1 前言
廣州市油制氣廠是廣州市管道煤氣唯一的氣源廠，隨著廣州市大力推行餐飲服務業油改氣工作，加快了用戶發展速度，供氣量不斷增加，為了拓展氣源滿足用戶發展的需求，我們通過大量的理論計算和試驗，相繼成功地接收了廣州石化總廠的煉廠氣，建成了空氣加 LPG的應急氣源系統，以及近期完成CCR(循環催化改質法)制氣裝置，使我廠由單一氣源廠轉變為多氣源廠，原材料由單一的重油轉變重油和LPG兩種主要制氣原料，目前重油和LPG的價格變動比較大，所以如何在確保供氣質量的前提下，根據市場重油和LPG相對價格的高低，采取相應的生產方式就成為降低煤氣生產成本的關鍵。
2 多氣源混配成本最優化設設
為了使計劃調度人員能根據市場原材料價格變化配置氣源、訂購原材料和降低煤氣成本，設計開發了多種氣源混合成本最優化設計軟件。
2.1 實現多種氣源混配成本最優化設計的基礎設施。
2.1.1 煤氣成份檢驗系統
廠中心化驗室每天對各種氣源成份進行檢測，并將成份數據錄入廠計算機管理網絡相關數據庫中，有關部門可以直接索引和查看。
2.1.2 各種氣源流量和質量監控系統
各氣源均設有計量裝置，油煤氣、煉廠氣和CCR氣均設有熱值儀在線監視系統，煤氣總出口設有熱值在線控制系統和氧分析儀在線控制系統，可以控制出廠煤氣熱值和氧含量在煤氣質量指標控制范圍內，同時可以顯示熱值、華白數和煤氣密度。
2.1.3 計算機工控系統和計算機管理網絡系統
煤氣生產和控制部門設有計算機自動控制和監測系統，可以進行煤氣生產自動控制，監視煤氣生產情況及煤氣質量、流量等重要參數系統，管理部門設有
計算機管理網絡系統，并且已經實現管控一體化，通過管理網絡可以查看、索引工控系統的各類參數。
2.2 混合氣成本最優化設計軟件流程
總的構想是在保證煤氣質量的基礎上，按照成本最低化原則漸加成本最低的各類氣源。一旦質量指標中有一項超標，轉為漸加可以改善超標參數的氣源，當質量指標達標后，再加最低價氣源氣量，反復循環，直到產量達到計劃產量為止，流程見圖1。
2.2.1 原材料價格及各氣源成本
原材料價格可以在廠原材料價格數據庫索引，按下列公式計算氣源成本。
CCR單價二LPG單價·p·26.17/(CCR效率·LPG熱值)+能耗 (1)
油煤氣單價二重油單價·26.17/ (制氣爐率·重油熱值)+能耗 (2)
LPG單價=LPG單價·p LPG·26．17/LPG熱值+能耗 (3)
式中：p-LPG的密度，KG／m3；
熱值-MJ/m3；
能耗-油煤氣主要是電耗、水耗、蒸汽、CCR氣主要是電耗，LPG主要是電耗和蒸汽。
2.2.2 CP、W和含氧量密度熱值計算模塊設計
表1氣源成份及性能參數表
混合氣成份是按各種氣源摻混比計算出來，然后根據混合氣成份，按相關公式計算燃燒勢(簡稱CP)、華白數(簡稱W)、含氧量、密度、高低熱值CP、W、各類氣源成份可以從廠計算機管理網中中心化驗室上網數據中索引。典型各氣源成份及性能參數見表1。3 多氣源混配成本最優化設計
3.1 混合氣成本最優化配置設計過程分析
3.1.1 輸入預測供氣量和接收廣石化煉廠氣量
預測供氣量根據歷史數據和供氣量增加情況確定，煉廠氣量我廠不能直接控氣的，通常按前期供氣情況及廣州石化廠的生產情況預測，煉廠氣成本相對比其他氣源低。
3.1.2 摻混空氣降低熱值
煉廠氣熱值一般在3.33MJ/Nm3左右，高于出廠煤氣氣熱26.17MJ/Nm3，通過漸加空氣降低混合氣熱值，每循環摻混量按下式計算：
Q空=煉/50 (4)
式中：Q。一每循環加入空氣量；
Q煉-預測接收煉廠氣量；
然后，根據下式計算混合氣低位熱值：
R混=Q煉·R煉/Q煉+Q空 (5)
式中：R混-混合氣低位熱值；
R煉-煉廠氣低位熱值；
Q煉-煉廠氣預測量；
Q空-加入空氣的累計量；
當R混低于26.17MJ/Nm3時，退出該設計算單元，進入下一單元。
3.1.3 選擇優先混配氣源順序
LPG、CCR氣源和油煤氣的成本價格根據LPG和重油價格、氣化效率及各類氣源能耗自動計算，然后選擇相應的優化計算回路。主要有以下三種選擇可能：
PLG成本最低，油煤氣第二，CCR氣第三；
LPG成本最低，CCR氣第二，油煤氣第三；
油煤氣成本最低，LPG第二，LPG第三。
3.1.4 計算LPG、油煤氣和CCR混配量
當成本價格判斷選擇LPG最低油煤第二CCR氣第三時，首先漸加LPG，同時配以適當的空氣使一次加入的LPG和空氣形成的混合氣熱值等26.17MJ/m3，LPG的加入量計算公式為：QLPG=(Q空·6250)/(RLPG-6250) (6)
式中：QT'PrT一每次循環加入的LPG量；
Q。一每次循環加入空氣量；
定為100m3；
RLPG-LPG低位熱值。
每次循環都要根據各種氣源的成份和摻混的比例計算混合氣量和混合氣的CP、W、含氧量。當CP、W、含氧量符合煤氣質量設定的CP、W、含氧量值時，繼續上述過循環，當有一項質量指標超過標時，結束該循環，進入漸加油煤氣循環。
每一次循環加入油煤氣量定為：
Q油=(Q預-Q油)/100 (7)式中：Q油-每次循環加入的油煤氣量；
Q預-預測日供氣量；
Q混-到本次循環時，混合氣總汽量。
油煤氣正常控制熱值低于26.17 MJ/m3為了保證熱值合格通過加入恰當的LPG量，使每次循環加入的油煤量和加入LPG形成的混合氣熱值等于26.17MJ/m3，計算公式為：
QLPG=Q油·(6250-RQ油)/(RLPG-26.17) (8)
式中：QLPG。一每次循環加入LPG量；
Q油-每次循環加入油煤氣量；
R油-油煤氣低位熱值；
RLPG-LPG低位熱值。
同上述循環一樣計算混合氣總氣量和CP、W和含氧量，當CP、W、含氧量，有一項不合格繼續循環，直到指標全部合格，退出該循環。
當混合氣總量小于預測總產量時，返回上述兩個循環繼續增加LPG、空氣和油煤氣，當混合氣量大于等于預測供氣量時，顯示各氣源量和CP、W、含氧量和熱值并計算出混合氣單位成本。
這樣就完成一種情況多氣源混配的最優化設計，其他情況與此相類似略。
4 程序設計
本程序采用Delpli4.0數據庫程序設計語言設計，主要設計內容包括成份數據庫設計、原料價數據庫及氣源數據庫、人機對語窗設計、混合氣源各類流量和質量指標計算模塊設計及程序總體架構設計，力求盡可能提高軟件的運算速度，人機對話窗口做到提示詳細，操作方便，顯示清楚，色彩明快，程序開發中盡可能擴大可選擇空間，適應多種用途，發揮軟件最大功效。
5 多氣源混合氣最優化設計軟件的功能
該軟件投入使用，使生產組織和計劃采購工作從盲目逐漸走向科學、經濟、優質的軌道。
5.1使生產調度更加科學、經濟、提高供氣質量
生產調度員可以根據優化配置氣源組織生產，同時也可以根據生產變化情況利用該軟件快速計算出相應氣源配置，當煉廠供氣量小時能利用該軟件快速計算出的理想的配氣結果并調整生產工藝，保證供氣質量降低生產成本。
5.2 提高計劃的準確性
計劃部分可以根據預測的供氣量和煉廠氣量，得到其他氣源的產量，使年度計劃和月度計劃更趨合理和準確，盡可能減少物料積壓提高資金的利用率。
5.3 有利于對生產部門的檢查和考核
該軟件安裝在廠管理計算機網絡上，有關職能部及分廠均可以方便使用，職能部門可以利用該軟件優化設計的氣源配置和成本計算檢查生產部門的實際執行狀況，使生產考核監督做到有據可查。
5.4 預測生產成本
財務部門可以利用該軟件，預測供氣成本及時調整財務計劃和資金籌措工作。
6 結論
多種氣源代替單一油煤氣氣源已經成功應用于實際生產中，各種質量指標均控制在要求范圍內，完全可以保證各類煤氣用戶正常使用。多種氣源優化配置設計軟件投入使用后深受有關人員的歡迎，對于煤氣生產的經濟調度、科學計劃起到積極的促進和指導作用。
參 考 文 獻
廣州市油制氣廠是廣州市管道煤氣唯一的氣源廠，隨著廣州市大力推行餐飲服務業油改氣工作，加快了用戶發展速度，供氣量不斷增加，為了拓展氣源滿足用戶發展的需求，我們通過大量的理論計算和試驗，相繼成功地接收了廣州石化總廠的煉廠氣，建成了空氣加 LPG的應急氣源系統，以及近期完成CCR(循環催化改質法)制氣裝置，使我廠由單一氣源廠轉變為多氣源廠，原材料由單一的重油轉變重油和LPG兩種主要制氣原料，目前重油和LPG的價格變動比較大，所以如何在確保供氣質量的前提下，根據市場重油和LPG相對價格的高低，采取相應的生產方式就成為降低煤氣生產成本的關鍵。
2 多氣源混配成本最優化設設
為了使計劃調度人員能根據市場原材料價格變化配置氣源、訂購原材料和降低煤氣成本，設計開發了多種氣源混合成本最優化設計軟件。
2.1 實現多種氣源混配成本最優化設計的基礎設施。
2.1.1 煤氣成份檢驗系統
廠中心化驗室每天對各種氣源成份進行檢測，并將成份數據錄入廠計算機管理網絡相關數據庫中，有關部門可以直接索引和查看。
2.1.2 各種氣源流量和質量監控系統
各氣源均設有計量裝置，油煤氣、煉廠氣和CCR氣均設有熱值儀在線監視系統，煤氣總出口設有熱值在線控制系統和氧分析儀在線控制系統，可以控制出廠煤氣熱值和氧含量在煤氣質量指標控制范圍內，同時可以顯示熱值、華白數和煤氣密度。
2.1.3 計算機工控系統和計算機管理網絡系統
煤氣生產和控制部門設有計算機自動控制和監測系統，可以進行煤氣生產自動控制，監視煤氣生產情況及煤氣質量、流量等重要參數系統，管理部門設有
計算機管理網絡系統，并且已經實現管控一體化，通過管理網絡可以查看、索引工控系統的各類參數。
2.2 混合氣成本最優化設計軟件流程
總的構想是在保證煤氣質量的基礎上，按照成本最低化原則漸加成本最低的各類氣源。一旦質量指標中有一項超標，轉為漸加可以改善超標參數的氣源，當質量指標達標后，再加最低價氣源氣量，反復循環，直到產量達到計劃產量為止，流程見圖1。
2.2.1 原材料價格及各氣源成本
原材料價格可以在廠原材料價格數據庫索引，按下列公式計算氣源成本。
CCR單價二LPG單價·p·26.17/(CCR效率·LPG熱值)+能耗 (1)
油煤氣單價二重油單價·26.17/ (制氣爐率·重油熱值)+能耗 (2)
LPG單價=LPG單價·p LPG·26．17/LPG熱值+能耗 (3)
式中：p-LPG的密度，KG／m3；
熱值-MJ/m3；
能耗-油煤氣主要是電耗、水耗、蒸汽、CCR氣主要是電耗，LPG主要是電耗和蒸汽。
2.2.2 CP、W和含氧量密度熱值計算模塊設計
表1氣源成份及性能參數表
混合氣成份是按各種氣源摻混比計算出來，然后根據混合氣成份，按相關公式計算燃燒勢(簡稱CP)、華白數(簡稱W)、含氧量、密度、高低熱值CP、W、各類氣源成份可以從廠計算機管理網中中心化驗室上網數據中索引。典型各氣源成份及性能參數見表1。3 多氣源混配成本最優化設計
3.1 混合氣成本最優化配置設計過程分析
3.1.1 輸入預測供氣量和接收廣石化煉廠氣量
預測供氣量根據歷史數據和供氣量增加情況確定，煉廠氣量我廠不能直接控氣的，通常按前期供氣情況及廣州石化廠的生產情況預測，煉廠氣成本相對比其他氣源低。
3.1.2 摻混空氣降低熱值
煉廠氣熱值一般在3.33MJ/Nm3左右，高于出廠煤氣氣熱26.17MJ/Nm3，通過漸加空氣降低混合氣熱值，每循環摻混量按下式計算：
Q空=煉/50 (4)
式中：Q。一每循環加入空氣量；
Q煉-預測接收煉廠氣量；
然后，根據下式計算混合氣低位熱值：
R混=Q煉·R煉/Q煉+Q空 (5)
式中：R混-混合氣低位熱值；
R煉-煉廠氣低位熱值；
Q煉-煉廠氣預測量；
Q空-加入空氣的累計量；
當R混低于26.17MJ/Nm3時，退出該設計算單元，進入下一單元。
3.1.3 選擇優先混配氣源順序
LPG、CCR氣源和油煤氣的成本價格根據LPG和重油價格、氣化效率及各類氣源能耗自動計算，然后選擇相應的優化計算回路。主要有以下三種選擇可能：
PLG成本最低，油煤氣第二，CCR氣第三；
LPG成本最低，CCR氣第二，油煤氣第三；
油煤氣成本最低，LPG第二，LPG第三。
3.1.4 計算LPG、油煤氣和CCR混配量
當成本價格判斷選擇LPG最低油煤第二CCR氣第三時，首先漸加LPG，同時配以適當的空氣使一次加入的LPG和空氣形成的混合氣熱值等26.17MJ/m3，LPG的加入量計算公式為：QLPG=(Q空·6250)/(RLPG-6250) (6)
式中：QT'PrT一每次循環加入的LPG量；
Q。一每次循環加入空氣量；
定為100m3；
RLPG-LPG低位熱值。
每次循環都要根據各種氣源的成份和摻混的比例計算混合氣量和混合氣的CP、W、含氧量。當CP、W、含氧量符合煤氣質量設定的CP、W、含氧量值時，繼續上述過循環，當有一項質量指標超過標時，結束該循環，進入漸加油煤氣循環。
每一次循環加入油煤氣量定為：
Q油=(Q預-Q油)/100 (7)式中：Q油-每次循環加入的油煤氣量；
Q預-預測日供氣量；
Q混-到本次循環時，混合氣總汽量。
油煤氣正常控制熱值低于26.17 MJ/m3為了保證熱值合格通過加入恰當的LPG量，使每次循環加入的油煤量和加入LPG形成的混合氣熱值等于26.17MJ/m3，計算公式為：
QLPG=Q油·(6250-RQ油)/(RLPG-26.17) (8)
式中：QLPG。一每次循環加入LPG量；
Q油-每次循環加入油煤氣量；
R油-油煤氣低位熱值；
RLPG-LPG低位熱值。
同上述循環一樣計算混合氣總氣量和CP、W和含氧量，當CP、W、含氧量，有一項不合格繼續循環，直到指標全部合格，退出該循環。
當混合氣總量小于預測總產量時，返回上述兩個循環繼續增加LPG、空氣和油煤氣，當混合氣量大于等于預測供氣量時，顯示各氣源量和CP、W、含氧量和熱值并計算出混合氣單位成本。
這樣就完成一種情況多氣源混配的最優化設計，其他情況與此相類似略。
4 程序設計
本程序采用Delpli4.0數據庫程序設計語言設計，主要設計內容包括成份數據庫設計、原料價數據庫及氣源數據庫、人機對語窗設計、混合氣源各類流量和質量指標計算模塊設計及程序總體架構設計，力求盡可能提高軟件的運算速度，人機對話窗口做到提示詳細，操作方便，顯示清楚，色彩明快，程序開發中盡可能擴大可選擇空間，適應多種用途，發揮軟件最大功效。
5 多氣源混合氣最優化設計軟件的功能
該軟件投入使用，使生產組織和計劃采購工作從盲目逐漸走向科學、經濟、優質的軌道。
5.1使生產調度更加科學、經濟、提高供氣質量
生產調度員可以根據優化配置氣源組織生產，同時也可以根據生產變化情況利用該軟件快速計算出相應氣源配置，當煉廠供氣量小時能利用該軟件快速計算出的理想的配氣結果并調整生產工藝，保證供氣質量降低生產成本。
5.2 提高計劃的準確性
計劃部分可以根據預測的供氣量和煉廠氣量，得到其他氣源的產量，使年度計劃和月度計劃更趨合理和準確，盡可能減少物料積壓提高資金的利用率。
5.3 有利于對生產部門的檢查和考核
該軟件安裝在廠管理計算機網絡上，有關職能部及分廠均可以方便使用，職能部門可以利用該軟件優化設計的氣源配置和成本計算檢查生產部門的實際執行狀況，使生產考核監督做到有據可查。
5.4 預測生產成本
財務部門可以利用該軟件，預測供氣成本及時調整財務計劃和資金籌措工作。
6 結論
多種氣源代替單一油煤氣氣源已經成功應用于實際生產中，各種質量指標均控制在要求范圍內，完全可以保證各類煤氣用戶正常使用。多種氣源優化配置設計軟件投入使用后深受有關人員的歡迎，對于煤氣生產的經濟調度、科學計劃起到積極的促進和指導作用。
參 考 文 獻
