热电厂DCS系统在运用中的优化

摘 要：在当今社会的现代化高科技快速发展的社会形势下，天然气热电生产技术的革新使能源利用高效率、低污染、高能效的优点受到了世界各国的高度关注，广阔的发展前进使大批专业人才涌入，也为天然气热电技术的创新注入了新知识，技术的革新更加推动了能源效率的提高。然而，我国在热电（冷）联产技术上还处在起步阶段，特别是该技术在中小城市的布控应用经验更加缺乏，其天然气系统的结构，参数设置，能量纬度和城市地下管路铺设布局等多方面都面临着许多未知的问题。针对国内热电（冷）联产经验匮乏的现状，本文收集整理了一些国外在热电厂dcs系统运用方面的先进经验，并做出分析，归纳了一些优化方案以作参考。希望在此基础上，通过对小型热电（冷）联产系统和建筑系统热电（冷）联产系统的优化方式和运转模式的角度进行了深入的探索。

关键词：热电（冷）联产；研究分析 ；运行配置；系统优化

现代社会科学技术的迅猛发展，使计算机的自动化系统在各行各业的渗透应用是社会生产生活方式得到了很大的改变。而dcs系统在电力长的引入使的计算机系统高效科学，自动化程度高的特点也结合到传统电力系统中，为现代化热电厂注入了新的活力，也为国民经济发展提供了极大的贡献。一般来说，热电联产的自动化技术水平决定了电厂的生产水平和运转能力。而现在，各发电厂引入应用了docs控制系统是之得到了长足的变化，DCS控制系统是在计算机技术体系上发展出的操作系统，它能够同时实现数据控制、系统管理、运行监控及分级操作的技术，对于提高热电厂效率方面有良好的作用，热电厂dos系统良好的稳定性和高效的系统配置使其广受欢迎。

1发展热电（冷）联产技术的实际意义

虽然我国在伟大复兴的五年内发现了数个储量很大的天然气田，但是天然气极高的开发成本与其他几种常规能源来说有些让人难以接受，如同鸡肋，无处下手，所以能够有效节约生产成本，提高天然气能源采集利用效率的现代化设备的配装研究刻不容缓受到了国家的高度关注，希望能提高天然气的利用率，减少天然气采集加工过程中的浪费。现阶段，天然气的应用在中小型城镇中的使用方式还是以燃料和供暖取热为主的传统方式。了解国内外天然气利用方式的差异，我们可以的出一个结论，通过新式能源发展理念开展梯度利用模式可以使天然气得到高效利用，减少资源浪费度，由此不仅能够减少天然气的不合理浪费，还能有效提高中小城镇天然气能源利用并减小资源调度引起的成本问题，可以说是当前实体环境下能源高效利用应的最优解，值得国家投入大力去做进一步的分析和研究。

我国热电（冷）联合项目的研究相比较国际水平而言还有些落后的，但是从发展速度的角度来看却是非常快速的，目前不可否认的史和国外发达国家相比，任然有着较大的差距。据某数据统计显示，从2000年至2010年的十年时间，我国各地新建各型大小热电累计达200多个，而且有逐年递增的有利形势，站在全国范围的角度看，有许多热电厂是在火力发电厂的基础上建立起来的，其供暖量已达到兆瓦级别，由于热电厂可以由火力发电厂升级换代改造而来，而且北方冬天的天气较为寒冷，对暖气的供应量需求大，所以北方的热电厂明显比南方多。

由于缺少热电厂方面的实战经验，我国热电行业的起步发展较为缓慢，但是在北京上海等国际性大都市的发展还是较为先进的。“十二五”计划期间，北京、上海等地都把天然气能源项目作为一项重要能源布控环节，积极寻找新方法以改变传统的能源利用方式提高效率，以达到天然气能源的有效利用并涉及保护环境和社会和谐发展的伟大复兴战略，天然气热电联产的能源利用效率一旦得到提高，其效益是极其客观的。但由于成本也较高，所以如何提高天然气能源效率，在有效控制热电系统安全运转的同时，节省电厂能源方面的投资成本成为研究手关注的重点问题。

2系统运行探索

研究热电厂操作系统的运行问题，首先要关注的是其轨道运行的数学模型的科学性，合理有效的数学模型是一切的基础，是系统运转效率的有效保证，故而模型的建立必须给予高度重视。模型运转要尽量保证细化，这样其绘制出的对象就越温和实际运转的方式。然而由于较大的活跃度，模型的规律是极难捕捉绘制的，所以解决这个问题是比较困难的。而由于优化的目标较为单调，线性系统建立的可能性有比较容易，这种情况下活跃度的问题有比较好解决了。

在热电厂天然气优化系统的研究中，有两种模型的建立被普遍认可：线性统计模型和混合非线性统计模型，这两种系统的解法被广泛使用，技术纯熟。容易把复杂的运行问题分解为多个简单的问题，这样就很容易解决问题了。如果系统模型的刚开始的问题就有非线性部分，就可以用数学方法把非线性方程化为线性方程然后在分级得出答案。另外的情况就是电热系统的问题和结果都包括了非线性情况，这样的问题一般是比较复杂的，需要依靠计算机来进行解决从而得到问题的答案。

另外关于混合整数非线性模型的解决问题比较繁琐，我们常用的方法已经不再使用了，与要建立一种全新的算法体系，苏安然我国科研工作者在这一方面做了许多努力，但是新的计算体系还是不够健全，还处在进一步的研究阶段。

而动态模型的建立则是另一种体系，它的特点是层次分明，可以将一个完整的体系细化分割为数个部分，每个部分都有许多种解决方式。往往多种不同的部分使用独立的方式解题并组合为一个整体以形成一个可靠地运行体系，这一体系的建立可以说是革命性的，使當下多个无法突破的难题得到解决，简单讲，动态模型系统是非常好的热电厂管理系统的优化解决方案。

动态模型解决问题的方法在于如何将一个复杂的大问题分解切分成好几个简单化的非常容易解决的简单问题，在各个问题层次都能有效的做出的最优解决方案，并且在这个方案下逐步推演知道整个系统的问题得到解决。

而在热电dcs系统的设计领域，人们往往把较少成本和环保效益作为评价标准，虽然这个标准会受到许多种因素的影响。人们一般习惯把这些因素分为四类：a）系统配置b）运转模式c）输出环境d）解决问题。简单讲，比较操纵系统包含的数据处理、机械运转、能源利用、热能传输而言，系统配置的处理容量是需要和系统的运转方程式相结合的。

模型的运转途径常量分为两个部分，就是数据处理能力设备运转容量变动和决策执行运转的常量。这是通过数据处理后的最优执行模式：虽然在日常的系统运行中系统的容量是不可避免的重要因素，但在数据模型中它以非常态模式运转。运行决策程序通过连续型变量来处理记录结果，它们描绘了设备在超负荷状态下的运转能力。

整个系统由简单循环天燃气机、锅炉回路、辅助循环系统、制冷机以及离心式制热机等几部分构成。电的供应环节分有两种条件，天燃气机发电模式，能够达到建筑物的高负荷运转需要并提供给制冷机以能源。天燃气机发电之后的余热在锅炉中进一步得到循环清洁处理并输送给接听用户使用，高档型建筑则采用天然气能，然后多余的热则输送至温室做动物取暖果冻使用。

3结语

通过建立数学多为立体目标模型的方法，对热电厂dcs联产系统管理控热及能源优化的问题进行立体的药酒并对打限度的得出最优解，通过现代化的数据模式推理出模型结构的求解过程以实现供电模式的科学有效化；系统化的优化解决方案是天然气利用率的到有效提升，从而充分展现dcs操作系统的良好性能。

参考文献：

[1]张蓓红，龙惟定.热电（冷）联产系统运行调节的双目标规划[J]暖通空调，2005，35（10）

[2]朱凡，王彦佳.热电联产热力系统优化运行研究[J]宝钢技术，2001（1）

作者简介：

杨涛，1976年6月，男，汉族，助理工程师，毕业于东北电力大学火电厂集控运行专业，现在黑河市热电厂电气车间从事电气运行工作。