热电厂热力系统及设备的优化改造

摘要：本文讨论的热力系统改造主要有两种方案，采用最优化的方法对其热力系统优化调度，以降低成本，达到最大效益的目的。通过阐述母管制热力系统的相关知识点，对实行水循环转换为热的物体进行分析和实际探索。结合了相关论述，实践证明分级优化的方案是有效的。所以对于类似的了热力系统均可采用这种方法来实施优化调度。

关键词：最优化调度 汽轮机 锅炉 节能

一、引语

在我国，目前电企的深入改革是当前最为关键的时期，在厂网分开时，已经开始实施了竞价上网，随着我国经济不断地发展，在用电方面，出现了“供不应求”的状态，但现在随着电力工业的不断发展，电力生产的规模也不断地扩大和发展中，这就导致出现了“供大于求”的用电情况，这就意味着在竞价上网里谁想在电力占得市场，就意味着谁的电便宜。所以节能改造和优化管理是目前每个发电企业的工作重点之一。目前，热力系统的调度在我国大部分主要是以人工调度，但是热力负荷和热力系统的多变性和复杂性已经不是人工调度就能做好的一项工作，要想达到运行成本的最优化，就需要寻找最佳的系统工程调度方案。所以本文就是以研究热力体系统优化调度问题作为出发点，通过论述汽轮机、锅炉等部件优化调度所需要的数学模型方法，使人们对热电厂热力系统及设备的优化改造有一定的了解。

简介最优化技术

热力体统优化是热能利用领域中的应用在最优化技术的前提下，是进入节能挖潜的重要手段。

最优化技术的研究内容：一是怎样以数学模型来表示最优化问题；二是怎么样根据数学模式尽快的求出最优解；三是研究热力最优化技术的现状

二、实现热力系统的管理方法与优化调度

优化改造是本文研究的最主要项目。其中最主要的工作就是如何来计算热力体统优化调度方案。根据相应的负荷调度方案后，有调度人来决定是否可以实施这个方案以及实施其他方案。在研究的过程中所存在的实际问题，本文将以实现在线实时的优化调度和热力系统计算机监控为目的。为了为了更早，更快的实现这个目的，将工作分为三个过程：一是为了能够熟悉掌握优化算法和建模，就应该完成离线的优化调度方案；二是研究专门优化计算的软件，并在线收集各个参数，加入相关的工作数据库的数据，以便实际调度的应用；三是实现数据采集，这就要求需要加入控制设备，并且根据优化的结果在线调度各个设备，建模等相关环节。

优化目标、可控决策变量以及约束的条件

1、最优化的目标是通过求解数学模型的方式来实现的目标，但是，在实际问题中，实现最优化的目的可能不只一个，如对于热力系统来说，一般最优化的目标是综合能耗、锅炉燃料消耗等。由于热力系统比较复杂，存在的目标是多个的，这就要涉及到把多个目标专为单个目标，以保证后期工作的进行。

2、可控决策变量是指在系统中各个部分间的相互关联的关系确定。但在实际中，是指热力系统中各个部分以及与本身相互关联的关系确定，比如说数字模型，在建好数字模型后，需要根据其相互关联的情况来确定决策变量。

3、在热力系统的某些经济上和技术上，热力系统的管理是有约束条件的。如决策变量的因子能够满足约束条件，那么这个优化方案是可行的，反之，则优化方案需要改进。因此，约束条件在数学模型中发挥着重要作用，其实充分表现数学模型中的各个决策变量之间函数关系的约束。

针对本文热力系统的研究，热力系统燃料的消耗量多少成为我们最关注的话题，怎样去做才能对燃料消耗量降到最低，并达到节能的目的。因此，本文以各炉的水汽蒸发量来作为决策变量，使系统中燃料的消耗量降到最低点，以达到优化调度的目的。

三、关于热力系统的改造及优化、汽轮机系统调度、锅炉系统调度大概规律

（1）关于系统的改造

目前，对于高耗能、技术密集型的火力发电企业来说，由于生产的环节比较多，并且相关的设备也比较复杂，水电等材料成本也比较高，因此，实行节能改造是企业经济效益最大化的重要举措。相关实践证明，大多数企业经过节能改造，其都取得很好的安全效益和经济效益。所以，在当今的电力体制该改革下，对热电厂系统及设备进行优化改造是非常重要的，在任何情况下，降低成本是在市场中获得竞争优势的唯一道路。所以本文将提出水循环的改造方案来使企业能得到最大的效益。因此，大量引进新技术和新知识，并不断地对设备进行节能改造，以达到降低成本，提高经济效益的目的。

（2）关于热力系统优化

关于母管制热力系统，本文将采用分级优化的方法。但是，在外界有热的状态下时，确定电负荷后，才能对各个台汽轮机的热以及电负荷进行优化分配，确保所需的总新蒸汽量降到最低，一般情况下，当总新蒸汽的量分配到各台锅炉的负荷时，其总燃料的消耗量是最低的。当台汽轮机的热和总新蒸汽的量为最优化时，其热力厂的经济效益可以达到最高，因此，通过实践证明，采用分级优化的方法对热力系统进行优化是非常有效的。

（3）汽轮机系统调度的规律

1、一般情况下，各机的负荷不是均匀分配的，但所用的新蒸汽参数以及供应的蒸汽参数是相同的，其中，在集中的电负荷分配中，其进气量随着电功率曲线的变化而变化的，当曲线处于较平坦时，则为汽轮机的进气量。需要注意的是：某个蒸汽的负荷应集中分配给进气量；

2、在一定情况下负荷可以适当的停机；

3、因为实际工作的状况和设计工作的状况存在着有一定的误差，某几台的机组只能在设计工作状况中运行，所以在这样的情况下不一定保证能够节能。

（4）锅炉系统调度的规律

1、在新蒸汽负荷大幅度的降低时，若锅炉的功率较大，则应立即停止运行，这样才能保证预计的最大型蒸汽负荷和锅炉最大产气量。

2、在产汽量随着燃料的消耗量变化的曲线比较平坦时，蒸汽量负荷应该进行优先分配。

四、今后调试的优化的方向

一般情况下，实际调试结果产生误差，大部分是由于模型的准确度而造成的，所以，在今后的发展中，应根据现场跟踪的运行数据来实施，避免因产生漏洞而降低模型的准确度，不仅如此，还需要重新修正模型，以保证模型的准确度到达最高点。另外，在实际调度分析中，应充分考虑所产生的误差以及产生误差的各个影响因素，做到全方面考虑到位，如果在模型中需要及时的修正，则需要排除不能修正的，将不能修正的排除在外，通过反复的优化-调度-优化，这样才能得到最精确的方案，才能使结果更加有价值。

为了更进一步加强和深入研究分析，除了做好调度和优化的工作之外，还需要大量的收集一些相关的知识文献以及相关成功实践研究的案例来分析研究，扩充优化调度方面的知识，确保系统及设备运行的工作效率，从而实现经济效益最大化。

五、优化调度结果和意义

结合上文所述，优化改造大多数都是建立在实际模型上来进行优化计算和调度的，通过对节能效果做出评价，最终得出优化改造方案。由于在各个算例中的效果都相对明显，所以相关的实际运行情况和调试后理论都比较相符，从而实现了实际应用的价值意义和指导意义。

六、总结

综上所述，本文是采用实践证明对热力系统最优化调度，结合相关知识来证明分级优化的方案是有效的，并对其他类似的热力系统进行分级优化的效果也比较明显。从侧面对其分析研究，可以知道，在任何工作中，分析研究对实践的基础和坚实的理论都奠定了坚实基础，其具有切实的参考价值意义。

参考文献：

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[2]. 沈幼庭，何锦英编著. 热力系统及设备最优化. 机械工业出版社

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[4] 夏燕萍.热力系统优化调度与管理[D].清华大学硕士论文，2001.

[5].范鸣玉，张莹编著，最优化技术基础，清华大学出版社

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