基于Petri网理论的钢铁企业生产过程能效分析研究

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1、天津理工大学研究生学位论文基于Petri网理论的钢铁企业生产过程能效分析研究（申请工程硕士学位）工程领域：控制工程作者姓名：高琨指导教师：王红君教授余喜珍教授级高级工程师2015年3月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster^DegreeStudyonenergyefficiencyanalysisintheproductionprocessoftheironandsteelenterprisesbasedonPetrinetByGaoKunSupervi

2、sorWangHongjunYuXizhenMar.2015独创性步朗本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津理工丸学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学佞论丈作者签名：签字目期：年月目学住论丈版权使用授权书本学位论文作者完全了解夭津理工大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权夭津理工丸学可以将学位论文的全部或部分

3、内容编入有关数据库进行检索，并釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子文件。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）•学住论丈作者签名：导师签名：签字可期:签字町期:摘要当前，在能源紧缺、资源枯竭和环境负荷不断加重的背景下，作为高能耗、高污染产业的钢铁行业亟需进行节能减排，从经济发展角度和坏境利益岀发，在保证国民经济发展的前提下，在技术设备的支持下进行节能减排，对降低企业能耗，提高国际竞争力具有重要的意义。本文从钢铁企业生产工艺流程出发，主要研究铁区生产各工序的物质

4、和能量的利用、转化过程，通过对铁区系统物质流和能量流的研究，把握铁区生产各工序间的联系和整个铁区的能源流动规律，对二次能源的回收利用进行具体分析，为建立优化模型做准备。本文主要工作内容如下：(1)应用混杂Petri网原理建立钢铁企业铁区能源系统模型，有效描述铁区牛产过程中的离散系统事件和连续系统事件。模型把铁区各工序中的物质与能量综合到一起，完整的反应批次生产中各工序中物质与能量的变化。模型分为传统模型和优化模型，传统模型的生产模式在屮小企业屮常见，仅对利用率高的余热余能进行回收利用，而优化模型对多种余热余能进行分析，按能级匹配原

5、则梯级利用，减小放散率。(2)应用MATLAB中simulink/stateflow模块分别搭建上述两个模型的仿真模型，可控制各工序及节能处理过程的动态运行，并对仿真结果进行比较分析，得到节能前后某种二次能源利用率发生变化后，各种投入能源消耗量的变化情况，为铁区系统的能源调度研究提供支持。(3)最后，应用分析的方法对优化模型中的能源利用情况进行能量分析，得到铁区焦化工序、烧结工序和炼铁工序的能效分析结果，从本质上解释能耗的原因，为采用模型实现科学用能提供指导。关键词：混杂Petri网二次能源simulink/stateflow铁区

6、能源系统分析AbstractAtpresent,energyandresourcesarebadlyneededandthepressureonresourcesenvironmentisaggravated・Asthehigh-energy,high-pollutingindustries,ironandsteelenterprisesshoulddowellinenergysaving・Fromtheviewoftheenvironmentandtheeconomicdevelopment,energyandemissionr

7、eductionwiththesupportofexistedtechnologyequipmentisofimportancetoreduceenergyconsumptionandboosttheinternationalcompetitivecapacityofenterprises.Inthispaper,itismainlystudytheconversionandutilizationprocessofmaterialandenergyintheiron-makingprocessinthesteelproductio

8、n.Throughthecarefulstudyofmaterialflowandenergyflow,wecangrasptheconnectionofthevariousprocesses,theentireenergyflowrulesand