石化企业蒸汽动力系统柔性设计

摘要

蒸汽动力系统的设计工作是一项复杂的、系统的工程,除了力求实现全周期内总费用最小的经济性目标外,还要保证实际运行过程中的各种工况下的操作柔性.针对石化企业蒸汽动力系统变工况的特点,提出了蒸汽动力系统柔性优化设计策略;将确定性变化需求转化成多周期问题,将不确定性变化需求转化成虚拟的多工况问题,并对连续不确定性和离散不确定性变化分别处理;以经济性和可操作性的最优综合为目标,建立蒸汽动力系统柔性优化设计的大型混合整数线性(MILP)模型,并采用广义Benders分解算法进行求解.采用本文提出的柔性优化设计模型和求解方法,对某炼油厂蒸汽动力系统进行了柔性优化设计,并与传统设计方案和经济性最优的设计方案进行对比.与经济性最优的方案对比结果表明,该优化设计方案总费用增加不多,但实现了在各种变化工况下的安全、稳定、柔性操作;而与传统设计方案对比结果表明,不但提高了各种工况下的操作柔性,而且节省了大量的投资和运行费用,即柔性设计方案具备可操作性和经济性的综合最优性.从而证明了本文提出的柔性设计建模和求解方法的合理性和实用性.