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1、1供热抽汽机组间电负荷及热负荷的分配供热抽汽机组间电负荷及热负荷的分配优化研究与应用优化研究与应用 华电能源哈尔滨第三发电厂华电能源哈尔滨第三发电厂1三、解决的关键技术及三、解决的关键技术及创新内容创新内容一、背景及简介一、背景及简介四、四、实际应用和取得效益实际应用和取得效益五、推广应用情况五、推广应用情况二、技术原理二、技术原理六、六、关键技术参数和图表关键技术参数和图表目目 录录2一、背景及简介一、背景及简介热电联产能源转换效率具有明显优势，因此，热电联产能源转换效率具有明显优势，因此，供热抽汽机组得到了大力的发展供热抽汽机组得到了大力的发展抽汽供热机组向用户提供电力和采暖用热，受抽汽供
2、热机组向用户提供电力和采暖用热，受控于热用户和电用户的需求，对于确定的热电控于热用户和电用户的需求，对于确定的热电负荷，负荷，如何根据机组的类型以及机组效率的差异，在各机如何根据机组的类型以及机组效率的差异，在各机组间进行热电负荷的分配组间进行热电负荷的分配使整个电厂的热耗率最低，使整个电厂的经济效益使整个电厂的热耗率最低，使整个电厂的经济效益最好，是电厂生产运行中面临的问题最好，是电厂生产运行中面临的问题这就需要对电厂供热抽汽机组间的电负荷及热这就需要对电厂供热抽汽机组间的电负荷及热负荷进行分配优化，确定每台机组的电负荷和负荷进行分配优化，确定每台机组的电负荷和热负荷热负荷 3在机组实际运行
3、中，影响热耗的因素很多，除了热负在机组实际运行中，影响热耗的因素很多，除了热负荷和电负荷外，主汽压、主汽温、再热汽压、再热汽荷和电负荷外，主汽压、主汽温、再热汽压、再热汽温、冷凝器真空、回热器端差、最终给水温度等都会温、冷凝器真空、回热器端差、最终给水温度等都会影响机组的实际热耗，然而影响机组的实际热耗，然而目前的绝大多数方法是基于实验热耗曲线进行优化的，没有目前的绝大多数方法是基于实验热耗曲线进行优化的，没有考虑机组的实际运行条件对热耗的影响考虑机组的实际运行条件对热耗的影响还有一些方法利用汽轮机厂家提供的热耗修正曲线对实验热还有一些方法利用汽轮机厂家提供的热耗修正曲线对实验热耗进行了修正，
4、但汽轮机厂家提供的热耗修正曲线一般与实耗进行了修正，但汽轮机厂家提供的热耗修正曲线一般与实际也会存在差异际也会存在差异由此可见，在进行机组热电负荷分配优化中，如何得到机组由此可见，在进行机组热电负荷分配优化中，如何得到机组的实际热耗是目前各种方法有待解决的核心问题的实际热耗是目前各种方法有待解决的核心问题本课题将供热机组的实际耗差分析结果引入热电负荷本课题将供热机组的实际耗差分析结果引入热电负荷分配系统中对实验热耗进行修正，以解决机组的实际分配系统中对实验热耗进行修正，以解决机组的实际热耗获得问题，然后采用非线性规划和遗传算法相结热耗获得问题，然后采用非线性规划和遗传算法相结合的优化方法进行供
5、热机组间的热电负荷分配，取得合的优化方法进行供热机组间的热电负荷分配，取得了满意的效果。了满意的效果。4二、技术原理二、技术原理2.1 通过供热抽汽机组的变工况理论计算，得到不同电负荷和热负荷时的机组热耗值关系曲线的结构和形式,设计合理的实验方案 图 11 热负荷1情况下，功率热耗曲线图 12 功率1情况下，热负荷热耗曲线图 13 功率4情况下，热负荷热耗曲线52.2引入机组的耗差信号，考虑冷凝器背压变化、主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热压力、再热蒸汽温度、给水温度等各参数偏离设计值对供热机组的热电负荷分配的影响，及时优化调整热电负荷分配。62.3 基于遗传算法，根据给定的整个电厂的电负荷、热负荷
6、，并且用户能够输入优化的约束条件如指定某几台机组的电负荷、热负荷为某一定值，通过使整个电厂的热耗值最小，开发供热抽汽机组间电负荷和热负荷的分配优化软件，便可实现供热抽汽机组间电负荷和热负荷的分配优化，输出每台机组最优的电负荷和热负荷设定值 72.4 供热机组热耗计算 按照ASME PTC6-1996及ASME PTC6-1982的方法计算实验热耗率，得到机组的热耗率计算公式为：82.5热电负荷分配优化软件开发 9三、解决的关键技术及创新内容三、解决的关键技术及创新内容通过理论计算和现场实验相结合的方法，建立了每通过理论计算和现场实验相结合的方法，建立了每台机组不同电负荷和热负荷时的机组热耗值关
7、系曲台机组不同电负荷和热负荷时的机组热耗值关系曲线。线。引入机组的耗差信号，根据各台机组影响热耗的主引入机组的耗差信号，根据各台机组影响热耗的主要因素的变化及时调整热电负荷分配方式，由此进要因素的变化及时调整热电负荷分配方式，由此进一步优化供热机组的热电负荷分配，从而能够考虑一步优化供热机组的热电负荷分配，从而能够考虑冷凝器背压变化、主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热冷凝器背压变化、主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热压力、再热蒸汽温度、给水温度等各参数偏离设计压力、再热蒸汽温度、给水温度等各参数偏离设计值对供热机组的热电负荷分配的影响。值对供热机组的热电负荷分配的影响。基于上述建立的曲线，基于遗传算法，根
8、据给定的基于上述建立的曲线，基于遗传算法，根据给定的整个电厂的电负荷、热负荷，并且用户能够输入优整个电厂的电负荷、热负荷，并且用户能够输入优化的约束条件如指定某几台机组的电负荷、热负荷化的约束条件如指定某几台机组的电负荷、热负荷为某一定值，通过使整个电厂的热耗值最小，开发为某一定值，通过使整个电厂的热耗值最小，开发供热抽汽机组间电负荷和热负荷的分配优化软件，供热抽汽机组间电负荷和热负荷的分配优化软件，实现供热抽汽机组间电负荷和热负荷的分配优化，实现供热抽汽机组间电负荷和热负荷的分配优化，输出每台机组最优的电负荷和热负荷设定值。输出每台机组最优的电负荷和热负荷设定值。10四、实际应用和取得效益四
9、、实际应用和取得效益供热期经济效益分析 b)优化后机组数据机机组组#1机机（200MW）#2机机（200MW）#3机机（600MW）#4机机（600MW）电电功率（功率（MW）156150504.2500抽汽量（抽汽量（t/h）6380205.4200热热耗修正耗修正（KJ/KWh）810105抽汽点抽汽点压压力力（MPa）0.1290.1340.4760.462抽汽点温度（抽汽点温度（）218220317.9315回水回水压压力（力（MPa）0.7910.7960.920.91回水温度（回水温度（）10010097.798.6热热耗（耗（KJ/KWh）8029.60617919.113175
10、53.14287559.665总热总热耗耗（KJ/KWh）7654.2609总电总电功率（功率（MW）1310.2总总抽汽量（抽汽量（t/h）548.4a)优化前机组数据 机机组组#1机机（200MW）#2机机（200MW）#3机机（600MW）#4机机（600MW）电负电负荷范荷范围围（MW）130185130185300520300520抽汽量范抽汽量范围围（t/h）0125012505500550电电功率（功率（MW）185185520420.2抽汽量（抽汽量（t/h）74.199974.2001200200热热耗（耗（KJ/KWh）7755.87757.79857548.3844762
11、6.9698总热总热耗（耗（KJ/KWh）7632.4441供热期供热期，机组热耗由优化前的，机组热耗由优化前的7654.2609KJ/KWh7654.2609KJ/KWh降为优化后的降为优化后的7632.4441KJ/KWh7632.4441KJ/KWh，热耗降低，热耗降低21.817 21.817 KJ/KWhKJ/KWh；11非供热期经济效益分析 机机组组#1机机（200MW）#2机机（200MW）#3机机（600MW）#4机机（600MW）电电功率（功率（MW）156150504.2500抽汽量（抽汽量（t/h）0000热热耗修正耗修正（KJ/KWh）810105抽汽点抽汽点压压力（力
12、（MPa）0.1290.1340.4760.462抽汽点温度（抽汽点温度（）218220317.9315回水回水压压力（力（MPa）0.7910.7960.920.91回水温度（回水温度（）10010097.798.6热热耗（耗（KJ/KWh）8461.69898522.66038406.87548411.7915总热总热耗（耗（KJ/KWh）8429.5307总电总电功率（功率（MW）1310.2总总抽汽量（抽汽量（t/h）0机机组组#1机机（200MW）#2机机（200MW）#3机机（600MW）#4机机（600MW）电负电负荷范荷范围围（MW）1402001402004006004006
13、00抽汽量范抽汽量范围围（t/h）00000000电电功率（功率（MW）199.9952200510.062400.1427抽汽量（抽汽量（t/h）0000热热耗（耗（KJ/KWh）8105.39188107.35988394.25068614.5266总热总热耗耗（KJ/KWh）8373.638非供热期非供热期，机组热耗由优化前的，机组热耗由优化前的8429.5307KJ/KWh8429.5307KJ/KWh降为优化后的降为优化后的8373.638KJ/KWh8373.638KJ/KWh，热耗降低，热耗降低55.893 55.893 KJ/KWhKJ/KWh，具有巨大的节能潜力，具有巨大的节
14、能潜力 b)优化后机组数据a)优化前机组数据 12五、推广应用情况五、推广应用情况本项目投入运行应用后，提高了机组在发电、供热不同工况下的运行经济性，与传统运行方式比较，机组发电煤耗可以降低约 1克/千瓦时。按每年年发电量70亿Kw.h，煤耗降低1g/Kw.h计算，年均节约燃煤7000T，仅此一项即可创效益300万元以上。13图2-1抽汽量为80t/h，背压为4.9KPa时热耗拟合曲线图 2-2功率为365.35MW，背压为4.9KPa时热耗拟合曲线图2-3功率为515.03MW，背压为4.9KPa时热耗拟合曲线图 2-4 600MW机组的热耗曲线（背压为4.9KPa）六、关键技术参数和图表六、关键技术参数和图表600MW机组热耗曲线 14图2-1抽汽量为55t/h，背压为4.9KPa时热耗拟合曲线图 2-2功率为140MW，背压为4.9KPa时热耗拟合曲线图2-3功率为183MW，背压为4.9KPa时热耗拟合曲线图 2-4 600MW机组的热耗曲线（背压为4.9KPa）200MW机组热耗曲线 15谢谢各位领导和专家！谢谢各位领导和专家！16
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