燃气蒸汽联合循环热电联产机组供热系统优化与节能技术

霍峻奇

（珠海市钰海电力有限公司广东珠海519055）

摘要：在现代工业生产建设过程中，供热系统对社会经济发展具有重要影响，可以说是促进社会经济发展建设的重要保障。因此，建立良好的供热系统对促进我国社会经济发展，具有极为重要的意义。本文从供热系统建设角度出发，对燃气蒸汽联合循环热电联产机给供热系统优化与节能技术进行深入的研究，从而为供热系统结构优化，实现节能减排发挥积极作用。

关键词：燃气蒸汽联合循环热电联产机组；供热系统；节能技术

随着我国社会经济的高速发展，以及科学技术水平的不断提高，很多生产技术都进行了改革和更新。在这种情况下，对于供热系统就提出了更高的要求。特别是环保及节能减排理念受到社会大众的广泛认可和接受，在这种情况，急需建设更加先进、高效且节能环保的集中供热系统，一方面有效支持企业技术革新和经营发展；另一方面也是我国建设可持续发展型社会和环境友好型社会的必然要求。因此，燃气蒸汽联合循环热电联产机组供热系统优化与节能技术的研究和发展，在当前我国的社会经济发展建设过程中，具有极为重要的意义，不仅能够有效满足当前我国市场发展过程中对于供热系统的破切需求，也为我国建设可持续发展型经济，实现人与自然的和谐统一发展，做出了重要的指导。

1、供热系统的市场应用需求情况

随着我国社会经济水平的不断提高，我国对于供热系统的市场需求正在不断增长。以某热电联产项目为例，该项目的潜在热用户共有15家，热用户近期（2019～2020年）最小热负荷36.5t/h、平均热负荷59t/h、最大热负荷129t/h，远期（2021～2023年）预计最大热负荷可达178t/h。

目前，大多热用户采用自备锅炉供汽，燃料分为LNG天然气、管道天然气和生物质三种。这种供热方式主要存在两个问题，严重影响了用户生产效率的提高。一是热用户由于燃料成本较高，加上生产规模扩大，现有供热设备不能满足其生产需求；二是热用户工业锅炉排放不达标，改造费用高，面临环保政策压力较大。近年来社会经济的高速发展，市场竞争压力越来越大，这些用热企业迫切需要更高性能和运行效率，以及更低成本的供热系统为其生产活动以及经营扩张提供更优质的供热服务。这也为大型集中供热系统的建设，提供了重要的市场需求，是供热系统发展建设以及进行结构优化的重要基础。在市场需求的引导之下，优化供热系统结构，提高供热系统性能和供热服务质量是必然的发展趋势。同时，通过优化设计以及应用节能技术，还能够积极响应环境保护理念的要求，实际节能减排，为改善我国的生态环境提供重要的推动力量。最重要的是，能够为我国建设可持续发展型社会和环境友好型社会，发挥积极的作用，在提高经济水平和人民的生活质量的同时，还要为人民创造一个健康、舒适的生活环境，这也是我国社会经济建设对供热系统提出的必然要求。

2、燃气蒸汽联合循环热电联产机组供热系统优化后的节能效果

燃气蒸汽联合循环热电联产机组供热系统在经过优化后，其整体运行效率得到显著的提高。在传统供热系统中，燃气轮机和蒸汽轮机单独运行，其整体效率一般在44%左右，即使工作环境极佳，各方面影响也较好，其整体运行效率最多提升率也不会超过8%。但在燃气蒸汽联合循环热电联产机组中，将两者进行整合，形成联合循环供热系统，使供热系统的运行效率得到大幅度提升，其工作效率能够达到58%到87%之间，同时减少了污染物的排放量，真正实现了节能减排。

3、优化设计燃气蒸汽联合循环热电联产机供热系统的主要措施

3.1实施多目标节能优化设计

近年来，随着我国对节能方面越来越重视，对燃气蒸汽联合循环热电联产机组也加强了研究，使其得到了高速发展。燃气蒸汽联合循环热电联产机组以天然气作为主要能力，但天然气资源的价值较高，受到这一因素的制约，限制了燃气蒸汽联合循环热电联产机组的广泛应用，而且其盈利空间也较为有限，这都影响了燃气蒸汽联合循环热电联产机组的广泛发展。因此，加强对燃气蒸汽联合循环热电联产机组系统的优化设计和改造，降低其能源消耗量，提高能源利用率，减少成本，扩大使用范围，就成为当前我国燃气蒸汽联合循环热电联产机组研究的重点工作内容之一。

在实际的优化与研究工作中，为了能够更好的提升燃气蒸汽联合循环热电联产机组系统性能，达到高效利用资源和显著节能的目的，必须要建立多目标节能优化设计模型，从而对多个不同的目标函数进行有效优化，使其达到理想的性能状态。

在对燃气蒸汽联合循环热电联产机组进行多目标节能优化设计的过程中，必须要先对目标函数进行确定，而这也是对优化项目的有效确定。一般来说，循环机组运行效率是节能优的主要对象，其优化目标是实现节能减排。针对优化项目确定目标函数，并采用遗传算法对其进行求解，从而有效提升燃气蒸汽联合循环热电联产机组的热效率，最终达到提高机组运行效率，减少污染物排放量的目的，有效实现节能减排。

3.2实施热电负荷优化分配

在实际工作中，随着运行时间的加长，燃气蒸汽联合循环热电联产机组的负荷也随之不断变化，进而影响运行效率，增加运行成本。所以，在燃气蒸汽联合循环热电联产机的节能优化设计过程中，必须要做好热电负荷优化分配。在确定优化目标函数之后，必须要对并列运行机组进行合理分配，降低成本达到扩大经济效益的目的。利用参数关系对参数的变化范围进行有效的限制，从而达到有效优化分配热电负荷的目的。需要注意的是，在对热电负荷进行优化分配设计的过程中，必须要以满足供热需求作为前提条件。

结束语

近年来，燃气蒸汽联合循环热电联产机组在我国各个领域中的应用率越来越高，但受到客观因素的限制，目前还不能得到广泛的应用。因此，必须要加强对燃气蒸汽联合循环热电联产机组的研究，有效优化其供热系统，减少运行成本，提高经济效益，从而使这种高效节能设备能够发挥更重要的作用。

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作者简介：霍峻奇（1993.10），男，汉族，山西大同人，珠海市钰海电力有限公司助理工程师，电气工程及其自动化助理工程师。