热电厂锅炉—汽轮机的优化调度

热电厂锅炉—汽轮机的优化调度

韩磊 颜龙 胡火魁 陶彦涛

华能渑池热电有限责任公司 河南省三门峡市 472400

摘要：随着经济的快速发展，国家对能源的需求越来越大，世界各国也将关注能源问题。对于热电厂来说，想要实现节能的效果，最好的措施就是加强热电厂的锅炉汽轮机的调度和管理，通过优化调度实现汽轮机的优化和调整。本文根据热电厂锅炉汽轮机的优化调度进行研究，首先介绍了热电厂锅炉汽轮机调度的优化，然后介绍了热电厂锅炉汽轮机优化调度。本文根据热电厂锅炉汽轮机的优化调度，希望可以为我国未来热电厂的可持续发展提供新的研究方向。

关键词：热电厂；锅炉；汽轮机

在经济不断发展的局势下，人们对于能源的要求逐渐提高，但由于人们开采自然能源的不合理性，使得能源危机渗透到许多领域，电力生产企业正面临着极大的能源问题和挑战。现今绝大多数热电厂都将煤炭燃烧作为主要能源来源方式，这种较为传统的方式在很多方面都存在弊端，比如燃烧标准、燃烧方式等，无法充分利用煤炭资源，不仅极大的浪费了资源，还会造成不同程度的环境污染。可持续发展是我国提出的重要发展战略，节能环保是实现这一目标的关键举措。所以，切实加强优化调度显得尤为重要，并且完善的优化调度也能起到良好的节能减排效果。

1 热电厂锅炉汽轮机优化调度可行性分析

热电厂汽轮机产生能源耗损的原因较多，因此，在开展对热电厂汽轮机节能降耗研究时，要综合考量各种因素。从系统节能的层面探究，为了确保热电厂的运行能实现节能减耗的效果，研究汽轮机燃煤系统本身的机组性能具有十分重要的现实意义。出于经济效益考量，单单通过热电厂汽轮运行方式调度节能减耗是不足的。降低运营成本不能从根本上实现真正意义上的节能，不可否认，此种方式在短期内会取得一定成效，然而对企业的长期发展是不利的。

2 建构锅炉汽轮机优化调度的数学模型

由于锅炉实际运行过程中常出现复杂情况，相同的锅炉实际效率往往与设计值有着较大的偏差，使得对锅炉效率的影响也较大。因此，可根据锅炉效率和蒸发量两者间的关系，从具体过滤出发，得出实验数据。对燃油锅炉，可容易地检测出燃油量。一般情况下，运用正平衡法测量计算锅炉效率，得出相应锅炉蒸发量与效率的曲线图，用作数学模型的优化调度计算。对燃煤的锅炉，并不能准确地计算出耗煤量，可通过测量锅炉计算各种损失，用反平衡法对获取锅炉变化的效率特征进行计算。

3热电厂锅炉汽轮机优化调度

3.1 热电厂锅炉优化调度

热电厂运行是一个极其复杂的过程，整个运行过程可以分成三部分，分别为：燃料燃烧、炉火与烟气加热以及过热。由于存在这三种运行状态，所以不可避免的会出现能量损失，由此锅炉效率和设计标准间会存在一定差距。锅炉实际运行效率和运行状态之间有着紧密的联系，并且额定效率只是厂家根据蒸发量给出的，由此可见，锅炉的额定效率并非完全准确。基于此，创建一个优化模型，分析锅炉在各种条件下运行的效率与蒸发量之间存在的联系，以此明确变工况特点，根据所得信息采取有效的措施加以优化，进而实现节能减排。

比如，以将燃油作为能源的锅炉为例，其在正常条件下运行时的燃油消耗量很容易测得。锅炉运行过程中，实际效可使用正平衡测量得出，在此基础上创建一个蒸发量与效率间的曲线图，根据曲线的变化即可创建优化模型。但对于将煤炭作为能源的锅炉而言，由于煤炭的实际用量难以准确测出，所以正平衡法并不适用这种锅炉，可通过预先得出锅炉损耗的方式，使用反平衡法进行效率测量，并最终得出曲线图。

3.2 热电厂汽轮机优化调度

汽轮机是一种将水蒸气转化为机械能的原动机，是发电必需的部分之一。对汽轮机的实际抽气量以及电功率进行测量，然后结合二者的联系绘制关系曲线，得出平均耗气量，以此创建数学模型。这种建模方式虽然简单便捷，但准确度相对较低，可能会对数学模型的具体运行造成-定干扰。因此，需要对其准确性进行进一步的改善和提高。在原始的运行参数下，可借助多元线性回归理论对其进行处理，凭借这一理论进行建模，同时得出特性方程与曲线。当然，这种建模方式的难度与计算量都比较大，适用性不高，因此为更好的掌握这一问题，可使用分区域线性化的方法，与此同时，根据汽轮机特点将曲线等分为多个区域，然后对每一个区域进行线性化处理，这样一来，即可在有效解决计算量与难度的前提下，更好的处理非线性相关问题。

4 热电厂锅炉汽轮机优化算法选取

热电厂正常运行时，许多方面都会提出相应的要求与规定，热负荷亦是如此，同样存在一定要求，根据这些实际要求，通过计算，明确热电负荷的具体分配，以此有效降低电厂进气量。在对锅炉的负荷进行分配的过程中，为达到预期标准，往往需根据实际工作效率实施分配。另外，为更好的节约能源，实现经济效益最大化，需对燃料消耗量的最低值进行求知。

想要对锅炉进行性能改造，首先需要对各项约束条件进行明确和完善，对于锅炉，其约束条件主要是指最大与最小产气量。与锅炉相比，汽轮机所对应的约束条件较多，主要包括：最大进、抽气量以及最大电功率等，对此类约束条件进行汇总，即可创建一个优化调度模型。

通常而言，在实施优化调度的过程中，经常会使用整数规划，这也属于汽轮机优化调度的内容之一，主要是指调度过程中的停运或者是投运等情况。对于汽轮机而言，它的工况图大多是一种非线性图表，想要将它转换成整数线性的形式，可将其曲线分成若干部分，保证每一个部分都是线性规划，这样即可形成整数线性规范。为便于研究，针对这种类型的规范问题，可采用反向跟踪法予以求解。

结束语

总而言之，热电厂在正常运行的过程中需要消耗大量的自然资源，也是主要的能源消耗的主战场，因为热电厂对于生态环境的污染比较严重，对于热电厂进行优化设计就十分重要。热电厂的节能减排应该对锅炉汽轮机优化调度，这就需要熟悉锅炉和汽轮机应用的前提下，结合可能出现的问题，提出解决问题的方法。热电厂技术人员也应该在工作中不断学习，不断总结经验，努力创造新的技术对汽轮机、锅炉进行改造，促进煤炭资源的充分燃烧，提高热电厂的效率。

参考文献

[1] 曾立军.OptimizationMethodandImprovementMeasures of Auxiliary\r Machines in Power Plant SteamTurbines%电厂汽轮机中辅机的优化方式及改进措施[J].电力系统装备，2019(6)：5-6.