炼厂油品在线调合调度问题的建模与优化

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成品油调合是炼厂生产过程中影响油品质量最为重要的一道工序,直接影响炼厂的经济效益与调合产品的品质。在成品油调合过程中需要综合考虑炼厂生产能力、调合调度操作规则、成品油的关键质量指标等因素。对成品油调合调度进行优化可以帮助炼厂保证成品油质量、提高生产效率、降低原料消耗、增加企业收益。研究成品油调合调度问题具有重要的理论意义与应用价值。
  本文主要围绕成品油在线调合调度问题展开研究。结合在线调合工艺特征,提炼成品油在线调合调度问题,分别建立混合整数非线性规划模型与广义析取规划模型,提出改进基于逻辑的外部近似算法对广义析取规划模型进行工程近优求解,设计改进全局基于逻辑的外部近似算法对广义析取规划模型进行全局优化求解,最后开发成品油调合调度决策支持系统。具体内容如下:
  1)结合在线调合的工艺特征,提炼成品油在线调合调度问题,建立混合整数非线性规划数学模型,采用GAMS优化软件进行求解,得到优化的调度方案和调合配方,保证影响环境的质量指标能够满足国家的排放标准。
  2)针对成品油在线调合调度问题特点,建立广义析取规划数学模型,采用GAMS优化软件进行求解,并与混合整数非线性规划模型的实验结果进行比较,验证模型的正确性和有效性。实验表明广义析取规划模型求解效率有大幅度提高。
  3)基于工程优化思想,提出改进基于逻辑的外部近似算法求解在线调合广义析取规划模型,得到近优的调度方案和调合配方来指导工程实践。并与混合整数非线性规划模型和广义析取规划模型用GAMS优化软件直接求解的实验结果进行比较,实验表明该算法相比于LOGMIP求解器和DICOPT求解器求解效率明显提高,具有较优的综合求解性能。
  4)设计改进全局基于逻辑的外部近似算法求解在线调合广义析取规划模型,验证该算法对非凸广义析取规划问题全局最优求解的有效性。并与LOGMIP求解器求解的实验结果进行比较,说明该算法具有全局最优求解及快速收敛的优势。
  5)开发成品油调合调度决策支持系统,实现在线调合工序的数字化管理,嵌入算法对成品油调合调度进行优化,可得到优化的调合配方、调度方案、调合费用等结果报表,为炼厂企业管理人员进行决策提供重要的参考依据。
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