港口煤炭装卸流程节能优化研究

论文摘要

近年来随着我国经济的发展，港口企业越来越重视节能减排工作。在煤炭码头的耗电量中生产耗能占到了40%左右，而其中耗能量最大的是装卸设备和水平运输设备，因此如何合理的配置设备，以尽量低的能耗完成高效的装卸任务，在港口设备运行中日益重要。本文在查阅大量国内外文献的基础上，结合某港口的实际工况对煤炭卸车和装船流程进行了节能优化研究，主要工作如下：首先，通过对煤炭卸车流程中设备衔接关系的研究，提出了将卸车流程分为翻车、输送和堆料三个节点，在此基础上建立了以能耗最小为目标的数学模型。结合某港口设备的实际运行参数，采用离散细菌群体趋药性算法(BCC)对目标函数进行求解，并利用MATLAB进行仿真，得到了较节能的设备配置方案。其次，研究了装船作业过程中多条流程同时运行的现状，并针对某港口航道窄及泊位少的实际情况，将装船流程分为取料、输送和装船三个节点进行研究，建立了以能耗最小和装船时间最短为目标的数学模型，并采用加入映射操作的改进多目标细菌群体趋药性算法对其进行求解，通过实例分析，找出了在不同需求下的装船流程最优方案。最后，根据对卸车流程和装船流程的优化研究，结合某港口已有的电能监控软件，以Microsoft Visual Studio.NET为平台，B/S为运行模式设计了流程优化界面，工作人员通过录入相关数据，可以在此界面中得到卸车或装船流程的优化方案。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究目的和意义
• 1.2 国内外港口节能研究现状
• 1.2.1 装卸工艺研究
• 1.2.2 港口带式输送机节能方法研究
• 1.3 港口煤炭装卸系统
• 1.3.1 煤炭港口装卸工艺流程
• 1.3.2 港口装卸工艺系统的特点
• 1.4 本文的主要研究内容
• 第2章 卸车工艺流程的优化研究
• 2.1 引言
• 2.2 卸车作业流程的分节点建模
• 2.2.1 煤炭码头卸火车工艺介绍
• 2.2.2 卸车作业流程分节点研究
• 2.2.3 目标函数
• 2.2.4 约束条件
• 2.3 基于 BCC 算法的卸车流程优化
• 2.3.1 BCC 算法的原理
• 2.3.2 BCC 算法的离散化
• 2.3.3 BCC 算法的步骤及优化流程图
• 2.4 算例分析
• 2.4.1 算例描述
• 2.4.2 结果分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 装船工艺流程的优化研究
• 3.1 引言
• 3.2 装船作业流程的分节点建模
• 3.2.1 装船作业流程分节点研究
• 3.2.2 目标函数
• 3.2.3 约束条件
• 3.3 基于 MOBCC 的装船流程优化
• 3.3.1 细菌编码
• 3.3.2 初始化种群
• 3.3.3 离散更新机制更新细菌位置
• 3.3.4 流程图
• 3.4 算例分析
• 3.4.1 算例描述
• 3.4.2 结果分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 装卸流程优化的应用
• 4.1 引言
• 4.2 界面设计
• 4.2.1 电能监控软件的技术背景
• 4.2.2 流程优化界面的程序设计
• 4.3 界面展示
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介