎn)過程的物料流進(jìn)行模擬并將模擬結(jié)果存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫的物料流模擬模型庫；用于將關(guān)系數(shù)據(jù)庫中存儲的生產(chǎn)過程的能流數(shù)據(jù)結(jié)合物料流模擬模型庫的模擬結(jié)果進(jìn)行模擬并將模擬結(jié)果存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的能流模擬模型庫；用于根據(jù)能流模擬模型庫的模擬結(jié)果對生產(chǎn)過程中的能流進(jìn)行優(yōu)化并將相關(guān)信息反饋到人機(jī)交互界面用以顯示、監(jiān)測和提供調(diào)度提示的能流優(yōu)化模型庫；用于生產(chǎn)調(diào)度人員與實時數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫和能流優(yōu)化模型庫進(jìn)行人機(jī)交互的人機(jī)交互界面；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與實時數(shù)據(jù)庫相互連接；實時數(shù)據(jù)庫與關(guān)系數(shù)據(jù)庫相互連接；關(guān)系數(shù)據(jù)庫分別與能流模擬模型庫、物料流模擬模型庫和人機(jī)交互界面相互連接；關(guān)系數(shù)據(jù)庫還與輸入設(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)和排產(chǎn)計劃信息的人工輸入端口相連接；物料流模擬模型庫與能流模擬模型庫相連接；能流模擬模型庫與能流優(yōu)化模型庫相互連接；能流優(yōu)化模型庫與人機(jī)交互界面相互連接；人機(jī)交互界面還與實時數(shù)據(jù)庫相互連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙廠熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)，其特征是，所述數(shù)據(jù)采 集系統(tǒng)包括設(shè)置在生產(chǎn)和生活輔助車間的SCADA、 PLC和DCS系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集儀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙廠熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)，其特征是，所述能流優(yōu) 化模型庫包括通過對汽輪機(jī)系統(tǒng)建立優(yōu)化模型并求解得出汽輪機(jī)系統(tǒng)能量優(yōu)化方案的汽輪機(jī)系統(tǒng) 優(yōu)化模型庫；通過對鍋爐系統(tǒng)建立優(yōu)化模型并求解得出鍋爐系統(tǒng)能量優(yōu)化方案的鍋爐系統(tǒng)優(yōu)化模 型庫；所述汽輪機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化模型庫的輸出連接鍋爐系統(tǒng)優(yōu)化模型庫的輸入。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙廠熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)，其特征是，所述人機(jī)交 互界面包括設(shè)置在鍋爐機(jī)組車間的PC機(jī)、設(shè)置在汽輪機(jī)組車間的PC機(jī)和造紙廠中心調(diào)度 室的PC機(jī)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙廠熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)，其特征是，所述實時數(shù) 據(jù)庫通過以太網(wǎng)從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集相關(guān)數(shù)據(jù)并存儲。
6. —種權(quán)利要求1至5所述的造紙廠熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)的工作方法，其特征 是，包括如下步驟第一步，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集各部門對蒸汽、電能的需求信息，存入實時數(shù)據(jù)庫，供關(guān) 系數(shù)據(jù)庫和人機(jī)交互客戶端調(diào)用，關(guān)系數(shù)據(jù)庫根據(jù)需求從實時數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)數(shù)據(jù)并存 儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫，訂單排產(chǎn)計劃和生產(chǎn)維護(hù)計劃也通過人工輸入端口輸入并存儲在關(guān)系數(shù) 據(jù)庫中，供能流模擬模型庫、物料流模擬模型庫和人機(jī)交互客戶端調(diào)用；第二步，物料流模擬模型庫從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬計算，把計算結(jié) 果存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中并傳輸?shù)侥芰髂M模型庫；能流模擬模型庫從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)的數(shù)據(jù)，結(jié)合物料流模擬模型庫的計算結(jié)果進(jìn)行模擬計算，把計算結(jié)果存儲到關(guān)系數(shù)據(jù) 庫中并傳輸?shù)侥芰鲀?yōu)化模型庫；能流優(yōu)化模型庫中的汽輪機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化模型庫讀取能流模擬 模型庫的計算結(jié)果，并從關(guān)系數(shù)據(jù)庫中讀取造紙廠相關(guān)設(shè)備運行狀態(tài)及訂單排產(chǎn)計劃、生 產(chǎn)維護(hù)計劃的相關(guān)數(shù)據(jù)，對汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化運行計算，得到汽輪機(jī)系統(tǒng)所需最小耗 氣量，存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫中；能流優(yōu)化模型庫中的鍋爐優(yōu)化模型庫根據(jù)汽輪機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化模 型庫計算得到的汽輪機(jī)系統(tǒng)所需最小耗汽量，從而得到鍋爐系統(tǒng)所必須的產(chǎn)汽量，以此作為對鍋爐系統(tǒng)的外界約束，結(jié)合關(guān)系數(shù)據(jù)庫中造紙廠相關(guān)設(shè)備運行狀態(tài)及訂單排產(chǎn)計劃、 生產(chǎn)維護(hù)計劃的相關(guān)數(shù)據(jù)，以耗煤量最小為目標(biāo)對鍋爐機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化運行計算，將優(yōu)化結(jié) 果存儲到關(guān)系數(shù)據(jù)庫；第三步，人機(jī)交互界面通過以太網(wǎng)從實時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫中讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，并顯 示能流優(yōu)化模型數(shù)據(jù)庫計算結(jié)果、能耗、能效關(guān)鍵指標(biāo)；現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)SCADA和DCS從關(guān) 系數(shù)據(jù)庫獲取優(yōu)化信息在AUTO模式下對相關(guān)設(shè)定值進(jìn)行賦值即可實現(xiàn)系統(tǒng)的自動優(yōu)化運 行；同時可安裝打印機(jī)打印相關(guān)信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的造紙廠熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)的工作方法，其特征是， 所述第二步中對汽輪發(fā)電機(jī)組或鍋爐機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化運行計算是指，采用eTMS程序?qū)ζ?機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化模型或鍋爐系統(tǒng)優(yōu)化模型進(jìn)行求解。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種造紙廠熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)及其工作方法，該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)庫、關(guān)系數(shù)據(jù)庫、物料流模擬模型庫、能流模擬模型庫、能流優(yōu)化模型庫和人機(jī)交互界面相互連接組成；該系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集能耗的關(guān)鍵數(shù)據(jù)存入關(guān)系數(shù)據(jù)庫，由物料流模擬模型庫、能流模擬模型庫和能流優(yōu)化模型庫調(diào)用關(guān)系數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化結(jié)果存入關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，由SCADA、DCS等現(xiàn)場控制系統(tǒng)調(diào)用自動進(jìn)行系統(tǒng)的優(yōu)化。利用本發(fā)明的系統(tǒng)可實現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)能量系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行，有效節(jié)約能源，降低運行成本或提高利潤。
文檔編號G06Q10/00GK101739610SQ20091019425
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者劉煥彬, 周艷明, 尹勇軍, 張占波, 李繼庚, 陶勁松 申請人:華南理工大學(xué)