复杂选煤系统的宽约束整体优化配置和系统控制

2005/8/5 11:09:39

     兖矿集团公司济宁二号矿和中国矿业大学，在优化生产系统配置，提高综合管理和控制水平的研究和实践中，应用系统工程和复杂性理论，从生产实际出发，整体分析复杂选煤系统的特点和问题，以提高系统的整体性能为目的，优化配置方案，放宽系统约束，抓住关键生产环节的装备、管理和控制水平的提高，并解决了多项制约和影响生产的问题，从而使系统整体功能发生跃升，选煤厂的额定入洗能力由原设计180万吨 / 年增加到300万吨/年，实际核定入洗能为360万吨/年，整个生产系统实现了优化配置、可靠运转、灵活适应市场和矿井条件变化、以及整体自动控制。选煤厂的生产、管理和控制水平整体达到全国先进水平，项目研究整体水平达到国内领先。研究的主要内容有：
● 应用系统工程和复杂性理论，分析了选煤厂大系统的层次、边界、以及状态。
● 描述了选煤厂大系统的复杂性特征，用数学方法表示了内禀复杂度、计算复杂性等复杂性标度。
● 提出了系统的宽约束理论，在分析系统的8种不利约束以及系统输入的状态的基础上，以系统的观点，提出了针对不利约束进行系统优化的方案。
● 对原煤入选方式、跳汰环节更新、增加粗煤泥回收系统、提高细煤泥回收能力、提高产品脱水能力、增加自动除杂设施、增加浓缩机能力、与矿井同步扩大生产能力等问题放在整个大系统的环境下进行研究和解决，从而实现系统的整体优化。
● 粗煤泥回收采用了“捞坑与倾斜板沉淀槽串联、煤泥离心机脱水”流程，煤泥水澄清系统利用倾斜板沉淀槽扩大了处理能力；
● 跳汰系统更换了高效设备，并与新增粗煤泥回收系统很好地融合；
● 实现了整个系统集中控制的统一。
    通过正确分析系统的复杂性特征，放宽了约束，整体优化了系统的工艺、设备、控制环节的配置，系统的性能指标达到最优，整体经济效益显著提高。在计算基准统一、额定能力300万吨/年的情况下，利润增加2685.6- 6448万元/年；按核定能力360万吨/年计算，利润增加4028.4- 8542.8万元 / 年（出1#动力煤或2#精煤）。
    项目创新点首次将系统工程和复杂性理论运用于选煤生产系统分析，描述了选煤系统的层次、状态空间和复杂性特征，提出了“宽约束理论”。应用该理论成果，优化了选煤系统内部的约束关系，使选煤系统生产、管理和控制达到国内先进水平。

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