大型蒸汽管网系统的运行优化调度探讨【摘要】造纸、化工、钢铁生产过程中所需热量一般由汽轮机及锅炉排除的蒸汽提供，但受市场产品需求的影响，蒸汽用量处在不断变化之中，因此，对大型蒸汽管网系统运行优化调度显得尤为重要，其可降低企业能源成本的投入。为此，本文介绍了蒸汽管网系统知识，构建了优化调度模型，为提高大型蒸汽管网系统调度水平提供参考。【关键词】蒸汽管网；运行；优化调度；探讨对一些生产企业而言，对蒸汽管网系统进行合理调度，不仅能减少能量的消耗，降低企业成本投入，而且对环境保护具有积极的促进意义，因此，无论从哪个角度分析，提高蒸汽管网调度水平，确保调度的合理性与科学性，均有助于企业的长远稳步发展，因此生产企业应引起足够的重视，充分调动自身资源优势，进行蒸汽管网系统的优化调度，为企业的长远、稳步发展奠定基础。1蒸汽管网系统理论能源系统在确保一些企业正常的生产活动中扮演者重要角色。依据能源介质能源系统的构成有所不同，一般情况下包括水、电、气、煤及蒸汽等系统。在这些系统中能源媒介经过能量转化、运输等，为生产线提供必需的能源。例如，在焦炉、高炉或转炉的作用下煤可被转化为煤气，一方面通过发电设备可转化电能，另一方面通过蒸汽动力设备转变成蒸汽，而后经过蒸汽管网运输到所需场所。其中产生的中压蒸汽既可直接被生产所用，而且还能经发电设备完成电能至凝结水或低压蒸汽的转换。另外，经过减压降温处理后被人们生活所用。在能源系统中低压蒸汽系统在企业生产中发挥重要作用，其不仅为生产线提供所需蒸汽，而且在电能不足的情况下转化为电能确保企业生产活动的正常进行。依据系统运行结构低压蒸汽系统可被分为用户、输送、转换子系统，其中用户子系统由低压蒸汽用户构成，输送子系统即为低压蒸汽输送管网，转换子系统，指包含热电机组、蒸汽动力设备、余热回收设备在内的转换与产气设备。2蒸汽管网系统运行优化调度如上文所述低压蒸汽系统包括用户、输送、转换子系统，这些子系统的运行情况直接影响着低压蒸汽系统运行状况，因此，对低压子系统的优化应从上述三个子系统入手。其中低压管网是输送子系统的研究对象，优化的重点在于对管网输送效率的准确测算，而用户子系统研究重点则是对企业用汽负荷的预测。而转换子系统是制定低压蒸汽系统调度优化
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的基本参考，因此，需对其进行重点探讨。2.1转换子系统研究根据产汽设备及蒸汽来源可将其分为低压燃气、背压、抽汽、低压余热起源。其中低压余热气源的产汽量的多少由生产线决定，不能调控，而低压蒸汽气源的作用在于负荷波动的在线调节，受燃料与锅炉影响，但与锅炉负荷无很大关系。因此，本文将背压气源与抽汽气源当做重点进行研究。对抽汽气源来讲其主要指抽凝汽式汽轮机发电组，工作过程中当热用户对蒸汽需求减少时，余下的蒸汽可转化为电能，减少能源的浪费，而且具有较强的调节性。背压气源指背压式汽轮机发电组，工作过程中会全部排汽给用户使用，无冷源损失，具有较高的热效率。但发电量主要由供热量决定，无法对其进行独立调节。2.2优化调度模型构建为更好的满足低压蒸汽用户需求，在构建优化调度模型时应遵守一定的原则，这些原则体现在以下几点：首先，成本最低原则。即要求在低压蒸汽管网中输送的蒸汽成本应达到最低，尤其应优先供给低成本的蒸汽。其次，确保供需平衡。应保证蒸汽管网中输送的蒸汽供需平衡，避免能量的无端浪费。再次，遵守效率原则。与基年相比，系统效率应能提升0.5%。最后，遵守协调原则。需要和煤气、水、电系统进行充分的协调，以符合中压系统要求。在遵守上述原则的基础上进行模型的构建，在构建模型之前需要做出以下假设：其一，低压管网能够确保蒸汽的顺利输送；其二，用汽负荷变化不明显；其三，汽轮机的低压、高压理想焓降与内效率不受流量变化的影响。而后构建如下模型：下面分别对模型中各式进行分析：公式（1）可确保总变动成本最低；公式（2）对低压蒸汽系统的供需平衡进行约束；公式（3）表明首先利用余热蒸汽；公式（4）对背压或抽汽汽源供电情况进行约束，当生产过程中电能供应不足时热电机组需要提供一定的电能；公式（5）则是用于限制减压减温装置与燃气机组最小蒸汽；公式（6）是对系统热效率的限定，即要求在原来的基础上有所提高；公式（7）表示能够达到中压蒸汽用户对蒸汽的要求。2.3优化调度组织策略蒸汽管网系统优化调度建立的模型只是针对硬件方面，而真正实现优化调度关键需要人的参与，因此，为切达到蒸汽管网优化调度目标还需加强组织管理。一方面生产企业应充分认识到蒸汽管网对提高能源利用效率的重要性，构建合理的优化调度实施组织，制定经验丰富的人员担任优化调度的主要负责人，由其制定优化调度的具体实施策略。另一方面，加强优化调度参与人员的监督与管理。蒸汽管网优化调度涉及较多内容，因此，企业应加强参与技术人员的技能培训，使其充分掌握蒸汽管网运行理论基础，明确优化调度的意义及具体的实施流程。另外，提升优化调度技术人员技能水平，鼓励其不断学习，认真
总结
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优化调度中难度、重点工作，并充分利用企业优势资源加以解决，为蒸汽管网优化调度的具体实施提供有力的技术保障。经实例验证，本文构建的优化模型，在促使低压蒸汽系统运行效率提高的同时，而且还能促使发电量的增加，有效的实现了低压蒸汽能耗的降低，降低了企业的成本投入。因此，生产企业应根据自身生产实际，在构建蒸汽管网系统优化模型的基础上，加强组织管理为优化调度工作顺利的实施创造良好的条件。3总结当今社会发展迅速，作为生产企业怎样降低成本投入是提升利润的有效手段，尤其是石化、钢铁企业，应重视蒸汽动力系统的优化调度，通过优化调度在降低能耗的同时，提升自身的竞争力及经济效益，为企业的长远、稳步发展奠定坚实的基础。参考文献：[1]焦胜忠，汤志武，刘建华.蒸汽管网运行管理优化调度智能监测系统工程应用[J].中外能源，2008（04）.[2]汪家铭.蒸汽系统运行优化与节能技术及应用[J].石油和化工节能，2014（02）.[3]张小雷，安振刚.蒸汽系统运行的仿真与优化[A].沈阳航空航天大学、韩国崇实大学、韩国大胜航运公司.第二届东北亚物流工程与现代服务业发展专题学术研讨会论文集[C].沈阳航空航天大学、韩国崇实大学、韩国大胜航运公司：，2011.
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