摘要：电力生产中最终的地点就是热电厂，热电厂在实际生产中需要大量的能够作为支撑，因此热电厂在实际运行增加了能源短缺的问题。对于热电厂锅炉汽轮机进行优化调度，是提高热电厂能源利用效率，降低热电厂对于自然环境的污染，保证热电厂管理强度的有效途径。本文就将对于热电厂作为研究对象，探索锅炉汽轮机目前实际应用的具体现状，研究优化锅炉汽轮机调度模式，进而真正将锅炉汽轮机进行更高效优化调度。
关键词：热电厂；锅炉；汽轮机；优化调度
现今的热电厂的动力或能源一般来自煤炭的燃烧，但是关于煤燃烧的标准以及燃烧方式都存在很大的弊端，不能充分利用资源，造成极大的浪费。可持续发展是国家发展的重要途径，而节约能源便是其中的一项重要举措，同时，对有限能源的科学利用也是低碳经济社会的重要部分。因此，加强对热电厂锅炉汽轮机优化调度可以有效地提高热电厂的节能效率以及降低对环境的污染
一、锅炉汽轮机的优化调度
1、运行现状
热电厂锅炉运行的过程中，状态是非常复杂的，大多情况下，分为三个状态，首先是锅炉内能源燃料的充分燃烧，其次是燃料燃烧放热对锅炉内的水进行加热，最后是加热过程之中会出现气化的状态，在这个过程之中，能量很难百分百的利用，会有部分的能量流失，所以，工厂设计锅炉的效率在真正落实到生产之后很难达到理想效果。
锅炉在现实生产中的生产效率与锅炉的实际的生产状态有着很大的联系，所以锅炉生产单位与设计单位以及生产制造商标定的锅炉工作的效率是在理想状态下的锅炉的生产效率，这导致了生产之中工人对于锅炉的生产实际效率无法精确了解，因此常常无法达到实际的生产效率。
根据锅炉的实际运行情况，在对锅炉汽轮机进行优化调度的时候，必须对应于不同情况下锅炉的实际生产效率进行优化调度，发现并了解实际生产效率与蒸发量之间的规律，在掌握了两者之间的运行规律以后，才能真正意义上的制定出调度方案，从而节约锅炉生产状态下消耗的能源，提高能源的利用率。
就拿燃油锅炉举例子来说，它在工作过程中的燃油量是很容易测量的，可以使用正平衡方式来计算有燃油锅炉的实际工作效率，还可以获得锅炉蒸发量以及效率的关系，用来为其优化调度计算数学模型。而对于使用煤作为能源锅炉来说，因为煤的消耗量不方便测量，所以正平衡测量的方式不适用于使用煤作为能源的锅炉，可以使用间接测量锅炉各类能量损失的大小，然后运用反平衡方式测量和计算得到锅炉效率曲线的方法来测量。
2、汽轮机的优化
锅炉中最重要的组成部分就是汽轮机，因为汽轮机是发电的原动机，是通过热能将水转变为水蒸气，再通过水蒸气的转化为动能，所以汽轮机是热电厂发电的重中之重的设备。在针对汽轮机的工作效率测试中，主要是通过抽气量以及电功率的测量，然后依据抽气量以及电功率计算得出汽轮机的耗气量，建立数学模型。
但是这种建模的方式的准确度并不高，对于模型运算的结果的准确性可能会造成印象，所以，汽轮机的数学模型还需要进行完善。可以在汽轮机工作运行中的最原始的数据下，进行多元线性回归来处理，以此建模，得到其特性曲线。
不过对于汽轮机这样数学模型建模过程中需要大量数学数据作为支撑的模型来说，创建模型存在许多困难，但数学模型的实际应用水平却不高，针对这种现象，有的研究人员设计了一种新的方法，建立一个新型的数学模型将汽轮机的真实运行的效率进行优化调度，对汽轮机内不同区域进行划分，采用区域性的线性化方式，就是对不同区域的汽轮机的抽气量以及实际的运行效率进行划分，再依据不同区域的真实工作的情况制定相应的线性数学模型，这样的数学模型形式，不仅降低了数学模型的计算难度、建模难度，还提高了数学模型的精确性。
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二、优化算法选择
热电厂在运行过程中，在各方面都要有一定的规定和要求，对于其热负荷也是如此，也要有一定的需求和要求，然后根据这些需求和要求经过计算，确定汽轮机的热电负荷分配方式，使热电厂的总进气量最低。在进行锅炉负荷分配时，为使其尽量达到合理，一般要根据相关工作效率进行分配。同时，为了节能，获得最大的经济效益，需要求知最小的总燃料的消耗量。
对于锅炉而言，要想改进其性能，就要对其约束条件进行改进和完善，也就是说要改进和完善锅炉的最大产气量和最小产气量。作为热电厂重要一部分的汽轮机的约束条件稍微要多一些：最大进气量、最大抽气量、最小排气量和最大电功率等，然后将这些约束条件进行整理归纳，最终建立优化调度模型。
在一般情况下，在进行优化调度时通常会用到整数规划，同时，这也是汽轮机的优化调度，即在进行优化调度时的投运或停运的情况。汽轮机的工况图一般是非线性的图表，为将其转化为整数线性规划，可以将非线性曲线分割为多个部分，确保每个区域都属于线性规划，这样就构成了混合的整数线性规划的问题。为了方便，对于这种混合型的整数线性规划问题可以通过反向跟踪法进行求解。
而对于锅炉，主要是用于供给蒸汽，比较简单，因此关于锅炉的投运只要用逻辑判断各锅炉效率的高低即可。但是锅炉的制约因素是它的效率，由于锅炉的效率曲线是非线性曲线，构成的问题是非线性规划问题，因此不能和汽轮机一样用反向跟踪法求解，而是采用通过转动坐标轴直接搜索可行方向法进行求解。
三、案例分析
该热电厂是六台锅炉以及七台汽轮机，锅炉产生一样的蒸汽参数，在合理的融进新汽母管导进汽轮机。汽轮机务必要充分适应于中低压蒸汽供应，以及其他的小电网和外电网电负荷所提出的要求。要确保此热电厂能够在最低能耗条件之下充分适应供电及供汽的需求，这时就应该在各个锅炉以及汽轮机间达到负荷有效分配合理优化，所以应该合理构建锅炉及汽轮机变工况的相关性能模型。此热电厂的锅炉是燃油炉，因此是能够使用正平衡方式充分结合运作数据来求出锅炉效率特性曲线的。
3.1锅炉优化调度
在计算中因为热电厂锅炉是不能随时停运的，所以优化计算中把效率最低锅炉停运之后又重新分配负荷的相关步骤是可以忽略掉的。此外，具体化实际计算中若是可以停炉，就能够获得较好的优化节能效果。
3.2汽轮机优化调度
汽轮机负荷分配会受到很多因素影响，不止是要充分考虑其电功率以及抽气量，并且，其各个机组间有效协调更是会影响其分配结果，所以汽轮机优化计算是极为复杂的，不能简单化的以人为经验来达到各个机组热电负荷最优化分配。
通过优化调度计算以及详细分析能够得到汽轮机负荷分配别的结论，也就是平均合理分配相同汽轮机组不是最优化的负荷调度方案。合理分配负荷气耗最小是经过汽轮机变工况时刻对应特性非线性来确定的。要是汽轮机的相关变工况特性呈现出完全线性化，那就说明总蒸汽负荷以及电负荷一定时的分配两机负荷需要的总气量是相同的。可以说汽轮机变工况特性是呈现非线性的，若是使用分区域的线性化建模且两机组运作于不同线性化区域内时，则就会出现优化分配负荷相关问题。
结语
热电厂作为生活之中必不可少的热量提供场所，每日消耗的能源无比庞大，但也对自然环境造成了一定的污染，所以对于热电厂的优化调度显得十分关键。本分对于热电厂的锅炉汽轮机的优化调度进行了简单的讲述，希望热电厂的节能政策能够早日通过并尽快实施，毕竟生态环境的污染日益严重。
参考文献：
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[2]姜忠生。热电厂锅炉―汽轮机的优化调度[J]。山东工业技术，2015（8）：44-44.
[3]温文光。火力发电厂锅炉运行优化策略分析[J]。工程技术：文摘版，2016（10）：00110-00110。
论文作者:郝建忠,刘秀琴
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：汽轮机论文; 锅炉论文; 热电厂论文; 负荷论文; 气量论文; 效率论文; 分配论文; 《电力设备》2018年第27期论文;