工业锅炉房负荷最优分配的研究

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1、第!"卷第#期东华大学学报（自然科学版）389:!"，+8:##$$%年&月’()*+,-(./(+01),)+234*5267,;<:#$$%!工业锅炉房负荷最优分配的研究邱"广!曹家枞（东华大学环境科学与工程学院，上海，#$$$%"）摘要"工业锅炉房负荷分配的最优化是达到其优化运行的最主要的途径之一!现有的负荷优化分配方法都依赖于工业锅炉的燃料耗量特性曲线!这里提出的最小差法"=/=#模型$仅需两组容易得到的数据$如锅炉经济工况和压火工况下的数据!同时还介绍了该模型的计算机算法!通过实例计算的结果与文献中的结果的比较$

2、证明最小差法模型精度较高也更实用!关键词：工业锅炉房$运行优化$负荷分配$最小差法中图分类号：6>##?［"］""半个世纪前，由=:’:@:5ABCDA:设工业锅炉房中有!台锅炉，其关于负荷"的［!，&］>B

3、着现代优化理论和技术的进步，等微增率原理的应用领式中#L为燃料耗量。当锅炉房的燃料耗量达到最域得到了进一步的扩大。然而，由于实际过程的复杂小时，负荷分配得到最优化：性，尽管等微增率原理在数学上很严谨且精确，但很!!（#）多情况下负荷分配还是离不开传统的方法。JBC#（!）%#&$（"$），!$"$%"随着能源形势日趋严峻，节能在可持续能源战6式中向量""!%（""，"#，⋯，"!）（!）略中的地位更显得重要和迫切。众所周知，尽管经同时，所有锅炉的出力之和必须满足锅炉房的过了几十年的设备和系统的改进和革新，我国的工总热负荷’

4、，这样就构成了一个等式约束：业锅炉实际运行的平均效率仍然很低。考虑到我国工业锅炉总耗能占全国总耗能的三分之一，显著!提高工业锅炉效率有其举足轻重的意义。近年来，M:N:"(（!）%#"$)’%$（&）$%"越来越多的研究者认识到，现在制约工业锅炉实际用拉格朗日乘子法解由式（#）和式（&）构成的运行效率提高的最主要的因素就是工业锅炉自己约束非线性规划。先构造拉格朗日函数!（!）：的运行。工业锅炉房负荷分配的最优化，正是进一!（%）步提高锅炉房实际效率和经济性的最有效的运行!（!）%#（!）)"(（!），""!$"优化措施之一

5、。与电力系统相比，在规模上锅炉房如果!（!）是凸函数且满足>OICP6OHQA<条件，解是小得多的能源系统，但要直接应用等微增率原理方程组（R）就可以得到原约束问题（式（#）和式（&））同样存在许多实际问题。针对工业锅炉房的特点，的解。这看上去非常简单：寻求一些新的方法，解决这规模小但仍然复杂的问题，是一个迫切而有意义的课题。&#!（!）%&*$（"$）)"%$#"$%"$%"，#，⋯，!#!（!）""负荷最优分配%)(（!）%$’#"（R）!"!"燃料耗量等微增率原理由于现代数学规划的发展，现在解释等微增率式（R）中上部

6、的!个方程又可写成式（S）形式：万方数据!收稿日期：#$$!"#!$#期邱"广，等：工业锅炉房负荷最优分配的研究"""S!&*$（"$）%"""$%"，#，⋯，!（S）炉对最经济工况点的最小偏移向量，从而试图在不需要锅炉的燃料耗量曲线的情况下进行最优化。显然"就是燃料耗量曲线&$（"$）的斜率，即各台锅在这个模型中利用了一个开关函数来确定要运行炉燃料耗量的微增率。式（S）意味着当锅炉房的总哪些及多少锅炉。负荷在各台锅炉间优化分配后，各台锅炉都在其自己特定的负荷"$下运行，尽管各台锅炉的负荷可能#"工业锅炉房负荷最优分配的最

7、有很大差别，但它们都应有相同的燃料耗量的微增率"，同时各台锅炉所分配的负荷之和应等于锅炉小差模型房的总负荷’。这时所有运行锅炉的燃料耗量总和#"!"最小差模型法为在该总负荷’下的最小值。这就是著名的燃料以,表示负荷率，即锅炉在任意时刻的出力"耗量等微增率原理，是负荷优化分配领域的经典方与其额定出力"

8、，就还必须满足下面的约束条件：!!（"$）JBC#（#）%#-$（,$）""#$"$$("$(%$""$%"，#，⋯，!（T）$%"式中""#%（,，,，⋯，,）6（""）$、%分别为锅炉负荷的上下限。利用拉格朗日方法"#!求解就不得不加上松弛变量，于是需要解的方程数目前所见的文献中，除文献［T］介绍的