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

陳云飛

【摘 要】能源是一個(gè)社會(huì)發(fā)展非常重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。我國是一個(gè)資源人均資源貧乏的國家，所以對(duì)能源問題我國政府給予了高度重視，為了加強(qiáng)能源管理，合理的開發(fā)并有效利用能源。本研究在對(duì)供熱機(jī)組多重循環(huán)理論進(jìn)行詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善了多重循環(huán)的分析方法，進(jìn)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(xué)、合理。

【關(guān)鍵詞】供熱機(jī)組 多重循環(huán)分析方法 負(fù)荷優(yōu)化

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

1 小型供熱機(jī)組負(fù)荷優(yōu)化方法

1.1 現(xiàn)階段供熱機(jī)組負(fù)荷優(yōu)化的方法存在問題

所謂熱電廠的熱、電負(fù)荷的分配指的是將電廠的熱、電符合，按照一定的標(biāo)準(zhǔn)，能夠給經(jīng)濟(jì)合理地各個(gè)正在運(yùn)行的小型供熱機(jī)組，進(jìn)而能夠給熱電廠帶來最大化的經(jīng)濟(jì)效益，供電機(jī)組負(fù)荷分配作為熱電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和一些經(jīng)濟(jì)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(shí)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(duì)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(shí)分配和先熱分配再電分配，使用最多的是熱、電同時(shí)分配。目前，供熱機(jī)組所具備的熱力特性相比較與凝氣機(jī)組來說有些復(fù)雜，所以，通常情況下通過小型供熱機(jī)組的工況圖來明確機(jī)組的工況。供熱機(jī)組都有一些確定的參數(shù)，在這些額定參數(shù)下，根據(jù)簡(jiǎn)化的工況圖能夠非常精確的得出機(jī)組的一些基本特性。所以，熱、電同時(shí)分配的方法就是根據(jù)修正曲線和簡(jiǎn)化的工況圖，進(jìn)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(xué)方法來優(yōu)化。我國的有關(guān)供熱機(jī)組熱耗的分配原則，也就是熱量分配方法，進(jìn)行小型供熱機(jī)組熱負(fù)荷的分配，實(shí)質(zhì)上就是要保證一定熱負(fù)荷下的熱化發(fā)電為最大。

1.2 熱電廠熱負(fù)荷分配具體實(shí)施方法

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

1.3 供熱機(jī)組負(fù)荷優(yōu)化的困難

現(xiàn)階段，小型供熱機(jī)組負(fù)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(shí)現(xiàn)負(fù)荷優(yōu)化，這一方法的特點(diǎn)就是先進(jìn)行分熱、后進(jìn)行分電工作，同時(shí)還沒有考慮到汽輪機(jī)的效率變化，僅僅是認(rèn)為熱化做功系數(shù)是定值，不會(huì)發(fā)生變化。在電廠供熱的過程中，如果機(jī)組的熱、電負(fù)荷發(fā)生大的變化，此時(shí)對(duì)應(yīng)的機(jī)組參數(shù)也會(huì)發(fā)生較大的變化，熱化做功系數(shù)也會(huì)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(dǎo)數(shù)等一些信息來完成。但是如果函數(shù)沒有辦法求導(dǎo)數(shù)時(shí)，這一方法就不能使用。但是，僅一個(gè)搜索點(diǎn)來說，能夠提供的信息太少，所以整體的效率很低，而且有時(shí)在搜索的過程中出現(xiàn)停滯的現(xiàn)象。特別是在機(jī)組的臺(tái)數(shù)在增加的時(shí)候，可以進(jìn)行優(yōu)化的變量有很多，所以在面對(duì)這些問題的時(shí)候傳統(tǒng)的方法就沒辦法解決了。

2 小型供熱機(jī)組多重循環(huán)理論建立的改進(jìn)與完善途徑

2.1 小型供熱機(jī)組多重循環(huán)理論的建立與改進(jìn)

正如上文所述，在進(jìn)行分析供熱機(jī)組熱負(fù)荷分配的影響時(shí)，使用了多重循環(huán)理論，同時(shí)還提出了一個(gè)重要的概念，也就是發(fā)電貢獻(xiàn)的概念，對(duì)于這一概念主要應(yīng)用在分析擾動(dòng)對(duì)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(dòng)對(duì)采暖熱負(fù)荷、工藝熱負(fù)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(jì)算方面也較為繁瑣。所以，本研究對(duì)于供熱機(jī)組的熱力系統(tǒng)進(jìn)行了深入細(xì)致的分析，進(jìn)而對(duì)這以方法提出改進(jìn)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(jì)算上也更為簡(jiǎn)單和明了。

2.2 小型供熱機(jī)組抽汽影響率的應(yīng)用

小型供熱機(jī)組在給居民進(jìn)行供熱的過程中，參數(shù)中有抽汽值，需要詳細(xì)研究機(jī)組抽汽影響率的應(yīng)用，應(yīng)用十分廣泛。在整個(gè)供熱機(jī)組熱力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，假如有一個(gè)程序有熱量的增減變化，就會(huì)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(jí)的抽汽影響率的乘積。因此，可以說抽汽影響率對(duì)于分析供熱機(jī)組擾動(dòng)對(duì)于熱負(fù)荷影響有非常大的作用，同時(shí)也是做到方法簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的根本所在。在進(jìn)行這一方面的研究過程中，主要進(jìn)行的是對(duì)于小型供熱機(jī)組的輔助系統(tǒng)進(jìn)行熱經(jīng)濟(jì)性的詳細(xì)分析。另外，還有一些輔助系統(tǒng)，對(duì)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(jìn)行劃分，這一標(biāo)準(zhǔn)能夠?qū)⑵浞譃閮蓚€(gè)方面：首先，整個(gè)系統(tǒng)只有純熱量進(jìn)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(shí)還伴隨有工質(zhì)的變遷。

2.3 熱經(jīng)濟(jì)性分析指標(biāo)

小型供熱機(jī)組在供熱的過程中，由于供熱機(jī)組在產(chǎn)品方面具有多樣性的特點(diǎn)，進(jìn)而使熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相比較凝汽機(jī)組有較多復(fù)雜的分析程序。其程序復(fù)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(jì)熱指標(biāo)是利用在汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，將先作了功的部分蒸汽熱能來實(shí)現(xiàn)對(duì)外供熱，需要將先作了功的部分蒸汽熱能來實(shí)現(xiàn)對(duì)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(jī)組在進(jìn)行評(píng)價(jià)熱電廠的經(jīng)濟(jì)性時(shí)，不僅需要進(jìn)行熱經(jīng)濟(jì)性的分析，還需要采用綜合指標(biāo)來進(jìn)行評(píng)價(jià)，因此不能僅進(jìn)行單方面的評(píng)價(jià)。本研究主要討論的方向是擾動(dòng)對(duì)熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響。

3結(jié)語

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

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