摘要
炼厂属于典型的流程工艺企业，生产过程包含多个加工设备且工艺过程复杂，同时生产过程还具有高消耗和高排放的特点。随着社会越来越关注能源和环境问题，通过提高炼厂生产的效率，优化运行炼厂生产的能源系统，从而降低生产成本和能耗，已成为炼厂需要解决的关键问题。因此，研究能耗对炼厂生产计划的影响具有重要的理论意义与应用价值。 本文围绕考虑瓦斯系统的炼厂生产计划问题进行研究，分析了炼厂的生产工艺流程和生产计划需求特点、瓦斯系统供应过程，建立了考虑瓦斯产量不确定的炼厂生产计划模型，设计改进最优化算法进行有效求解，最后开发了炼厂生产计划优化决策支持系统。主要研究内容如下: 1)针对炼厂生产工艺流程，研究常减压蒸馏装置的工艺模型，使用AspenPlus模拟常减压蒸馏装置的加工流程，作为常减压蒸馏过程模型的建模参数，建立基于分馏指数模型和悬摆切割模型的炼厂生产计划混合整数非线性规划模型，数值实验显示两种模型得出的结果接近且合理有效。 2)分析炼厂瓦斯系统对炼厂生产过程的影响，针对能耗模型中瓦斯产量具有的不确定性，采用数据驱动生成场景树的方法描述瓦斯的产量，建立考虑瓦斯产量不确定的炼厂生产计划模型，并将实验结果与确定性模型进行对比，实验结果显示瓦斯产量不确定的炼厂生产计划模型能够得到更加鲁棒的计划方案。 3)针对考虑瓦斯产量不确定的炼厂生产计划模型的规模大、含有非线性约束等求解困难，外部近似算法难于直接有效求解的问题，提出基于Fix-Relax策略的改进外部近似算法，数值实验显示改进算法在保证结果质量的情况下能有效地提高求解效率。 4)基于炼厂生产计划管理的实际需求，设计与开发了考虑能耗的炼厂生产计划优化决策支持系统，系统实现了炼厂对生产物料、数据的数字化管理，通过调用嵌入的模型与改进算法，实时给出生产计划优化方案，可以辅助炼厂计划排产工作。
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