氯碱企业能量分配优化研究

Energy Distribution Optimization Research in Chlor-alkali Enterprises

Zhang Fengyun

（School of Management，Tianjin University，Tianjin 300072，China）

摘要：本文构建了氯碱企业能量流模型，提出转换、分配、利用和回收四个环节；研究了氯碱企业能源优化配置问题，以企业净能耗最小为目标函数建立了氯碱企业能源优化分配模型。

Abstract: Through systematical analysis of chlor-alkali enterprise energy flow process, energy flow model is constructed, in which conversion, distribution, utilization and recycling are proposed. Enterprise energy distribution problem is discussed. A minimum energy distribution consumption optimization model is established.

关键词：能量流 企业能耗 能源分配 优化模型

Key words: energy flow；energy consumption；energy distribution；optimization model

中图分类号：F273文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）19-0118-01

0引言

氯碱企业能耗密集型企业，如何充分利用企业内部的资源，减少能源的损失量，降低企业对环境的影响，是决策者必须考虑的问题。不同学者在降低企业能耗方面提出了有价值的方法，为了解决氯碱企业生产当中能耗高、环境负荷大的问题，提高经济、环境和社会效益，本文首先构建的能量流模型，在此基础之上以企业净能耗最小为目标函数构建了企业能耗分配优化模型。

1氯碱企业能量流模型

能量流是指各种能量随物质流动的全过程沿着转换、分配、利用和回收的路径流动的过程。

企业能量流问题对企业的能源消耗和环境负荷影响极大，而能源消耗和环境负荷主要是受企业能量流动过程中的余热产生和能量损失的影响，从能量流的角度看，要降低能耗则应将工序产品载有的能量应尽量及时带入下一工序利用；及时合理地回收利用生产中的余热余能，减少能量的损失量，节能的过程当中我们必须从工艺和管理两方面做起。

2氯碱企业能耗分配优化模型

氯碱企业是流程型企业，各个工序的能耗主要是通过企业转换系统转换后的二次能源，受企业能源的供应量和二次能源转化量的限制，企业的各工序在能源的选择和使用方面彼此联系制约。在保持企业目前基本参数不变的情况下，如何以现有的资源对企业各个部分进行有效分配，充分利用企业有限的资源非常重要。

在企业当中生产环节与转换环节的能耗是企业能耗的主要组成部分，分配系统虽然消耗较少但是对生产和使用环节有着重要的影响。四个系统当中每一个系统都有投入产出物流平衡。生产系统主要考虑物流能耗的变化情况；对于能源转换系统考虑能源转换、调节、能源的混合功能；对于能源分配系统考虑储存、辅助原材料，回收系统考虑其他系统回收的能量和供给其他能量收支平衡。

对于转换、分配、利用和回收四个系统的平衡有

EPC-EPP=G2+G′r4-（Gr4+Gn）（1）

ETC-ETP=λG0+G′r3+G′1-G1（2）

ED=（1-λ）G0+G1+Gru5-（G2+G5）（3）

EW=Gr3+Gr4+G5-（G′r3+G′r4+GW6+Gru5）（4）

E■=E■E■…E■EE■=E■E■…E■E■=E■E■…E■E■=■e■p■■e■p■…■e■p■

E■=■b■p■■b■p■…■b■p■E■=■e■p′■■e■p′■…■e■p′■E■=■b■p′■■b■p′■…■b■p′■

其中EE，j分别表示企业各种能源消耗量，EPC为生产系统中各种能源的消耗量向量，EPP为生产系统各种能源的发生量向量 。n能源品种个数；m主生产系统生产单元个数；pi第i个单元产品产量；ei，j第i个单元第j种能源的单位产品消耗量；bi，j第i个单元第j种能源的单位产品发生量。ETC为能源转换系统能源的消耗量向量，ETP为能源转换系统各种能源的发生量向量。能源分配系统主要考虑储存量用ED表示，能源回收系统主要考虑放散量用EW表示。k能源转换系统生产单元个数；m主生产系统生产单元个数；p′■第i个单元主要产品产量；有的单元生产一种能源产品，有的生产多种能源产品。对于一个单元生产多种能源产品情况，如制氧厂生产氧气、氮气和氢气等，在计算时规定一种产品为主要产品p′■其它为副产品。企业能耗分配模型Min（f（X））=Min■ε■x■（5）

■x■?燮S■ε■p■x■e■■q■p■x■?叟e■■E■=E■-E■+E■-E■+E■-E■0?燮e■■?燮e■x■?叟0（6）

其中xij为企业为第i道工序的第j种能源的投入量；Mj为企业可替换能源数目；qij为企业投入可替换能源的比重；e■■是企业回收的能源投入到第i道工序第j种产品能量。约束的第一项为企业能源分配量不超过企业能源供应量；约束的第二项为企业分配到各工序能量必须满足工序消耗；第三项为当有替代资源的时候，替代资源满足的工序消耗的量；约束的第四项为企业能耗平衡方程；约束的第五项为企业回收的能源投入；最后一项为企业的投入不能为负。

3结论

氯碱企业能耗分析模型是定量分析企业能耗的基础，将整个企业工序分为转换、分配、利用、回收四个环节。同时将同类能源之间的替换，进一步考虑到一次能源的消耗问题以及能源的回收利用问题。本文所建立分配模型对于解决现实企业能源分配具有一定的现实指导意义。

参考文献：

[1]华贲.工艺过程用能分析与综合[M].北京：烃加工出版社,1989.

[2]Chen Q L , Hua B. [J ] . Journal of Thermal Science,1996, 5(1):1-10.