(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111612017.9 (22)申请日 2021.12.27 (71)申请人 湖州同润汇海科技有限公司 地址 313000 浙江省湖州市湖州经济技 术 开发区康山街道红丰路2195号南太湖 精英计划产业园(千人计划产业园)A 座2楼206室 (72)发明人 顾敦罡　楼宇航　张楠　章婕　 李光辉　饶品华　 (74)专利代理 机构 宁波诚源专利事务所有限公 司 33102 代理人 林辉　方宁 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 119/14(2020.01)G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 含完整汽水循环的蒸汽动力系统中蒸汽透 平布局设计优化方法 (57)摘要 本发明涉及一种含完整汽水循环的蒸汽动 力系统中蒸汽透平布局设计优化方法， 该方法包 括： 确定蒸汽动力系统中各设备的性能特征参数 和蒸汽动力系统的工艺参数， 对蒸汽动力系统进 行流程模拟； 根据生产工艺过程生成蒸汽透平布 局的备选方案； 之后根据各设备的质量平衡方程 和能量平衡方程、 蒸汽动力系统整体的能量平衡 方程、 蒸汽透平布局方案选择方程以及目标函数 方程生成混合整数线性数学模型； 并根据混合整 数线性数学模型的最优求解结果选出蒸汽透平 布局方案； 同时修正各设备的性能特征参数和蒸 汽动力系统的工艺参数； 最后对蒸汽透平布局结 构已确定的蒸汽动力系统再次进行流程模拟， 验 证蒸汽动力系统的整体性能指标。 该优化方法更 符合真实场景。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 114239314 A 2022.03.25 CN 114239314 A 1.一种含完整汽水循环的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局设计优化方法， 其特征在于： 用于从蒸汽动力系统的蒸汽透平布局设计备选方案中， 找到在不同工况下整体性能或经济 性更佳的蒸汽透平 布局方案， 该优化方法包括以下步骤： 确定含完整汽水循环的蒸汽动力系统中所包含的各设备的性能特征参数和蒸汽动力 系统的工艺参数， 其中蒸汽动力系统中所包含的各设备包括待优化布局的蒸汽透平设备和 已固定布局的设备； 对蒸汽动力系统进行流 程模拟， 确定运行工况 下蒸汽和除盐水的物性 参数； 根据生产工艺过程在不同工况下的轴功率需求、 蒸汽管线的压力等级条件和企业的要 求， 生成蒸汽透平 布局的备选方案， 并为每 个备选方案设置相应的参数； 根据蒸汽动力系统中各设备的质量平衡方程、 各设备的能量平衡方程、 所述蒸汽动力 系统整体的能量平衡方程、 蒸汽透平布局方案选择方程和目标函数方程， 生成混合整数线 性数学模型； 求解混合整数线性数学模型， 根据混合整数线性数学模型的最优求解结果选出满足各 生产工艺过程轴功 率需求的蒸汽透平布局方案； 根据混合整 数线性数学模 型的最优求解结 果同时修 正各设备的性能特 征参数和蒸汽动力系统的工艺 参数； 对蒸汽透平布局结构已确定的蒸汽动力系统再次进行流程模拟， 验证蒸汽动力系统的 整体性能指标。 2.根据权利要求1所述的含完整汽水循环的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局设计优化方 法， 其特征在于： 还 包括步骤： 如果所有蒸汽透平布局的备选方案均无法满足蒸汽动力系统 的整体性 能指标， 则 跳转 执行“根据生产工艺过程在不同工况下 的轴功率需求和蒸汽管线的压力等级条件， 生成蒸 汽透平布局的备选方案， 并为每个备选方案设置相应的参数 ”的步骤， 重新生成备选方案， 再重新执 行后续步骤。 3.根据权利要求1所述的含完整汽水循环的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局设计优化方 法， 其特征在于： 在混合整数线性数 学模型中， 目标函数 方程为： TOC＝TPC+TFC+TSC+TWC； 其中， TOC为年操作费用； TPC为年用电费用； TFC为年燃料费用； TSC为年外购蒸汽费用； TWC为年除盐水费用； 对混合整数线性数学模型进行求解， 使目标函数在待优化变量的取值范围内达到最小 时， 即得到混合整数线性数 学模型的最优求 解结果。 4.根据权利要求3所述的含完整汽水循环的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局设计优化方 法， 其特征在于： 在混合整数线性数 学模型中， 蒸汽透平 布局方案 选择方程为： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114239314 A 2其中， Wsdemand(driver,s)为已知参数， 表示生产工艺过程对每个蒸汽透平设备在第s种 工况下的轴功率需求； Msteam(driver,s,n)为每个蒸汽 透平设备的第n种布局备选方案在第s 种工况下通入蒸汽的质量流量， N为备选方案的总 个数； Ws(driver,n)为已知参数， 表示每 个蒸汽透平设备 的第n种布局备选方案在通入单位质量流量蒸汽时所能实现的轴功率； BV (driver， n)为每个蒸汽透平设备的第n种布局备选方案的选取情况， BV(driver,n)＝1或0， BV(driver,n)＝1表示选取第n种布局备选方案， BV(driver,n)＝0表示为不选 取第n种布局 备选方案； 是用来保证优化计算从每个蒸汽透平设备的所有布局备选 方案中选出1个最优方案 。 5.根据权利要求1～4任一项所述的含完整汽水循环的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局 设计优化方法， 其特征在于： 所述含完整汽水循环蒸汽动力系统中包括除氧器和减温减压 器。 6.根据权利要求5所述的含完整汽水循环的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局设计优化方 法， 其特征在于： 所述除氧器的质量平衡方程 为： 其中， Mwater(s)为在第s种工况下通入除氧器的除盐水质量流量， 为在第 s种工况下通入除氧器的低压蒸汽质量流量， 为在第s种工况下通入除氧 器的冷凝水质量流量， 为在第s种工况下除氧器提供给锅炉的除氧水质量流 量， 为在第s种工况下除氧器提供给减温减压器的除氧水质量流量， Mventedsteam(s)为在第s种工况 下除氧器放空蒸汽质量 流量。 7.根据权利要求6所述的含完整汽水循环的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局设计优化方 法， 其特征在于： 所述减温减压器的质量平衡方程 为： 其中， Msteam_out(s)为在第s种工况下减温减压器出口的蒸汽质量流量； 为在第s种工况下通入减温减压器的除氧水质量流量； Msteam_in(s)为在第s种工况下减温减 压器进口 的蒸汽质量 流量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114239314 A 3