鋼鐵生產(chǎn)過程中物質(zhì)流與能量流協(xié)同關(guān)系的研究

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1、萬方數(shù)據(jù)分類號UDC密級學(xué)位論文、鋼鐵生產(chǎn)過程中物質(zhì)流與能量流協(xié)同關(guān)系的研究作者姓名：指導(dǎo)教師：申請學(xué)位級別：學(xué)科專業(yè)名稱：論文提交日期：學(xué)位授予日期：評審人：葉竹蔡九菊教授東北大學(xué)熱能與環(huán)境工程研究所國家環(huán)境保護(hù)生態(tài)工業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室碩士學(xué)科類別：工學(xué)熱能工程2014年06月2014年07月文博董輝論文答辯日期：2014年06月答辯委員會主席：于慶波東北大學(xué)2014年6月萬方數(shù)據(jù)AThesisinTherma隍E玨gin￡e難器gResearchonMaterialFlowandEnergyFlowSynergyRelationshipinSteelProducingPr

2、ocessByYeZhuSupervisor：ProfessorCaiJiujuNortheasternUniversityJune2014萬方數(shù)據(jù)獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明，、所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的。論文中取得的研究成果除加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包括本人為獲得其他學(xué)位而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說明并表示謝=匕膩。學(xué)位論文作者簽名：葉勺1／／。日期：矽f咿6．砧學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者和指導(dǎo)教師完全了解東北大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定：即學(xué)校有權(quán)保留并

3、向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人同意東北大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索、交流。作者和導(dǎo)師同意網(wǎng)上交流的時(shí)間為作者獲得學(xué)位后：半年口一年口一年半口學(xué)位論文作者簽名：·叫紗簽字日期：功f夠∥，形兩年∥／導(dǎo)師簽名：凍冰肯簽字日期：咖／紜∥彩萬方數(shù)據(jù)東北大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要鋼鐵生產(chǎn)過程中物質(zhì)流與能量流協(xié)同關(guān)系的研究摘要鋼鐵生產(chǎn)過程的節(jié)能降耗工作可歸納為三個(gè)方面：追求“資源效率"的物質(zhì)流優(yōu)化，追求“能源效率"能量流優(yōu)化，以及物質(zhì)流與能量流的協(xié)同優(yōu)化。目前，前兩個(gè)方面的研究工作已取得較好的成果，而關(guān)于物質(zhì)流與能量流協(xié)同

4、關(guān)系的研究卻較少。鋼鐵生產(chǎn)過程中的物質(zhì)流與能量流之問存在著諸多的不協(xié)同現(xiàn)象，如：物質(zhì)流長，能量流短；鐵素產(chǎn)品流長，非產(chǎn)品流短；鐵前各工序之間為冷銜接，而鐵后各工序之問為熱銜接；物質(zhì)流與能量流時(shí)合時(shí)分，互不協(xié)同。為此，本文綜合了冶金過程工程學(xué)、協(xié)同學(xué)和系統(tǒng)節(jié)能基礎(chǔ)學(xué)科的知識，開展鋼鐵生產(chǎn)過程中物質(zhì)流與能量流協(xié)同關(guān)系的研究，構(gòu)建物質(zhì)流與能量流的協(xié)同評價(jià)機(jī)制。本文的主要研究工作如下：(1)認(rèn)識了鋼鐵生產(chǎn)過程動態(tài)．運(yùn)行過程的物理本質(zhì)從熱力學(xué)角度上看：鋼鐵生產(chǎn)過程是一類開放的、非平衡的、不可逆的、由不同結(jié)構(gòu)．功能的單元工序通過非線性耦合所構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，其動態(tài)運(yùn)行過程的性質(zhì)是耗散

5、過程。在生產(chǎn)過程中，物質(zhì)流的有序化過程往往需要能量流的推動。物質(zhì)流與能量流相互配合、相得益彰，產(chǎn)生“1+1>2”的效果即為協(xié)同效應(yīng)。(2)辨識了物質(zhì)流、能量流以及二者相互作用大系統(tǒng)的序參量由于企業(yè)各部門追求目標(biāo)的差異，本文分別從“資源效率”優(yōu)化、“能源效率”優(yōu)化、“協(xié)同優(yōu)化”的角度出發(fā)，通過分析辨識，確定了系統(tǒng)的序參量：對于物質(zhì)流子系統(tǒng)，其序參量為噸產(chǎn)品外加廢品流、廢品率和廢棄物循環(huán)率；對于能量流子系統(tǒng)，其序參量為單位產(chǎn)品供入能量流、單位產(chǎn)品余熱余能生成量和余熱余能回收率；對于物質(zhì)流與能量流相互作用的大系統(tǒng)，其序參量為噸產(chǎn)品供入能量流、依附于產(chǎn)品的能量流、余熱余能回收量

6、和連續(xù)化程度。(3)構(gòu)建了物質(zhì)流與能量流協(xié)同評價(jià)模型協(xié)同度為物質(zhì)流和能量流表現(xiàn)出來的整體協(xié)調(diào)匹配程度。序參量對系統(tǒng)有序度或協(xié)同度具有正負(fù)兩種功效。序參量貢獻(xiàn)的大小用功效系數(shù)EC表示：當(dāng)目標(biāo)最滿意時(shí)，EC=-I：當(dāng)目標(biāo)最差時(shí)，取EC=O。子系統(tǒng)的有序度OD或大系統(tǒng)的協(xié)同度SD被定義為各個(gè)序參量功效系數(shù)的線性加權(quán)?；谒⒌膮f(xié)同評價(jià)模型，本文提出了物質(zhì)流或能量流邊際有序度和邊際協(xié)同度的概念，根據(jù)解析式，可清晰地看出各個(gè)序參量的變化對--III·-——萬方數(shù)據(jù)東北大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要子系統(tǒng)有序度或大系統(tǒng)協(xié)同度的影響。(4)分析了鋼鐵生產(chǎn)工藝的協(xié)同演化進(jìn)程選取連鑄與模鑄、轉(zhuǎn)爐

7、與平爐、熱裝熱送等典型的演化過程，分別計(jì)算了各自的物質(zhì)流有序度、能量流有序度以及物質(zhì)流與能量流的協(xié)同度。結(jié)果顯示，連鑄工藝的物質(zhì)流有序度為O．840，能量流有序度為O．374，物質(zhì)流與能量流的協(xié)同度為0．452，分別優(yōu)于模鑄工藝的水平0．438，0．288和0．304。轉(zhuǎn)爐工序的物質(zhì)流有序度為O．840，能量流有序度為0．739，物質(zhì)流與能量流的協(xié)同度為0．688，分別優(yōu)于平爐工序的水平0．397，0．191和0．219。熱裝溫度為1050"(2的物質(zhì)流與能量流的協(xié)同度為0．954，分別優(yōu)于熱裝溫度為900℃、500℃的0．812、0．4