供熱機(jī)組熱、電負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配探討

（華潤電力徐州華鑫發(fā)電有限公司，江蘇 徐州 221000）

摘 要：如今時代在飛速發(fā)展，對于供熱機(jī)的熱、電負(fù)荷如何經(jīng)濟(jì)分配有著重點(diǎn)關(guān)注，為此在進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，如果將供熱機(jī)組中的發(fā)電功率分別看做熱化發(fā)電以及凝氣發(fā)電這兩個部分內(nèi)容，就出現(xiàn)了一種全新的熱電廠負(fù)荷分配的方式，并且這種方式比以前的方式更加簡單易操作。本文就供熱機(jī)組中新的經(jīng)濟(jì)分配熱電負(fù)荷的方式進(jìn)行簡單的介紹與分析。

關(guān)鍵詞：供熱機(jī)組;經(jīng)濟(jì)分配;熱電負(fù)荷

0 引言

為了能夠有效地解決國內(nèi)在發(fā)電供熱出現(xiàn)的問題，目前國內(nèi)普遍使用熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，因?yàn)槠淠軌蛲瑫r提供出電和熱這不同性質(zhì)的兩種負(fù)荷。國內(nèi)對于熱電聯(lián)產(chǎn)有著明確的規(guī)定，嚴(yán)禁地方的管理部門私自用電量指標(biāo)針對熱電廠對外產(chǎn)生的供電產(chǎn)生限制。同時還要求有關(guān)的調(diào)度部門，在對于熱電廠的電力調(diào)度曲線進(jìn)行制作時，需要針對節(jié)能因素以及供熱負(fù)荷的曲線變化進(jìn)行全面考慮?？杉词谷绱?，在負(fù)荷調(diào)度的過程中仍然出現(xiàn)了大量的問題。

1 熱、電負(fù)荷的分配原理

電以及熱是完全不同性質(zhì)的兩種負(fù)荷，在熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn)的條件下，對于熱、電所擁有的最佳分配存在著許多種可行的反感，這其中已經(jīng)基本完善的方法有：數(shù)學(xué)優(yōu)化方法以及等微增率法。前者是利用所建立的數(shù)學(xué)模型，同時對其有關(guān)的約束條件進(jìn)行確定，之后就是使用現(xiàn)代數(shù)學(xué)，采用其中的優(yōu)化算法開展相關(guān)的求解過程，這樣的可信度以及精確度普遍都十分高，可是這種供熱機(jī)組的數(shù)學(xué)模型本身就較為復(fù)雜，而與其有關(guān)的約束條件同樣復(fù)雜難用，這就使得進(jìn)行實(shí)際運(yùn)行時，其所使用的計(jì)算時間也會變得冗長，難以應(yīng)對實(shí)際中不斷出現(xiàn)的各種變化情況。后者相對較為簡單容易理解，同時使用便捷，可是如果要使整個系統(tǒng)中達(dá)到最低標(biāo)準(zhǔn)煤耗，那么就需要煤耗目標(biāo)函數(shù)是凸函數(shù)。并且，這個方法對于電廠中的鍋爐、汽輪機(jī)以及各種組合不同的微增率曲線達(dá)到較高的精度，而由于供熱機(jī)組的功率和總熱耗之間的關(guān)系的線性度不佳，可能受到熱電廠的熱負(fù)荷較高的影響，為此這個方法對于熱、電這兩種完全不同性質(zhì)的負(fù)荷不具備較好的分配可行性。

本文所闡述的方式是一種利用電、熱分離的方式，用熱定電的方法，這樣既能簡化不必要的繁瑣計(jì)算，同時也能達(dá)到所需要的高精度，這個方法的基本思路就是將熱電廠中電、熱負(fù)荷看做兩部分，一部分設(shè)想為利用背壓機(jī)開展熱負(fù)荷的分配工作，另一部分設(shè)想為使用凝汽輪機(jī)開展電負(fù)荷的分配工作，最后的計(jì)算就是對熱負(fù)荷先分配，再以熱定電開展電負(fù)荷的分配。

1.1 熱負(fù)荷的分配原理

依照國內(nèi)目前對于供熱機(jī)組熱耗采用的分配原則，熱電聯(lián)產(chǎn)所產(chǎn)生的好處都?xì)w類為電，熱化發(fā)電所具備的熱力循環(huán)效率是1。那么依照這個原則，熱化發(fā)電率如果越高，對于生產(chǎn)出相同的熱負(fù)荷發(fā)電量也會隨之增多，所以開展熱負(fù)荷的分配工作，就需要保障熱負(fù)荷恒定的狀況下，使得整個廠的具備最大化的熱化發(fā)電量。

那么如果將供熱機(jī)組的效果視作由凝汽輪機(jī)以及背壓機(jī)兩者的效果疊加而成，那么供熱機(jī)組中對熱負(fù)荷采取分配就是由幾臺背壓機(jī)的熱負(fù)荷進(jìn)行分配。背壓機(jī)都是以熱定電，加入將其初始參數(shù)保持不變，那么供熱抽汽的壓力也不會產(chǎn)生變化。

1.2 電負(fù)荷的分配原理

熱負(fù)荷的分配工作結(jié)束后，熱化發(fā)電功率也能隨著其一同確定，那么總共的熱化發(fā)電功率也會隨之一同確定。在總電負(fù)荷恒定后，也就能確定當(dāng)時的凝汽發(fā)電總量。

電負(fù)荷分配指的是在熱化發(fā)電量確定之后，對于電負(fù)荷采取分配，本質(zhì)就是對凝汽發(fā)電量采取分配。此時的分配目的在于使得凝汽發(fā)電熱耗為最小值，所以先要對各個凝汽發(fā)電熱耗和功率之間的函數(shù)確定。在這之后，才能利用等微增熱耗的方法進(jìn)行發(fā)電量的分配。利用變工況進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算后得出的數(shù)據(jù)結(jié)果，能夠?qū)C(jī)組間的凝汽發(fā)電功率以及凝汽發(fā)電熱耗之間特性。

2 約束條件

根據(jù)不同的廠區(qū)，具體的約束條件也各不相同，但是總體分為：最大最小的熱負(fù)荷限制、最大最小的電負(fù)荷限制、供熱抽汽量恒定的最小發(fā)電功率、兩個機(jī)組之間的最大熱負(fù)荷差值。這四個就是主要的四個約束條件，具體范圍需要根據(jù)不同的廠區(qū)采取不同的測量進(jìn)行確定。

最后，從熱力工況方面對機(jī)組安全性作簡單分析。抽凝供熱機(jī)組與純凝汽機(jī)組結(jié)構(gòu)特性有所不同，主要是汽缸的通流部分存在差異。一般抽凝供熱機(jī)組純凝汽運(yùn)行時，熱效率比同容量純凝汽機(jī)組還要低，并且發(fā)電功率不允許超過額定值，否則汽缸低壓段易過負(fù)荷。抽汽供熱運(yùn)行時，不僅使抽汽供熱功能發(fā)揮效用，整機(jī)總熱效率明顯提高，而且依據(jù)機(jī)組供熱工況圖還可適當(dāng)超出力10-20%運(yùn)行，許可工況下的汽缸高壓段低壓段都是安全的。當(dāng)機(jī)組投入抽汽供熱后，汽缸高壓段承擔(dān)的功率比純凝工況大，低壓段蒸汽通流量比純凝工況減小，對汽輪機(jī)的軸向推力、監(jiān)視段壓力、高壓段及低壓段葉輪葉柵強(qiáng)度方面來講反而更安全、穩(wěn)定。由此可見，抽凝機(jī)組帶熱負(fù)荷運(yùn)行，在允許范圍內(nèi)還可多發(fā)電，因此更有利于供熱機(jī)組設(shè)備性能的發(fā)揮。

3 結(jié)束語

依照供熱機(jī)組的熱電聯(lián)產(chǎn)特點(diǎn)，能夠?qū)l(fā)電功率合理地分解為熱化發(fā)電以及凝汽發(fā)電，同時對于指出了這種簡單的熱電分配的方式，還將其有關(guān)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行建立。將此方式進(jìn)行推廣可以極大程度將供電機(jī)組中熱電負(fù)荷分配達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)化分配，有益于國內(nèi)對于供熱機(jī)組的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王慶麗，范旭東.供熱機(jī)組間負(fù)荷優(yōu)化分配的算法綜述[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（17）.

[2]吳龍，袁奇，劉昕等.供熱機(jī)組熱電負(fù)荷最佳分配方法分析[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2012，32（35）：6-12，前插2.

[3]謝毅霏，衛(wèi)鵬杰，張建偉等.動態(tài)尋優(yōu)法在供熱機(jī)組熱電負(fù)荷優(yōu)化分配中的應(yīng)用[J].山西電力，2014（01）：42-44.

[4]武剛.供熱機(jī)組熱、電負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配探析[J].環(huán)球市場信息導(dǎo)報(bào)，2014（45）：149-149.

[5]張敏，薛永峰，王漪等.供熱機(jī)組負(fù)荷優(yōu)化調(diào)度方法研究[J].沈陽工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，10（02）：123-127.