熱電廠DCS系統(tǒng)在運(yùn)用中的優(yōu)化

摘 要：在當(dāng)今社會(huì)的現(xiàn)代化高科技快速發(fā)展的社會(huì)形勢(shì)下，天然氣熱電生產(chǎn)技術(shù)的革新使能源利用高效率、低污染、高能效的優(yōu)點(diǎn)受到了世界各國(guó)的高度關(guān)注，廣闊的發(fā)展前進(jìn)使大批專業(yè)人才涌入，也為天然氣熱電技術(shù)的創(chuàng)新注入了新知識(shí)，技術(shù)的革新更加推動(dòng)了能源效率的提高。然而，我國(guó)在熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)技術(shù)上還處在起步階段，特別是該技術(shù)在中小城市的布控應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)更加缺乏，其天然氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，參數(shù)設(shè)置，能量緯度和城市地下管路鋪設(shè)布局等多方面都面臨著許多未知的問(wèn)題。針對(duì)國(guó)內(nèi)熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)匱乏的現(xiàn)狀，本文收集整理了一些國(guó)外在熱電廠dcs系統(tǒng)運(yùn)用方面的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，并做出分析，歸納了一些優(yōu)化方案以作參考。希望在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)小型熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)和建筑系統(tǒng)熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)化方式和運(yùn)轉(zhuǎn)模式的角度進(jìn)行了深入的探索。

關(guān)鍵詞：熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)；研究分析 ；運(yùn)行配置；系統(tǒng)優(yōu)化

現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，使計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化系統(tǒng)在各行各業(yè)的滲透應(yīng)用是社會(huì)生產(chǎn)生活方式得到了很大的改變。而dcs系統(tǒng)在電力長(zhǎng)的引入使的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)高效科學(xué)，自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)也結(jié)合到傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，為現(xiàn)代化熱電廠注入了新的活力，也為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了極大的貢獻(xiàn)。一般來(lái)說(shuō)，熱電聯(lián)產(chǎn)的自動(dòng)化技術(shù)水平?jīng)Q定了電廠的生產(chǎn)水平和運(yùn)轉(zhuǎn)能力。而現(xiàn)在，各發(fā)電廠引入應(yīng)用了docs控制系統(tǒng)是之得到了長(zhǎng)足的變化，DCS控制系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)技術(shù)體系上發(fā)展出的操作系統(tǒng)，它能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)控制、系統(tǒng)管理、運(yùn)行監(jiān)控及分級(jí)操作的技術(shù)，對(duì)于提高熱電廠效率方面有良好的作用，熱電廠dos系統(tǒng)良好的穩(wěn)定性和高效的系統(tǒng)配置使其廣受歡迎。

1發(fā)展熱電（冷）聯(lián)產(chǎn)技術(shù)的實(shí)際意義

雖然我國(guó)在偉大復(fù)興的五年內(nèi)發(fā)現(xiàn)了數(shù)個(gè)儲(chǔ)量很大的天然氣田，但是天然氣極高的開發(fā)成本與其他幾種常規(guī)能源來(lái)說(shuō)有些讓人難以接受，如同雞肋，無(wú)處下手，所以能夠有效節(jié)約生產(chǎn)成本，提高天然氣能源采集利用效率的現(xiàn)代化設(shè)備的配裝研究刻不容緩受到了國(guó)家的高度關(guān)注，希望能提高天然氣的利用率，減少天然氣采集加工過(guò)程中的浪費(fèi)?，F(xiàn)階段，天然氣的應(yīng)用在中小型城鎮(zhèn)中的使用方式還是以燃料和供暖取熱為主的傳統(tǒng)方式。了解國(guó)內(nèi)外天然氣利用方式的差異，我們可以的出一個(gè)結(jié)論，通過(guò)新式能源發(fā)展理念開展梯度利用模式可以使天然氣得到高效利用，減少資源浪費(fèi)度，由此不僅能夠減少天然氣的不合理浪費(fèi)，還能有效提高中小城鎮(zhèn)天然氣能源利用并減小資源調(diào)度引起的成本問(wèn)題，可以說(shuō)是當(dāng)前實(shí)體環(huán)境下能源高效利用應(yīng)的最優(yōu)解，值得國(guó)家投入大力去做進(jìn)一步的分析和研究。

我國(guó)熱電（冷）聯(lián)合項(xiàng)目的研究相比較國(guó)際水平而言還有些落后的，但是從發(fā)展速度的角度來(lái)看卻是非?？焖俚模壳安豢煞裾J(rèn)的史和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，任然有著較大的差距。據(jù)某數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，從2000年至2010年的十年時(shí)間，我國(guó)各地新建各型大小熱電累計(jì)達(dá)200多個(gè)，而且有逐年遞增的有利形勢(shì)，站在全國(guó)范圍的角度看，有許多熱電廠是在火力發(fā)電廠的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的，其供暖量已達(dá)到兆瓦級(jí)別，由于熱電廠可以由火力發(fā)電廠升級(jí)換代改造而來(lái)，而且北方冬天的天氣較為寒冷，對(duì)暖氣的供應(yīng)量需求大，所以北方的熱電廠明顯比南方多。

由于缺少熱電廠方面的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，我國(guó)熱電行業(yè)的起步發(fā)展較為緩慢，但是在北京上海等國(guó)際性大都市的發(fā)展還是較為先進(jìn)的。“十二五”計(jì)劃期間，北京、上海等地都把天然氣能源項(xiàng)目作為一項(xiàng)重要能源布控環(huán)節(jié)，積極尋找新方法以改變傳統(tǒng)的能源利用方式提高效率，以達(dá)到天然氣能源的有效利用并涉及保護(hù)環(huán)境和社會(huì)和諧發(fā)展的偉大復(fù)興戰(zhàn)略，天然氣熱電聯(lián)產(chǎn)的能源利用效率一旦得到提高，其效益是極其客觀的。但由于成本也較高，所以如何提高天然氣能源效率，在有效控制熱電系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，節(jié)省電廠能源方面的投資成本成為研究手關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。

2系統(tǒng)運(yùn)行探索

研究熱電廠操作系統(tǒng)的運(yùn)行問(wèn)題，首先要關(guān)注的是其軌道運(yùn)行的數(shù)學(xué)模型的科學(xué)性，合理有效的數(shù)學(xué)模型是一切的基礎(chǔ)，是系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)效率的有效保證，故而模型的建立必須給予高度重視。模型運(yùn)轉(zhuǎn)要盡量保證細(xì)化，這樣其繪制出的對(duì)象就越溫和實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的方式。然而由于較大的活躍度，模型的規(guī)律是極難捕捉繪制的，所以解決這個(gè)問(wèn)題是比較困難的。而由于優(yōu)化的目標(biāo)較為單調(diào)，線性系統(tǒng)建立的可能性有比較容易，這種情況下活躍度的問(wèn)題有比較好解決了。

在熱電廠天然氣優(yōu)化系統(tǒng)的研究中，有兩種模型的建立被普遍認(rèn)可：線性統(tǒng)計(jì)模型和混合非線性統(tǒng)計(jì)模型，這兩種系統(tǒng)的解法被廣泛使用，技術(shù)純熟。容易把復(fù)雜的運(yùn)行問(wèn)題分解為多個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題，這樣就很容易解決問(wèn)題了。如果系統(tǒng)模型的剛開始的問(wèn)題就有非線性部分，就可以用數(shù)學(xué)方法把非線性方程化為線性方程然后在分級(jí)得出答案。另外的情況就是電熱系統(tǒng)的問(wèn)題和結(jié)果都包括了非線性情況，這樣的問(wèn)題一般是比較復(fù)雜的，需要依靠計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行解決從而得到問(wèn)題的答案。

另外關(guān)于混合整數(shù)非線性模型的解決問(wèn)題比較繁瑣，我們常用的方法已經(jīng)不再使用了，與要建立一種全新的算法體系，蘇安然我國(guó)科研工作者在這一方面做了許多努力，但是新的計(jì)算體系還是不夠健全，還處在進(jìn)一步的研究階段。

而動(dòng)態(tài)模型的建立則是另一種體系，它的特點(diǎn)是層次分明，可以將一個(gè)完整的體系細(xì)化分割為數(shù)個(gè)部分，每個(gè)部分都有許多種解決方式。往往多種不同的部分使用獨(dú)立的方式解題并組合為一個(gè)整體以形成一個(gè)可靠地運(yùn)行體系，這一體系的建立可以說(shuō)是革命性的，使當(dāng)下多個(gè)無(wú)法突破的難題得到解決，簡(jiǎn)單講，動(dòng)態(tài)模型系統(tǒng)是非常好的熱電廠管理系統(tǒng)的優(yōu)化解決方案。

動(dòng)態(tài)模型解決問(wèn)題的方法在于如何將一個(gè)復(fù)雜的大問(wèn)題分解切分成好幾個(gè)簡(jiǎn)單化的非常容易解決的簡(jiǎn)單問(wèn)題，在各個(gè)問(wèn)題層次都能有效的做出的最優(yōu)解決方案，并且在這個(gè)方案下逐步推演知道整個(gè)系統(tǒng)的問(wèn)題得到解決。

而在熱電dcs系統(tǒng)的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，人們往往把較少成本和環(huán)保效益作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，雖然這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)受到許多種因素的影響。人們一般習(xí)慣把這些因素分為四類：a）系統(tǒng)配置b）運(yùn)轉(zhuǎn)模式c）輸出環(huán)境d）解決問(wèn)題。簡(jiǎn)單講，比較操縱系統(tǒng)包含的數(shù)據(jù)處理、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)、能源利用、熱能傳輸而言，系統(tǒng)配置的處理容量是需要和系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方程式相結(jié)合的。

模型的運(yùn)轉(zhuǎn)途徑常量分為兩個(gè)部分，就是數(shù)據(jù)處理能力設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)容量變動(dòng)和決策執(zhí)行運(yùn)轉(zhuǎn)的常量。這是通過(guò)數(shù)據(jù)處理后的最優(yōu)執(zhí)行模式：雖然在日常的系統(tǒng)運(yùn)行中系統(tǒng)的容量是不可避免的重要因素，但在數(shù)據(jù)模型中它以非常態(tài)模式運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)行決策程序通過(guò)連續(xù)型變量來(lái)處理記錄結(jié)果，它們描繪了設(shè)備在超負(fù)荷狀態(tài)下的運(yùn)轉(zhuǎn)能力。

整個(gè)系統(tǒng)由簡(jiǎn)單循環(huán)天燃?xì)鈾C(jī)、鍋爐回路、輔助循環(huán)系統(tǒng)、制冷機(jī)以及離心式制熱機(jī)等幾部分構(gòu)成。電的供應(yīng)環(huán)節(jié)分有兩種條件，天燃?xì)鈾C(jī)發(fā)電模式，能夠達(dá)到建筑物的高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)需要并提供給制冷機(jī)以能源。天燃?xì)鈾C(jī)發(fā)電之后的余熱在鍋爐中進(jìn)一步得到循環(huán)清潔處理并輸送給接聽用戶使用，高檔型建筑則采用天然氣能，然后多余的熱則輸送至溫室做動(dòng)物取暖果凍使用。

3結(jié)語(yǔ)

通過(guò)建立數(shù)學(xué)多為立體目標(biāo)模型的方法，對(duì)熱電廠dcs聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)管理控?zé)峒澳茉磧?yōu)化的問(wèn)題進(jìn)行立體的藥酒并對(duì)打限度的得出最優(yōu)解，通過(guò)現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)模式推理出模型結(jié)構(gòu)的求解過(guò)程以實(shí)現(xiàn)供電模式的科學(xué)有效化；系統(tǒng)化的優(yōu)化解決方案是天然氣利用率的到有效提升，從而充分展現(xiàn)dcs操作系統(tǒng)的良好性能。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

楊濤，1976年6月，男，漢族，助理工程師，畢業(yè)于東北電力大學(xué)火電廠集控運(yùn)行專業(yè)，現(xiàn)在黑河市熱電廠電氣車間從事電氣運(yùn)行工作。