一、成果简介：

1）项目背景：现代大型燃煤电厂，节能降耗已进入“深水区”，热力系统的模块化分析软件已成为节能技术研究的必备工具。在国外，相应的分析软件有西门子的KRAWAL、STEAG公司的EBSILON等，其中，KRAWAL仅西门子或其许可公司可以使用且不对外转让，此外，国外软件存在变工况性能差、二次开发难度大等问题。在国内，尚无相应开发的成熟平台。因此，亟需一款变工况性能优良且界面友好的热力仿真优化程序，为能源系统的节能减排和新技术开发提供有力工具。2）研究内容：本项目在热力系统仿真优化关键技术研究的基础上，研发一套模块化组图热力仿真软件平台，可以通过搭积木的形式快速搭建热力系统，并开展热力计算。本软件平台满足全厂能耗分析与热力系统集成优化、电厂节能综合升级方案分析、供热节能方案分析以及新型动力循环系统的研究需求，通过大量的节能方案分析揭示电厂系统的损失机理和综合节能机制，降低机组综合煤耗率，实现机组宽工况范围高效运行。

图1 基于模块化组图的宽工况热力系统仿真平台界面

图2 热力系统仿真模块

图3 三机二次再热示意图

图4 热力系统仿真精度校验

二、技术优势及性能指标：

本项目所开发的热力系统仿真平台具备具备同类商业软件火电机组模块的全部功能，并开发了同类商业软件不具备的功能：1）基于反设计的热力系统变工况计算功能模块，该模块反设计出汽轮机、高低加、凝汽器等关键设备的原型尺寸，并依据损失模型进行变工况计算，可以解决同类商业软件在无主辅机变工况性能曲线便无法进行变工况计算的问题；2）开发了同类商业软件所不具备的局部变工况计算功能模块，以及针对双机二次再热热力系统开发了混合驱动等功能模块，解决了热力计算中的个性需求；3）本软件平台拓展性强，可拓展开发新能源风-光-煤多能互补、超临界CO2循环等功能模块。

本软件经广东电力科学研究院测试和检验，测试表明，本软件计算精度和可靠性能够满足工程需求。

三、所属领域：

综合能源系统方向：能源网络技术、能源互补技术

综合能源服务方向：综合能效服务技术、多能供应服务技术、清洁能源服务技术

智慧能源方向：能源互联网

四、成熟度：

产业化阶段

五、市场应用情况及经济效益分析：

本项目建成火电厂热力系统集成可视化宽工况仿真优化平台，实现图形界面搭积木的方式快速搭建热力系统并进行热力计算，在国华公司节能改造、分布式能源方案制定与优化、能耗诊断、新技术研发等过程发挥重要作用。利用本软件平台对国华电力公司的21台机组的节能方案进行优化，实现宽负荷节能深度再挖潜1.9g/kWh。国华公司已完成的15台汽轮机组通流与冷端优化等节能综合改造，机组试验热耗值全部达到保证值，且经济性全面优于同时期同类改造机组的煤耗水平，其中，定州电厂1号、沧东电厂2号机组得到2016年全国大机组竞赛一等奖。

本项目所开发的热力仿真优化平台可替代进口的同类商业软件。目前国内多所电科院、设计院、大学、科研院所等单位使用进口的KRAWAL、EBSILON、THERMOFLEX等商业软件，不但要交纳高昂的版权费，还要交纳后续的版本更新使用费等，而且安装软件的电脑台数也要受限制，使用本项目所开发的热力仿真优化平台替代同类商业软件，不但可节省版权费和使用费，还可以不断迭代更新满足用户的新的需求。