图表化的蒸汽动力系统分析优化方法和装置

摘要

本发明公开一种图表化的蒸汽动力系统分析优化方法和装置，该方法包括：采集第一蒸汽动力系统在不同工况下的工艺参数；根据第一蒸汽动力系统的设备构成和工艺参数建立第一非线性数学模型；对第一非线性数学模型进行模拟求解，得到第一蒸汽动力系统及其中所有设备、流股的第一模拟结果；根据第一模拟结果，统计第一蒸汽动力系统中各等级蒸汽锅炉、汽轮机、透平和减温减压器的产用汽数据，生成第一蒸汽动力系统的负荷配置图，负荷配置图以温度为纵坐标，以流量为横坐标；根据负荷配置图和第一模拟结果，对第一蒸汽动力系统的运行状况和结构合理性进行分析，根据分析结果对第一蒸汽动力系统的构成进行改进，得到第二蒸汽动力系统。

说明书

技术领域

本发明涉及蒸汽动力领域，具体而言，涉及一种图表化的蒸汽动力系统 分析优化方法和装置。

背景技术

蒸汽动力系统在一般工业企业中往往占据很高比例的能耗。蒸汽动力系 统的能效，关系着整个工厂的运行成本。目前，对蒸汽动力系统能量利用状 况的分析评估方法主要包括利用能耗转化因子折算系统综合能耗、直接计算 系统热电联产效率等等。这些评估方法的优点是能够较为清晰明确的用指标 性的数值对系统能量利用状况进行评估，其存在的问题是较难反映出系统自 身设备配置或者生产运行需要带来的影响。例如一个蒸汽动力系统是否具备 高压锅炉、高压管线、凝汽透平等，都会对该系统的综合能耗和热电联产效 率带来较大的影响。对于一个实际存在的蒸汽动力系统或一套新的蒸汽动力 系统设计方案，很难采用类似综合能耗或者热电联产效率等指标性结果来评 判其用能状况。

因此，如何改进现有蒸汽动力系统用能分析评估方法，提供一种更全面、 准确的系统用能评估方法，即为本领域技术人员的研究方向所在。

发明内容

本发明提供一种图表化的蒸汽动力系统分析优化方法和装置，用以克服 现有技术中存在的至少一个问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种图表化的蒸汽动力系统分析优化方 法，包括以下步骤：

采集第一蒸汽动力系统在不同工况下的工艺参数，工艺参数包括设备操 作参数、设备性能特征参数和系统经济性参数；

根据第一蒸汽动力系统的结构特征、能量守恒、质量守恒，各设备的性 能模型、能量守恒、质量守恒以及系统工艺参数，建立第一蒸汽动力系统的 第一非线性数学模型；

对第一非线性数学模型进行模拟求解，得到第一蒸汽动力系统及其中所 有设备、流股的第一模拟结果，第一模拟结果包括第一蒸汽动力系统的负荷 分配状况、能量分配状况、运行成本、热电比以及热电联产效率；

根据第一模拟结果，统计第一蒸汽动力系统中各等级蒸汽锅炉、汽轮机、 透平、减温减压器和各装置的产用汽数据以及外供外购蒸汽数据，生成第一 蒸汽动力系统的负荷配置图，负荷配置图以温度为纵坐标，以流量为横坐标， 标明各等级蒸汽间通过汽轮发电机机、蒸汽驱动透平、减温减压器的蒸汽流 量；

根据负荷配置图和第一模拟结果，对第一蒸汽动力系统的操作运行状况 和结构合理性进行分析，根据分析结果对第一蒸汽动力系统的操作状况或系 统结构进行改进，得到第二蒸汽动力系统，并建立对应的第二非线性数学模 型。

可选的，根据负荷配置图和第一模拟结果，对第一蒸汽动力系统的运行 状况和结构合理性进行分析，根据分析结果对第一蒸汽动力系统的操作状况 或系统结构进行改进，得到第二蒸汽动力系统步骤具体包括：

将负荷配置图和第一模拟结果展示给用户，接受用户对第一蒸汽动力系 统的结构优劣和蒸汽使用的合理性进行分析；

接受根据分析结果对第一蒸汽动力系统的构成进行调整，并根据用户的 调整得到第二蒸汽动力系统。

可选的，上述方法还包括以下步骤：

预先建立用于存储构成蒸汽动力系统的设备和流股的模型库；

在用户对第一蒸汽动力系统进行调整时，接受用户对模型库中设备和流 股的选择；

根据用户选择的设备和流股对第一蒸汽动力系统进行更新，得到第二蒸 汽动力系统，并生成对应的第二非线性数学模型。

可选的，上述方法还包括以下步骤：

对第二非线性数学模型进行模拟求解，得到第二蒸汽动力系统及其中所 有设备和流股的第二模拟结果，第二模拟结果包括第二蒸汽动力系统的负荷 分配状况、能量分配状况、运行成本、热电比以及热电联产效率；

将第二模拟结果和第一模拟结果进行对比，得到第二蒸汽动力系统和第 一蒸汽动力系统蒸汽负荷分配和能效比的对比结果。

为达到上述目的，本发明还提供了一种图表化的蒸汽动力系统优化装置， 包括：

参数采集模块，用于采集第一蒸汽动力系统在不同工况下的工艺参数， 工艺参数包括设备操作参数、设备性能特征参数和系统经济性参数；

建模模块，用于根据第一蒸汽动力系统的结构特征、能量守恒、质量守 恒，各设备的性能模型、能量守恒、质量守恒以及系统工艺参数，建立第一 蒸汽动力系统的第一非线性数学模型；

求解模块，用于对第一非线性数学模型进行模拟求解，得到第一蒸汽动 力系统及其中所有设备、流股的第一模拟结果，第一模拟结果包括第一蒸汽 动力系统的负荷分配状况、能量分配状况、运行成本、热电比以及热电联产 效率；

图形分析化模块，用于根据第一模拟结果，统计第一蒸汽动力系统中各 等级蒸汽锅炉、汽轮机、透平、减温减压器和各装置的产用汽数据以及外供 外购蒸汽数据，生成第一蒸汽动力系统的负荷配置图，负荷配置图以温度为 纵坐标，以流量为横坐标，标明各等级蒸汽间通过汽轮发电机机、蒸汽驱动 透平、减温减压器的蒸汽流量；

优化调整模块，用于根据负荷配置图和第一模拟结果，对第一蒸汽动力 系统的运行状况和结构合理性进行分析，根据分析结果对第一蒸汽动力系统 的的操作状况或系统结构进行改进，得到第二蒸汽动力系统，并建立对应的 第二非线性数学模型。

可选的，优化调整模块包括：

展示单元，用于将负荷配置图和第一模拟结果展示给用户，接受用户对 第一蒸汽动力系统的结构优劣和蒸汽负荷分配合理性进行分析；

调整单元，用于接受用户根据分析结果对第一蒸汽动力系统的构成的调 整，并根据用户的调整得到第二蒸汽动力系统。

可选的，优化调整模块还包括：

模型库单元，用于存储构成蒸汽动力系统的设备和流股的数学模型，以 及在用户对第一蒸汽动力系统进行调整时，接受用户对设备和流股的数学模 型的选择；

调整单元还用于根据用户选择的设备和流股的数学模型对第一蒸汽动力 系统进行优化改动，得到第二蒸汽动力系统。

可选的，求解模块还用于对第二非线性数学模型进行模拟求解，得到第 二蒸汽动力系统及其中所有设备、流股的第二模拟结果，第二模拟结果包括 第二蒸汽动力系统的负荷分配状况、能量分配状况、运行成本、热电比以及 热电联产效率；

优化装置还包括比较模块，用于将第二模拟结果和第一模拟结果进行对 比，得到第二蒸汽动力系统和第一蒸汽动力系统蒸汽负荷分配和能效比的对 比结果。

在上述实施例中，通过对蒸汽动力系统建立非线性数学模型并进行模拟 求解，根据模拟结果，对系统中各个蒸汽等级上的蒸汽来源和用户进行了区 分，将产用汽设备按照汽轮发电机、装置蒸汽透平、减温减压器和其它进行 了分类。由此，用户可以判别出系统各个等级的蒸汽在使用上，有多少部分 用于做功（装置蒸汽透平和汽轮发电机）、有多少用于生成直接使用、有多 少直接降低了品位使用（减温减压）。从而直观且准确的将系统各个蒸汽等 级的蒸汽利用状况进行表述，使用户可以直观且快速地发现系统在蒸汽负荷 分配、不同工况的操作运行上存在的问题和改进空间，进而对蒸汽动力系统 进行调整，达到降低系统运行成本和功耗的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例的图表化的蒸汽动力系统分析优化方法流程 图；

图2为本发明一个具体实例的工厂蒸汽动力系统结构示意图；

图3为改造前某厂蒸汽系统冬季负荷配置图；

图4为改造前某厂蒸汽系统夏季负荷配置图；

图5为改造方案1的工艺流程图；

图6为改造方案2的工艺流程图；

图7为改造方案1的蒸汽系统冬季负荷配置图；

图8为改造方案1的蒸汽系统夏季负荷配置图；

图9为改造方案2的蒸汽系统冬季负荷配置图；

图10为改造方案2的蒸汽系统夏季负荷配置图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明一个实施例的图表化的蒸汽动力系统分析优化方法流程 图；如图所示，该方法包括以下步骤：

S102，采集第一蒸汽动力系统在不同工况下的工艺参数，工艺参数包括 设备操作参数、设备性能特征参数和系统经济性参数；

在实现本步骤时，设备操作参数、设备性能特征参数的采集可以通过与 各设备相连接的控制器来获取，系统经济性参数可以通过计算系统的投入产 出比来获得。

S104，根据第一蒸汽动力系统的结构特征、能量守恒、质量守恒,各设备 的性能模型、能量守恒、质量守恒以及系统工艺参数，建立第一蒸汽动力系 统的第一非线性数学模型；

其中，蒸汽动力系统的设备构成包括各等级蒸汽锅炉、汽轮机、透平、 减温减压器和流股。在建立非线性数学模型时，是根据质量守恒，能量守恒， 以及各设备特征方程和参数限制条件进行构建。数学建模方法能将系统工艺 和性能信息细致、完整的展现给用户。

S106，对第一非线性数学模型进行模拟求解，得到第一蒸汽动力系统及 其中所有设备、流股的第一模拟结果，第一模拟结果包括第一蒸汽动力系统 的负荷分配状况、能量分配状况、运行成本、热电比以及热电联产效率；

模拟求解主要采用的是贯序式的求解方法，从上游设备向下游设备计算， 中间包括个别设备的逆向计算。在图2实施例中，模拟求解过程包括：

S106-1，根据蒸汽产量和品质要求，计算出1#锅炉和2#锅炉所消耗的燃 料以及与1#和2#蒸汽发生器共同消耗的除盐水的量。

S106-2，根据1#和2#锅炉以及1#和2#蒸汽发生器的蒸汽条件计算出理 想高压管网的蒸汽流量以及品质。

S106-3，根据高压管网的蒸汽品质以及蒸汽消耗的热负荷和蒸汽透平驱 动的性能和功率要求，计算出高压管网的蒸汽消耗和高压管网至中压管网的 减温减压流量。

S106-4，根据进入中压管网的蒸汽流量和品质，计算出理想中压管网的 蒸汽流量和品质。

S106-5，根据中压管网的蒸汽品质以及蒸汽消耗的热负荷和蒸汽透平驱 动的性能和功率要求，计算出中压管网的蒸汽消耗和中压管网至凝汽级的减 温减压流量。

S106-6，根据进入凝汽级的蒸汽流量和品质，计算得到凝汽级出口的回 收冷凝水流量以及冷却负荷。

S106-7，根据计算得到的工艺数据，计算负荷分配状况、能量分配状况、 热电比，热电联产效率，以及各类成本等。至此，得到第一模拟结果。

S108，根据第一模拟结果，统计第一蒸汽动力系统中各等级蒸汽锅炉、 汽轮机、透平、减温减压器和各装置的产用汽数据以及外供外购蒸汽数据， 生成第一蒸汽动力系统的负荷配置图，负荷配置图以温度为纵坐标，以流量 为横坐标，标明各等级蒸汽间通过汽轮发电机机、蒸汽驱动透平、减温减压 器的蒸汽流量；

蒸汽动力系统的负荷配置图是本发明所提出的一种新的图形分析方法。 传统蒸汽动力系统的图形分析方法一般采用全局总组合曲线（Site grand  composite curve，1992年由Dhole和Linnhoff提出）。全局总组合曲线的横 坐标采用焓值，纵坐标采用温度，这种表征方式导致该方法在分析一个既定 的蒸汽动力系统负荷分配时存在问题。在蒸汽通过汽轮机或透平从高温高压 向低压做功时，出口低压蒸汽的总焓值必然低于入口高压蒸汽，这是因为蒸 汽对外界做了功。而采用总组合曲线分析时，蒸汽的热量在从高压等级向低 压等级传递时，只考虑了蒸汽压力品位的降低，而不考虑其热量总量的变化 （即各段横线段长度是不发生变化的）。这种能量传递的方式对于减温减压 设备内发生的能量转化是基本准确的，但对于透平、汽轮发电机等做功设备 内的能量转化则是错误的。用户如果利用总组合曲线的方法进行分析，会误 判各个蒸汽等级上的能量总量，从而得出错误的分析判断。本发明提出的蒸 汽系统负荷配置图采用流量为横坐标，而且利用蒸汽系统非线性数学模型的 模拟结果对各个蒸汽等级上的蒸汽来源和用户进行了区分，将产用汽设备按 照汽轮发电机、装置蒸汽透平、减温减压器和其它进行了分类。由此，用户 可以判别出系统各个等级的蒸汽在使用上，有多少部分用于做功（装置蒸汽 透平和汽轮发电机）、有多少用于生成直接使用、有多少直接降低了品位使 用（减温减压）。从而直观地呈现系统中蒸汽应用的合理程度，并明确系统 的操作弹性。

需要指出的是，负荷配置图的图形分析结果是在对系统进行完整的数学 建模和模拟计算的前提下才能得到的。

S110，根据负荷配置图和第一模拟结果，对第一蒸汽动力系统的运行状 况和结构合理性进行分析，根据分析结果对第一蒸汽动力系统的操作状况或 系统结构进行改进，得到第二蒸汽动力系统，并建立对应的第二非线性数学 模型。

在实施本步骤时，可以将负荷配置图和第一模拟结果展示给用户，接受 对第一蒸汽动力系统的结构优劣和蒸汽负荷分配合理性的分析；进而接受用 户根据分析结果对第一蒸汽动力系统的构成的调整，并根据用户的调整得到 第二蒸汽动力系统。

其中，在具体实现时，可以预先建立用于存储构成蒸汽动力系统的设备 和流股的模型库；在用户对第一蒸汽动力系统进行调整时，接受用户对模型 库中设备和流股的选择；根据用户选择的设备和流股对第一蒸汽动力系统进 行更新，得到第二蒸汽动力系统。

用户在根据分析结果对蒸汽动力系统进行调整时，可以有多种方式。例 如，减温减压器流量过大，同时全厂电量需大量外购，在系统操作改进空间 不大时，应将该部分蒸汽利用来自发电，减少买电成本。

在上述实施例中，通过对蒸汽动力系统建立非线性数学模型并进行模拟 求解，根据模拟结果，对系统中各个蒸汽等级上的蒸汽来源和用户进行了区 分，将产用汽设备按照汽轮发电机、装置蒸汽透平、减温减压器和其它进行 了分类。由此，用户可以判别出系统各个等级的蒸汽在使用上，有多少部分 用于做功（装置蒸汽透平和汽轮发电机）、有多少用于生成直接使用、有多 少直接降低了品位使用（减温减压）。从而直观且准确的将系统各个蒸汽等 级的蒸汽利用状况进行表述，使用户可以直观且快速地发现系统在蒸汽负荷 分配、不同工况的操作运行上存在的问题和改进空间，进而对蒸汽动力系统 进行调整，达到降低系统运行成本和功耗的目的。

在对蒸汽动力系统更新后，为便于用户直观地了解第一蒸汽动力系统和 第二蒸汽动力系统之间的蒸汽负荷分配和能效比，上述方法还可以包括以下 步骤：

对第二非线性数学模型进行模拟求解，得到第二蒸汽动力系统及其中所 有设备、流股的第二模拟结果，第二模拟结果包括第二蒸汽动力系统的负荷 分配状况、能量分配状况、运行成本、热电比以及热电联产效率；

将第二模拟结果和第一模拟结果进行对比，得到第二蒸汽动力系统和第 一蒸汽动力系统蒸汽负荷分配和能效比的对比结果。

以下为将本发明的方法应用于工厂蒸汽动力系统的具体实例。

图2为本发明一个具体实例的工厂蒸汽动力系统结构示意图，表1为图 2中各设备的编号、名称对照表。

表1

标号 设备名称 标号 设备名称 标号 设备名称 Blr-1 1#锅炉 Gen-3 3#蒸汽发生器 Load-4 4#蒸汽消耗 Blr-2 2#锅炉 Drv-1 1#蒸汽透平驱动 Load-5 5#蒸汽消耗 Main-1 高压管网 Drv-2 2#蒸汽透平驱动 Imp-1 外购蒸汽 Main-2 中压管网 Drv-3 3#蒸汽透平驱动 Ld-1 1#减温减压 Main-3 凝汽级 Load-1 1#蒸汽消耗 Ld-2 2#减温减压 Gen-1 1#蒸汽发生器 Load-2 2#蒸汽消耗 Trb-1 新增发电机 Gen-2 2#蒸汽发生器 Load-3 3#蒸汽消耗    

某厂蒸汽动力系统的基本结构如图2所示。该厂主要面临冬季和夏季2 种工况，其中，冬季因全厂保温伴热等要求，故低压蒸汽需求大，受该厂自 产蒸汽能力的限制，需要外购蒸汽。但在夏季，全厂低压蒸汽需求小，于是 全厂燃料过剩，向大气排放部分燃料，造成污染的同时也浪费了能量。

该厂基本情况：

全厂电量需求为26MW，用电需求超过自发电能力，冬夏两季都需要从 外部购电；

全厂2台CO余热锅炉，以CO烟气和瓦斯气为主要燃料，可补充少量 燃料油，因此燃料的可调节性较差；

全厂有若干装置驱动蒸汽透平，没有汽轮发电机。

案例实施目的：利用本发明提出的蒸汽动力系统建模和图形量化分析的 方法，提出针对该厂蒸汽系统的改造优化方案。

步骤1：采集该厂公用工程数据，设备参数以及冬夏两季的操作参数。

步骤2：利用蒸汽动力系统非线性数学模型的建立方法，根据现有蒸汽 动力系统的基本结构和相关工艺参数，建立现有系统相应的非线性数学模型。

步骤3：采用顺序求解，对步骤2中的非线性数学方程进行逐步求解， 从最上流的2个锅炉和2个蒸汽发生器开始，直到最末端的冷凝器，得到模 拟结果。

基于该厂燃料无其他用途，故在模型处理中，将夏季外排的燃料全部用 于锅炉产汽。

表2为该厂的热电比、操作成本等数据。

表2

全厂热电比 % 23% 全厂热电联产效率 % 70% 总操作成本 百万元/年 144.6 总燃料成本 百万元/年 0

总购电成本 百万元/年 133.1

步骤4：根据步骤3中得到的模拟结果，统计各等级蒸汽锅炉、汽轮机、 透平和减温减压器等设备的产用汽数据，生成蒸汽系统负荷配置图。

图3为改造前该厂蒸汽系统冬季负荷配置图；图4为改造前该厂蒸汽系 统夏季负荷配置图。

步骤5：利用步骤4中的得到的蒸汽系统负荷配置图，以及步骤3得到 的蒸汽系统数学模型模拟结果，对蒸汽系统的运行状况和结构合理性进行分 析，并得到蒸汽系统结构改进方案。

根据步骤4中的蒸汽系统负荷配置图以及步骤3中的计算数据（如表1 所示），可分析得到：存在大量中压蒸汽（冬季：79.7t/h，夏季：70.7t/h）通 过减温减压器直接进入低压蒸汽管网，夏季还存在大量低压蒸汽通过减温减 压器直接进入凝汽级管网。如添加一台背压式蒸汽发电机或者凝汽式蒸汽发 电机，可利用该部分蒸汽发电，增大热电比，减少外购电量，达到减少成本 的改造目的。

步骤6：对步骤5中分析得到的2种改造方案建立数学模型，并进行模 拟计算。

改造方案1：

冬季，原先通过减温减压器的蒸汽全部流经蒸汽发电机，用来发电。而 减温减压器处因外加水增加的蒸汽量通过外购蒸汽补充。夏季，2台锅炉全 开，通过蒸汽发电机的流量开至最大，用以发电。同时低压蒸汽会富余，可 考虑其它用途（本方案中处理为进入减温减压器后冷凝）。

图5为改造方案1（添加背压式蒸汽发电机）的工艺流程图。表3为改 造方案1的热电比，操作成本等数据。

表3

全厂热电比 % 23% 全厂热电联产效率 % 71% 总操作成本 百万元/年 126.4 总燃料成本 百万元/年 0 总购电成本 百万元/年 109.1

改造方案2：

冬季，原先通过减温减压器的蒸汽全部流经蒸汽发电机，用来发电，为 保证凝汽式蒸汽发电机正常运作，故保证凝汽级抽汽量为30%左右。因此导 致低压蒸汽不足，通过外购蒸汽补充。夏季，2台锅炉全开，通过蒸汽发电 机的流量开至最大，用以发电。除保证低压蒸汽需求外，其余蒸汽均进入凝 汽级。

图6为改造方案2（添加凝汽式蒸汽发电机）的工艺流程图；表4为改 造方案2的热电比，操作成本等数据。

表4

全厂热电比 % 23% 全厂热电联产效率 % 68% 总操作成本 百万元/年 110.4 总燃料成本 百万元/年 0 总购电成本 百万元/年 79.3

步骤7：将步骤6中改造方案1和2的模拟结果同步骤3中原设计的模 拟结果进行比较，量化的改造方案与原方案相比的改进。

从数据对比可以看出，改造方案的操作成本从1.4多亿降到了不到1.3亿 （改造方案1为1.26亿，改造方案2为1.10亿），主要体现在外购电的成本 上，同时充分利用了CO烟气和瓦斯，减少外排污染，提高能量利用率。故 建议采用改造方案2，添加一台凝汽式蒸汽发电机。

图7为改造方案1（添加背压式蒸汽发电机）的蒸汽系统冬季负荷配置 图；图8为改造方案1（添加背压式蒸汽发电机）的蒸汽系统夏季负荷配置 图；图9为改造方案2（添加凝汽式蒸汽发电机）的蒸汽系统冬季负荷配置 图；图10为改造方案2（添加凝汽式蒸汽发电机）的蒸汽系统夏季负荷配置 图。通过2个改造方案的蒸汽系统负荷配置图的对比，也可以看出改造方案 1的夏季有大量低压蒸汽直接进入凝汽级，造成能量浪费。而改造方案2的 蒸汽负荷分配较为合理。

通过上述案例，可以看到，模型分析可以直观的把蒸汽系统的蒸汽分配 用图表的方式表示出来。模型分析，对结构复杂的蒸汽系统的优化改造更有 帮助。

与上述方法实施例相适应，本发明还提供了一种图表化的蒸汽动力系统 优化装置实施例，该装置包括：

参数采集模块，用于采集第一蒸汽动力系统在不同工况下的工艺参数， 工艺参数包括设备操作参数、设备性能特征参数和系统经济性参数；

建模模块，用于根据第一蒸汽动力系统的结构特征、能量守恒、质量守 恒，各设备的性能模型、能量守恒、质量守恒以及系统工艺参数，建立第一 蒸汽动力系统的第一非线性数学模型；

求解模块，用于对第一非线性数学模型进行模拟求解，得到第一蒸汽动 力系统及其中所有设备、流股的第一模拟结果，第一模拟结果包括第一蒸汽 动力系统的负荷分配状况、能量分配状况、运行成本、热电比以及热电联产 效率；

图形分析化模块，用于根据第一模拟结果，统计第一蒸汽动力系统中各 等级蒸汽锅炉、汽轮机、透平、减温减压器和各装置的产用汽数据以及外供 外购蒸汽数据，生成第一蒸汽动力系统的负荷配置图，负荷配置图以温度为 纵坐标，以流量为横坐标，标明各等级蒸汽间通过汽轮发电机机、蒸汽驱动 透平、减温减压器的蒸汽流量；

优化调整模块，用于根据负荷配置图和第一模拟结果，对第一蒸汽动力 系统的运行状况和结构合理性进行分析，根据分析结果对第一蒸汽动力系统 的的操作状况或系统结构进行改进，得到第二蒸汽动力系统，并建立对应的 第二非线性数学模型。

可选的，优化调整模块包括：

展示单元，用于将负荷配置图和第一模拟结果展示给用户，接受用户对 第一蒸汽动力系统的结构优劣和蒸汽负荷分配合理性进行分析；

调整单元，用于接受用户根据分析结果对第一蒸汽动力系统的构成的调 整，并根据用户的调整得到第二蒸汽动力系统。

可选的，优化调整模块还包括：

模型库单元，用于存储构成蒸汽动力系统的设备和流股的数学模型，以 及在用户对第一蒸汽动力系统进行调整时，接受用户对设备和流股的数学模 型的选择；

调整单元还用于根据用户选择的设备和流股的数学模型对第一蒸汽动力 系统进行优化改动，得到第二蒸汽动力系统。

可选的，求解模块还用于对第二非线性数学模型进行模拟求解，得到第 二蒸汽动力系统及其中所有设备、流股的第二模拟结果，第二模拟结果包括 第二蒸汽动力系统的负荷分配状况、能量分配状况、运行成本、热电比以及 热电联产效率；

优化装置还包括比较模块，用于将第二模拟结果和第一模拟结果进行对 比，得到第二蒸汽动力系统和第一蒸汽动力系统蒸汽负荷分配和能效比的对 比结果。

在上述实施例中，通过对蒸汽动力系统建立非线性数学模型并进行模拟 求解，根据模拟结果，对系统中各个蒸汽等级上的蒸汽来源和用户进行了区 分，将产用汽设备按照汽轮发电机、装置蒸汽透平、减温减压器和其它进行 了分类。由此，用户可以判别出系统各个等级的蒸汽在使用上，有多少部分 用于做功（装置蒸汽透平和汽轮发电机）、有多少用于生成直接使用、有多 少直接降低了品位使用（减温减压）。从而直观且准确的将系统各个蒸汽等 级的蒸汽利用状况进行表述，使用户可以直观且快速地发现系统在蒸汽负荷 分配、不同工况的操作运行上存在的问题和改进空间，进而对蒸汽动力系统 进行调整，达到降低系统运行成本和功耗的目的。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中 的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施 例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的 一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步 拆分成多个子模块。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其 限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术 人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者 对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术 方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。