關于小型供熱機組多重循環分析方法與負荷優化的思考

陳云飛

(哈爾濱鍋爐廠有限責任公司,黑龍江哈爾濱 150046)

關于小型供熱機組多重循環分析方法與負荷優化的思考

陳云飛

(哈爾濱鍋爐廠有限責任公司,黑龍江哈爾濱 150046)

能源是一個社會發展非常重要的物質基礎。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,合理的開發并有效利用能源。本研究在對供熱機組多重循環理論進行詳細分析的基礎上,進一步完善了多重循環的分析方法,進而解決了以往應用傳統優化方法無法解決的困難,從而使優化結果更加科學、合理。

供熱機組 多重循環分析方法 負荷優化

隨著我國經濟以及城市水平的不斷提高和供熱規模的不斷擴大，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化方法

1.1 現階段供熱機組負荷優化的方法存在問題

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濟效益，供電機組負荷分配作為熱電廠的經濟運行和一些經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實現優化。在這方面的研究，國內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化，優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，在這些額定參數下，根據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，接著再利用一些數學方法來優化。我國的有關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，實質上就是要保證一定熱負荷下的熱化發電為最大。

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，熱負荷分配從實質上來說是確定各個機組的凝汽發電功率，進而來保證整個熱電廠在熱能的消耗上達到最小。

1.3 供熱機組負荷優化的困難

現階段，小型供熱機組負荷的優化存在一定的困難。首先，使用熱化做功系數法實現負荷優化，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是定值，不會發生變化。在電廠供熱的過程中，如果機組的熱、電負荷發生大的變化，此時對應的機組參數也會發生較大的變化，熱化做功系數也會發生較大的變化。這一方法的使用，在傳統的方法上尋找更好的方法，這一過程，一般情況下需要函數以及函數的導數等一些信息來完成。但是如果函數沒有辦法求導數時，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停滯的現象。特別是在機組的臺數在增加的時候，可以進行優化的變量有很多，所以在面對這些問題的時候傳統的方法就沒辦法解決了。

2 小型供熱機組多重循環理論建立的改進與完善途徑

2.1 小型供熱機組多重循環理論的建立與改進

正如上文所述，在進行分析供熱機組熱負荷分配的影響時，使用了多重循環理論，同時還提出了一個重要的概念，也就是發電貢獻的概念，對于這一概念主要應用在分析擾動對廣義工藝循環以及廣義采暖循環發電量的影響，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進行了深入細致的分析，進而對這以方法提出改進和優化，提出了一些新的概念，如抽汽排汽系數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用

小型供熱機組在給居民進行供熱的過程中，參數中有抽汽值，需要詳細研究機組抽汽影響率的應用，應用十分廣泛。在整個供熱機組熱力系統的穩定運轉過程中，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進行熱經濟性的詳細分析。另外，還有一些輔助系統，對于存在的輔助系統，輔助系統要根據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進行劃分，這一標準能夠將其分為兩個方面：首先，整個系統只有純熱量進出系統，沒有工質伴隨；而另一類則是工質出入系統，這一不僅有熱量的變遷，同時還伴隨有工質的變遷。

2.3 熱經濟性分析指標

小型供熱機組在供熱的過程中，由于供熱機組在產品方面具有多樣性的特點，進而使熱經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濟熱指標是利用在汽輪機運轉的過程中，將先作了功的部分蒸汽熱能來實現對外供熱，需要將先作了功的部分蒸汽熱能來實現對外供熱。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濟性時，不僅需要進行熱經濟性的分析，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濟指標的影響。

3 結語

近年來，隨著我國經濟的發展，節能戰略得到進一步有效的落實。同時，熱電廠的規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分析方法與負荷優化有著非常重大的意義。

[1]黃智,林萬超.供熱機組熱力系統局部定量方法的研究[J].西安交通大學學報,2007,31(5):81-85,102.

[2]唐家裕,付林,狄洪發.不同類型供熱機組熱電負荷優化分配的研究[J].陽工程學院學報(自然科學版).2007(03).

[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).