基于粒子群算法的轉爐用氧節能優化調度

孔福林，童莉葛，魏鵬程，張培昆，王 立，吳 冰，陳恩軍

1) 北京科技大學能源與環境工程學院，北京 100083 2) 北京科技大學冶金工業節能減排北京市重點實驗室，北京 100083 3) 首鋼京唐鋼鐵聯合有限責任公司，唐山 063200

?通信作者，E-mail：tonglige@me.ustb.edu.cn

2019 年，中國生產粗鋼9.96 億噸，占全球粗鋼產量的53.3%，連續24 年世界第一[1]. 鋼鐵工業是高能耗行業，我國鋼鐵工業的能耗占全國總能耗的16.3%左右[2]. 鋼鐵生產過程中需要大量的氧氣，2014 年僅氧氣的生產和輸配使用的電能占鋼鐵企業總電耗的15%～20%[3]. 隨著大型空分設備以及大型高爐和轉爐的出現，氧氣的供求矛盾變得越來越突出[4]，當生產工況變化時，導致氧氣系統供需不平衡的放散問題，造成了能源的浪費[5].因此，減少氧氣的放散，降低空分裝置綜合能耗是企業節能的重要環節.

盧宏與孫鵬[6]通過對空分系統、汽液裝置進行了動態實時調節，并結合調整小用戶供氧量實現了氧氣的最小放散. 針對煉鋼-連鑄生產調度問題，劉青等[7]針對靜態調度和動態調度提出了“規則+算法”和“多工序協同”的思路. 在煉鋼連鑄生產調度中，鄭鵬等[8]利用離散粒子群算法對總完工時間進行優化，降低了板坯存儲過程中的物耗和能耗. 針對鋼鐵企業的氧氣系統優化，張培昆與王立[9]建立了混合整數線性規劃（Mixed integer linear program，MILP）模型，認為在高爐休風前預先降低高壓管網壓力對降低氧氣放散率十分重要；張子陽等[10]建立氧氣優化模型，利用改進單純形法求解，將氧氣按需求分配給用戶，提高了氧……