關(guān)于小型供熱機組多重循環(huán)分析方法與負荷優(yōu)化的思考

陳云飛

(哈爾濱鍋爐廠有限責任公司,黑龍江哈爾濱 150046)

關(guān)于小型供熱機組多重循環(huán)分析方法與負荷優(yōu)化的思考

陳云飛

(哈爾濱鍋爐廠有限責任公司,黑龍江哈爾濱 150046)

能源是一個社會發(fā)展非常重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。我國是一個資源人均資源貧乏的國家,所以對能源問題我國政府給予了高度重視,為了加強能源管理,合理的開發(fā)并有效利用能源。本研究在對供熱機組多重循環(huán)理論進行詳細分析的基礎(chǔ)上,進一步完善了多重循環(huán)的分析方法,進而解決了以往應(yīng)用傳統(tǒng)優(yōu)化方法無法解決的困難,從而使優(yōu)化結(jié)果更加科學、合理。

供熱機組 多重循環(huán)分析方法 負荷優(yōu)化

隨著我國經(jīng)濟以及城市水平的不斷提高和供熱規(guī)模的不斷擴大，供熱機組的單機功率和裝機容量在不斷的增大，所以快速建立健全完整的供熱機組分析理論和方法是非常有必要的。

1 小型供熱機組負荷優(yōu)化方法

1.1 現(xiàn)階段供熱機組負荷優(yōu)化的方法存在問題

所謂熱電廠的熱、電負荷的分配指的是將電廠的熱、電符合，按照一定的標準，能夠給經(jīng)濟合理地各個正在運行的小型供熱機組，進而能夠給熱電廠帶來最大化的經(jīng)濟效益，供電機組負荷分配作為熱電廠的經(jīng)濟運行和一些經(jīng)濟性診斷非常重要的部分，更是不可分割的一部分，需要受到高度的重視，更需要在全廠范圍內(nèi)實現(xiàn)優(yōu)化。在這方面的研究，國內(nèi)外都有了很多的研究工作，針對一些問題也做了多種途徑的優(yōu)化，優(yōu)化的方法主要分為兩種，即熱、電同時分配和先熱分配再電分配，使用最多的是熱、電同時分配。目前，供熱機組所具備的熱力特性相比較與凝氣機組來說有些復雜，所以，通常情況下通過小型供熱機組的工況圖來明確機組的工況。供熱機組都有一些確定的參數(shù)，在這些額定參數(shù)下，根據(jù)簡化的工況圖能夠非常精確的得出機組的一些基本特性。所以，熱、電同時分配的方法就是根據(jù)修正曲線和簡化的工況圖，進行特性方程或者是約束條件的擬合，接著再利用一些數(shù)學方法來優(yōu)化。我國的有關(guān)供熱機組熱耗的分配原則，也就是熱量分配方法，進行小型供熱機組熱負荷的分配，實質(zhì)上就是要保證一定熱負荷下的熱化發(fā)電為最大。

1.2 熱電廠熱負荷分配具體實施方法

熱電廠的熱負荷分配工作，主要是在熱負荷分配完成之后才需要進行的。對于一個熱電廠來說，總的電負荷是固定不變的，在進行熱負荷的分配之后，熱電總功率也是確定的。因此，熱負荷分配從實質(zhì)上來說是確定各個機組的凝汽發(fā)電功率，進而來保證整個熱電廠在熱能的消耗上達到最小。

1.3 供熱機組負荷優(yōu)化的困難

現(xiàn)階段，小型供熱機組負荷的優(yōu)化存在一定的困難。首先，使用熱化做功系數(shù)法實現(xiàn)負荷優(yōu)化，這一方法的特點就是先進行分熱、后進行分電工作，同時還沒有考慮到汽輪機的效率變化，僅僅是認為熱化做功系數(shù)是定值，不會發(fā)生變化。在電廠供熱的過程中，如果機組的熱、電負荷發(fā)生大的變化，此時對應(yīng)的機組參數(shù)也會發(fā)生較大的變化，熱化做功系數(shù)也會發(fā)生較大的變化。這一方法的使用，在傳統(tǒng)的方法上尋找更好的方法，這一過程，一般情況下需要函數(shù)以及函數(shù)的導數(shù)等一些信息來完成。但是如果函數(shù)沒有辦法求導數(shù)時，這一方法就不能使用。但是，僅一個搜索點來說，能夠提供的信息太少，所以整體的效率很低，而且有時在搜索的過程中出現(xiàn)停滯的現(xiàn)象。特別是在機組的臺數(shù)在增加的時候，可以進行優(yōu)化的變量有很多，所以在面對這些問題的時候傳統(tǒng)的方法就沒辦法解決了。

2 小型供熱機組多重循環(huán)理論建立的改進與完善途徑

2.1 小型供熱機組多重循環(huán)理論的建立與改進

正如上文所述，在進行分析供熱機組熱負荷分配的影響時，使用了多重循環(huán)理論，同時還提出了一個重要的概念，也就是發(fā)電貢獻的概念，對于這一概念主要應(yīng)用在分析擾動對廣義工藝循環(huán)以及廣義采暖循環(huán)發(fā)電量的影響，還有這一影響間接確定擾動對采暖熱負荷、工藝熱負荷的影響。但是，相比較其他方法來說，這一方法在概念上還不是很成熟，也不夠明確，在計算方面也較為繁瑣。所以，本研究對于供熱機組的熱力系統(tǒng)進行了深入細致的分析，進而對這以方法提出改進和優(yōu)化，提出了一些新的概念，如抽汽排汽系數(shù)和抽汽影響率的概念。正式由于這些理論的提出，使得原有的多重循環(huán)理論，首先在概念上就更為清晰，其次在計算上也更為簡單和明了。

2.2 小型供熱機組抽汽影響率的應(yīng)用

小型供熱機組在給居民進行供熱的過程中，參數(shù)中有抽汽值，需要詳細研究機組抽汽影響率的應(yīng)用，應(yīng)用十分廣泛。在整個供熱機組熱力系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)過程中，假如有一個程序有熱量的增減變化，就會引起較大的供熱變化，這供熱變化就等于該熱量與所處能級的抽汽影響率的乘積。因此，可以說抽汽影響率對于分析供熱機組擾動對于熱負荷影響有非常大的作用，同時也是做到方法簡便、準確的根本所在。在進行這一方面的研究過程中，主要進行的是對于小型供熱機組的輔助系統(tǒng)進行熱經(jīng)濟性的詳細分析。另外，還有一些輔助系統(tǒng)，對于存在的輔助系統(tǒng)，輔助系統(tǒng)要根據(jù)不同的處理問題的需要，采取多種分類方法。比如，按照其是否攜帶工質(zhì)進行劃分，這一標準能夠?qū)⑵浞譃閮蓚€方面：首先，整個系統(tǒng)只有純熱量進出系統(tǒng)，沒有工質(zhì)伴隨；而另一類則是工質(zhì)出入系統(tǒng)，這一不僅有熱量的變遷，同時還伴隨有工質(zhì)的變遷。

2.3 熱經(jīng)濟性分析指標

小型供熱機組在供熱的過程中，由于供熱機組在產(chǎn)品方面具有多樣性的特點，進而使熱經(jīng)濟指標相比較凝汽機組有較多復雜的分析程序。其程序復雜的原因不是單一方面的，而是有很多。其中最主要的原因是經(jīng)濟熱指標是利用在汽輪機運轉(zhuǎn)的過程中，將先作了功的部分蒸汽熱能來實現(xiàn)對外供熱，需要將先作了功的部分蒸汽熱能來實現(xiàn)對外供熱。通常來講，電、熱兩種形式的能量有很大的不同，如果供熱參數(shù)不同，那么熱能的品位也就有所不同。因此，小型供熱機組在進行評價熱電廠的經(jīng)濟性時，不僅需要進行熱經(jīng)濟性的分析，還需要采用綜合指標來進行評價，因此不能僅進行單方面的評價。本研究主要討論的方向是擾動對熱經(jīng)濟指標的影響。

3 結(jié)語

近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，節(jié)能戰(zhàn)略得到進一步有效的落實。同時，熱電廠的規(guī)模也得到了不斷的擴大。所以，整個供熱機組的裝機容量、單機功率也有不同程度的增大。供熱功能的增大，也使得對其運行的經(jīng)濟性以及安全性也有了更高的要求。所以，進行供熱機組多重循環(huán)分析方法與負荷優(yōu)化有著非常重大的意義。

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[3]吳龍,袁奇,劉昕.供熱機組熱電負荷最佳分配方法分析[J].中國電機工程學報,2012(35).