热力系统优化方法研究

摘要：如何提高机组经济性，使机组的各项指标接近设计水平，达到或超过国内同类机组水平，成为各发电企业生产经营的重要课题，本文以热力系统的优化方法为研究目标，针对热力系统的优化设计方法进行了研究，提出了优化设计的方法和内容，并最终对热力系统优化设计的一些思路进行了探讨。

关键词：热力系统、综合优化、优化方法

1. 绪论

随着社会的进步及其科学技术的发展，人们越来越认识到能源与环境是实现可持续发展的两大要素，受到了全球的广泛关注。提高能源利用效率、减少环境污染成为世界各国发展的重要战略方针。尤其是电力行业，本身即是产能的行业，但更是耗能大户。据统计，在我国每年用于发电所消耗的煤量占全国总耗量的四分之一甚至更多，因此电力行业的节能具有重要意义并且具有极大的潜力。我国的供电煤耗一直较高，与发达国家相比差距较大。从我国300MW机组运行情况看，机组实际运行供电煤耗率均大于设计值，全国数十台300MW机组的平均供电煤耗为340~360g/(kwh)，比设计值高20~25g/(kwh)，比国外同类运行机组高40g/(kwh)左右[1]。

如何提高机组经济性，使机组的各项指标接近设计水平，达到或超过国内同类机组水平，成为各发电企业生产经营的重要课题，只有内部挖潜、节能降耗才能使发电成本降下来，使发电企业处于有利的竞争地位。可见，努力降低火电厂的标准煤耗，对存量机组进行能耗分析，找出其节能潜力，进行节能改造并指导汽轮机组的设计，具有极其深远的意义。

2. 热力系统优化

热力系统结构优化是以热力系统全局为对象，通过热力系统优化和热力系统节能潜力分析，探讨整体热力系统的改造方案和节能潜力的大小。就是说，从总体的角度，系统地分析研究热力系统的各项节能措施，挖掘各种潜力，力图获得尽可能大的节能效果。

在拟订或设计热力系统时，对热力系统进行全面的优化分析，能够发现它的缺陷，探寻改造的最佳方案，使系统在设计时就处于最优技术状态，热经济性最高，从而达到节能的目的。

对运行机组的热力系统以及它的运行数据进行全面的分析处理，能够发现热力系统结构上的缺陷，探讨各种改进的途径和措施，预测可能的节能潜力，为逐步改造热力系统提供必要的资料和依据。这是热力系统节能和技术改造的一项重要工作。

热力系统结构优化包括两个方面的内容:

1)各分系统及参数的优化。它包括回热系统、补充水系统、抽气器系统、除氧器、喷水减温系统、排污扩容系统、厂用蒸汽系统等。

2)热力设备及参数的优化。它包括加热器、疏水冷却器、蒸汽冷却器、疏水泵、除氧器、扩容器、余热利用等热力设备及参数的优化。

热力系统结构优化的方法可以用数学优化方法，对各分系统和热力设备及其参数进行总体优化，就是通常说的系统工程法[4]。也可以用热力方案优化方法，对各分系统和热力设备及其参数逐个地进行优化，就是通常说的经典优化方法。这种优化的定量计算和分析可以借助等效热降方法[5]。

3. 热力系统优化的方法

（1）等效热降法

等效热降法的思想是先计算出各级回热抽汽的抽汽等效热降和抽汽效率，并计算出新蒸汽等效热降，然后分析各局部变化引起的新蒸汽等效热降变化，即各种附加成份引起的做工损失及循环吸热量从而由下式计算汽轮机装置效率:式中H一一新蒸汽等效热降，kJ/kg；