摘要：多联产系统的主要类型主要有很多，首先是简单并联系统，其结构的独立性较强，节约能源效果相对较好。其次是综合并联型系统，节能效果相对简单并联系统更好。第三是简单串联系统，它在很大程度上避免了高能耗的情况，同时减少了合成气的消耗，节约能源的效果较好。第四是综合串联系统，它最大限度的把能量的利用率提高。最后一个是串并联联合系统，它具有更为合理的能源转化思路，利于实现综合目标。热能动力联产系统优化设计方法有两种，首先是在节能率基础上的联产系统优化设计方法。其次是在节律基础上的联产系统优化方法，两种方法都各有千秋，在实际应用中要根据实际情况来选择。
关键词：热能动力联产；系统优化；设计
一、前言
长久以来，热能动力系统都是互相独立的，传统的热力循环系统的中心理论是热力学里面的卡诺定理，卡诺定理能够把燃料的品位变成热能品位，但是并没有利用燃料化学能品位，所以说具有很大的局限性。在这样的理论基础上，很多研究者建立了热能品位与燃料化学能、Gibbs自由能之间的关系，在这些的基础上，解释了化学能可控转换联产有关的集成机理。当今世界，系统整合思想颇受欢迎，能源动力系统的发展趋势多产品联产和多能源互补。
二、多联产系统集成理论简介
多联产指的是整合动力系统和化工工程，既能完成热工功能，包括供热、发电等，又能进行化工产品的生产，综合了多个领域的多功能，在生产中起到很重要的作用。综合能和化学能的阶梯利用是多联产系统理论的核心内容，同时也是热能动力联产的基础和系统优化分析的基础，这种方法能够实现二氧化碳的一体化。首先是物理能和化学能阶梯利用方法。以前的热力循环系统的中心理论是热力学里面的卡诺定理，卡诺定理能够把燃料的品位变成热能品位，但是并没有利用燃料化学能品位，所以说存在很大的局限性。在这样的理论基础上，很多研究者建立了热能品位与燃料化学能、Gibbs自由能之间的关系，在这些的基础上，解释了化学能可控转换联产有关的集成机理。研究显示，能量转化和组成转化属于互相利用耦合关系，化工侧和动力侧的互相整合是整个系统的集成重点，能量的阶梯利用就是其核心理论。其次是应用和二氧化碳控制一体化有关原理进行能量转化。通常情况下，热力系统都是在流程尾部脱除中进行污染控制，也就是采取污染在前，治理在后的方式，这种治理模式显然不符合相关要求。为了打破这种治理模式，利用能量转化原理及与二氧化碳控制一体化原理，这样的原理能够结合化学能阶梯利用与降低二氧化碳能源消耗分离，使能量利用率有效提高，同时使二氧化碳的排放量得到了很大程度的减少。一体化思路把传统的分离技术颠覆了，而将温室气体能耗高的问题解决的是联产系统一体化理论，实际生产过程中，既能够回收二氧化碳气体，又能分离出干净的气体燃料氢气，使得合成气成分比例更为科学化，确保化工合成得到有效的优化，使二氧化碳气体的排放量降到最低，为二氧化碳集成方法奠定了扎实的基础。
三、多联产系统的主要类型和系统优化的有关思路
根据上述原理可以研发出多联产系统类型，并为优化系统提供有效的方法，但是需要注意的地方有很多。
（一）有关多联产系统的节能效果及对应的类型
多联产系统有很多组成部分，分别是污染控制、热工和化工等，在实际的实施过程中，一定要结合实际的具体情况整合和优化不同的过程，才能达到预期的功能。所以，基于这种情况下，多联产系统会有很多类型出现，同时这些类型的分类方式也各不相同。举个例子，可以根据输出产品的类型来挑选输出方式，可以根据流程的结构及系统的特点来选择，并且还可以结合输出能源的种类来选择。这些输出方式中，较为科学的方式是结合流程结构和系统特征来选择，在这样的输出方式中，动力联产系统可以分成多种类型。首先是简单并联系统。所谓并联系统就是并联动力系统和化工流程，独立性较强是它的主要特点，它可以保留原来的分产流程结构，气炉里面的合成气当做是动力系统的主要燃料。简单并联系统的优势是节约能源效果好。其次是综合并联型系统。相对简单并联系统而言的综合并联系统，是在简单并联系统的基础上整合和优化能量系统，它的动力系统热能提供了工艺流程能力。而混合器低温抽气满足了废气回收的热能的需求。综合并联型系统的节能效果明显优于简单并联系统。接下来是简单串联系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所谓简单串联系统就是串联化工系统和动力系统，而且化工系统和动力系统都是采用上、下串联的方法，而动力系统无需利用合成气，因此在很大程度上避免了高能耗的情况，同时减少了合成气的消耗，节约能源的效果较好。第四是综合串联系统。所谓综合串联系统就是优化简单系统的结果，这个系统可以耦合组分转化和能量转化的，它采用的是无成分调整和优化调整的方法，在很大程度上将合成气的损失降到最低，最大限度的把能量利用率提高，最大限度的节约能源。最后是串并联联合系统。属于新型的系统的串并联联合系统，是在并联系统和串联系统的思路上发展起来的，它具有更为合理的能源转化思路，但是这种系统也有一定的缺陷，就是化工侧和动力侧的结合比较紧，不利于系统的稳定和灵活，优点是对具有很强的适应性。串并联联合系统集合了并联系统的优势并摒弃了并联系统的缺点、集合了串联系统的优势并摒弃了串联系统的缺点，对于完成综合目标有很大作用。
（二）热能动力联产系统优化设计方法
首先是在节能率基础上的联产系统优化设计方法。联产系统的组成成分有很多，包括污染控制、化工、热工等过程，因此整个系统非常复杂，按照目前的情况来看，联产系统的设计都是采用传统的设计方法，但是传统的设计方式存在很多缺陷。评标标准的选择不同，就会有不同的结论，因此对整个不易于客观评价整个系统，而且在整个过程里面都没有意识到优化各个参数，因此造成整个系统科学性不足。其次是在节律基础上的联产系统优化方法。当参比分产系统和联产系统的输出一样时，两者能耗总量要满足的条件是Pcog=PD；GcogM=GDM；ESR=（QD-Qcog）/QD=QDM/ηDM+PD/ηDP.其中Q属于能量，η属于效率，G属于质量，P属于功率，D属于分产时，M属于化工，cog属于联产时，P属于动力。
以下从基本方程和热力学定义出发，找到新的参比标准，大量实践显示，新的参比标准相对于传统的计算方法更方便和准确，因为它全面的考虑了不同参数的变化情况，在联产系统里面，合成焦炉煤气和煤气的技能率ESR具体如下：
Qcog=Qe+Qeg=GeogeHDC+GeogogHeog；
QD=PD/ηDee+GDMqDM）；
ESR=[（PD/ηDee+GDMqDM））-（Qe+Qeg）]/（PD/ηDee+GDMqD M）；
以上公式中，qDM属于分产化工生产效率，GDM属于分产化工生产质量，ηDee属于分产联合循环小功率，PD属于分产中联合循环的工具。
在多联产系统的优化设计中，需使用合理的参比流程，从目前的情况来看，参比分产化工流程可以使用焦炉煤气联合循环系统，这种参比流程通过采用各个指标的函数关系及分产系统性能值来进行。
使用的分产参比基准不同，节能率就会有不同的变换规律，而当量系数方法以及定性能基准方法都会出现程度不同的误差。例如，高混合比区域中ESR的计算值会有偏大的趋势，而低混合比区域刚好相反，ESR的计算值会相对偏小。
参考文献
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论文作者:郭翔
论文发表刊物:《电力设备》2017年第34期
论文发表时间:2018/5/15
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