华能沁北发电有限责任公司 河南省济源市 459012
摘要：对于热电厂而言，要想实现节能与效率提升，最佳方案就是完善调度与管理，同时该措施也能够明显减小环境污染。以热电厂锅炉汽轮机优化软件为基础，再辅以锅炉设计变化数据与特性曲线，共同搭建可优化调度的数学模型；通过引入优化算法，剖析汽轮机的优化调整策略；最后总结所有影响调度的相关因素，同时给出有针对性的解决方案。文章主要讨论了热电厂锅炉汽轮机的优化调度策略，希望能够以此降低原材料的消耗，同时提升热效能。
关键词：热电厂；锅炉；汽轮机
随着社会经济的快速发展，人类对能源的需求量也在不断增长，但是由于对自然能源的无限开采，能源危机涉及到各个方面，电力生产企业更是面临严重的挑战。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。
1. 热电厂锅炉汽轮机优化调度可行性分析
热电厂汽轮机在运行过程中会造成大量的能源消耗，故而，在进行热电厂汽轮机节能环保的探究过程中，必须要考虑到各种影响因子。从节约能源的角度出发，研讨燃煤系统自身的机组性能，以此实现对能源的高效利用。在经济层面上来看，单纯的借助汽轮机运行模式的调度实现节能是远远不够的。通过压缩成本是不能从本质上实现节能的，但是毋庸置疑，这种措施确实可以在短时间内产生效果，但是对于一个企业的长远发展来说，就显得明显不足了。
2. 锅炉汽轮机调度优化
锅炉的运行状态是非常复杂的，锅炉在运行时一般会分为三个状态:燃料燃烧过程、炉火和烟气对锅内水的加热过程以及水的加热、汽化和过热过程，由于这三个状态的存在，难免会造成能量的损失，因此，锅炉的实际效率与设计时设定的效率也就难免会有一些误差。锅炉的实际工作效率与其实际的工作状态息息相关，而制造商或锅炉设计单位所给出的额定工作效率是根据相关额定蒸发量某一时刻制定的，因此，其给定的额定工作效率并不准确。鉴于此，建立锅炉优化模型，探讨锅炉在不同状况下的实际工作效率和蒸发量之间的关系，明确两者之间的变工况特征，然后采取针对性的措施进行优化，节省能源。
例如，对于使用燃油的锅炉来说，其工作时所燃烧的燃油量很容易测量。在锅炉工作运行时，其实际的工作效率可以通过正平衡测量计算，同时，建立锅炉蒸发量和工作效率之间的关系曲线，然后根据曲线建立锅炉优化模型。而对于使用煤燃料的锅炉来说，由于煤的使用量不好测量，所以正平衡的测量计算方式不适合使用燃煤的锅炉，可以通过间接先测量锅炉各类损失的大小，燃油运用反平衡方式测量和计算来得到锅炉效率曲线汽轮机作为发电的原动机，将水蒸气的能量转化为旋转式的机械能，是火力发电不可缺少的部分。在汽轮机部位进行对抽气量和电功率的测量，然后根据以上两者之间的关系曲线，求得汽轮机的耗气量，最终建立数学模型。当然，这样的建模方式的精确度不高，可能会对模型运作结果的准确性造成一定的影响，因此，模型的精确度需要进行提升。在汽轮机运作的原始数据下，可以使用多元线性回归原理来处理，以此建模，并得到其特性曲线和方程。根据以上方式建立的模型的计算量和难度都很大，应用性不强，所以为了解决这一问题，可以采用分区域线性化方式，同时，依据汽轮机的功率和抽气量将特性曲线分成若干区域，然后针对每个区域，分别进行相对应的线性化处理，如此一来，在解决计算量和难度的基础上，也解决了非线性问题。
3. 优化算法的选择
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。
4.考虑因素
4.1保障真空条件下凝汽器良好运行
在汽轮机机组中，凝汽设备性能的优良与否是极为重要的，它涉及到整个系统的安全性、稳定性。在正常工作时，凝汽器都要在真空环境中运行，工作人员必须要在指定时间内，密闭性检验系统；将检修工作认真执行下去，确保循环水泵等部件能在真空中稳定的运行。在进行检测时，必须要对水温与水位进行严格的把控，将其调节在误差允许的范围内，可以有小规模的波动。
4.2完善高压缸通流部分
经过调研发现，前些年使用的汽轮机缺陷众多，不但会消耗过多的能量，还会使通流效率变得低下，与此同时，各大核心部件在长期工作之后，都会出现各类安全隐患。机组在运行过程中尽量不要被外界所干扰，为了保证其不受差胀影响，可以采取加大高压隔板汽封轴间隙的手段进行应对。将老旧的隔板静叶换下来，转而运用焊接隔板，拿掉那些没用的加强筋，在分流叶栅结构的层面上来看，可以将宽窄两种叶片配合运用。通过一系列革新措施，让系统形成自动调整汽封，这对于汽轮机机组安全性而言至关重要，而且还能够极大地减小维修成本，减轻工人的维修量。
结语
热电厂是高耗能源的场所，同时也是一定程度上的污染源，因此做好热电厂的节能减排是非常重要的，也符合中国的“节能减排”的基本国策。本文通过分析现今热电厂对锅炉和汽轮机的使用状况和掌握的技术水平，然后提出合理性的建议。同时建立优化模型，掌握锅炉和汽轮机的特性曲线，通过特性曲线采取改进措施，提升了优化调度、管理水平以及社会经济效益，推动“节能减排”政策的实施。
参考文献
［1］王家明．燃煤电厂锅炉、汽轮机以及辅机部分的节能技术分析［J］．城市建设理论研究(电子版)，2014，22
［2］廖原，洪利红，赵建峰．等效焓降法在热电联产经济性分析中的应用［J］．能源与节能，2013，11