【摘 要】在我国的热力发电厂中，中小型的热电联产汽轮机有着极其重要的地位，对其进行科学地优化与设计能够有效地促进我国热电联产事业的发展与进步。文章将会系统的介绍热电联产的概念与优点，并根据相应的指标与原则对中小型热电联产汽轮机的优化设计进行归纳与总结。
【关键词】热电联产；中小型热电联产汽轮机；优化设计
当今国际资源发展的形势较为紧张，要想对资源进行更为有效地利用，单从燃料来讲，热电联产自然成为人们眼中的首选。热电联产作为一种梯级的利用方式，它成功做到能质配比，有效地提高了电厂的能源转化率。热电联产能够实现资源的有效利用，最为重要的原因就是它所使用的汽轮机在热耗率上较低，而且在抽汽、排汽供热上，消耗的能源更少。因此，为了进一步发展热电联产事业，合理地使用有限资源，要继续对热电联产系统进行优化与处理，文章将会以中小型的热电联产汽轮机作为研究的对象进行系统的分析。
1 热电联产
1.1 热电联产的重要性
热电联产是一项较为成熟的技术，我国发展此项技术大概有三十年，可谓是经验丰富，技术雄厚，同时，由于政府的高度重视，我国的热电联产得到了更为快速的发展。现如今，城市的集中供热已经成为城市现代化发展的基础设施，各地应当在原有的基础上加强领导与管理力度，继续推动城市供热工作的进步与发展。对中小型的发电机组进行改造与优化，实现热电联产与集中供热，这也是我国供热发展的主要趋势之一。
城市在进行集中供热时，要坚持“因地制宜、技术先进、热源广泛、经济合理”的原则，根据工业用热以及生活用热的实际需要进行热电联产建设，在城市规划的严格指导下，做到有计划、有目标的实施，无论是住宅还是工厂，只要在经济合理分配的条件下就必须实行集中供热。由此可见，集中供热方案已经成为我国发展的既定方针，同时热电联产事业正是实现集中供热的重要手段之一，利用热电联产技术能够取得非常大的经济效益与社会收益，不仅能够节约有限能源，而且能够促进城市现代化的发展。
第一，节约燃料，由于热电联产在用能上趋于合理，能够有效地提高热能本身的利用率，从而实现能源节约，符合绿色节能发展的理念；第二，正是因为燃料的有效节约，减少了国家对于一次能源的开发与利用，更减少了一次能源的运输费用，缓解了城市运输紧张的状态；第三，减少锅炉的分散建设，以及煤场和灰场的占地面积；第四，减少对锅炉房进行维修以及更换锅炉设备等方面的资金投入；第五，节能环保，减少对大气、土壤、水资源的污染；第六，改善供热质量，提高城市现代化建设的水平。
2 热电联产汽轮机的分类
依照热力特性进行分组可以将中小型的热电联产汽轮机分成：背压式汽轮机、抽汽冷凝式汽轮机、冷凝式汽轮机。
2.1 背压式汽轮机
主要指的是一种将排出的蒸汽都用在用户供热上的汽轮机组，主要的特点在于经济性较好且节能的效果较明显，而且结构简单、运行可靠。但是此类汽轮机的发电量主要取决于供热量的大小，无法单独调节，不能同时满足需热用户与需电用户的要求，因此它一般应用在热负荷较为稳定的企业，或者是拥有稳定热负荷的热电站。
2.2 抽汽背压汽轮机
主要指的是在汽轮机中间级抽取一定量的蒸汽，供给给需要较高压力级别的需热用户，并且保证背压排汽，供给给需要较低压力级别的需热用户的一种中小型的汽轮机。此类汽轮机的经济性较好，但是对于负荷变坏的整体适应性较差。
2.3 抽汽冷凝汽轮机
主要指的是在汽轮机中间级依照一定标量抽取部分蒸汽，供给热用户使用的一种中小型的冷凝式汽轮机。此类汽轮机的主要特点是，如果热用户需要的热负荷一瞬间降低，多余的蒸汽也能够继续发电，而且它的灵活性较大，可以在大范围内同时满足热与电的需要。因此，它主要使用在一些变化较频繁的热电站中。但是它的经济性浇较差，辅机较多，系统较为复杂，需要有一定的经济作为运行支撑。
3 中小型热电站在选择供热机组时主要采取的原则
第一，在保证安全运行的前提下，要选择高参数、大容量的机组，严格控制机炉的台数，不宜过多。
第二、保证供热区的用户能够拥有稳定的热供应区，无论是采暖期还是非采暖期，热负荷的差异不能过大，对于一些特殊的热电站，可以优先选择背压式汽轮机。
第三、对于一些热负荷不稳定的区域，要系统的分析热负荷所占的比重与性质，如果主要的热用户出现热负荷波动过大的现象，要及时采取措施（设置蓄热器或者进行即时调度），如果背压式或者抽汽背压式汽轮机无法满足相关要求时，可以使用锅炉房进行集中供热。
第四、在采暖期和非采暖期时，如果热负荷的差异过大，要将背压汽轮机与抽汽冷凝汽轮机进行有机联合，同时进行供热。
4 中小型热电联产汽轮机的优化设计方式
第一，利用喷嘴配汽的方法进行优化。如果汽轮机机组发生较大程度的变化，相当于节流配汽，那么可以在抽汽口的后面采用喷嘴配汽的方式，效果更佳，从而更为有效地提高汽轮机组的内部效率，减少汽耗率以及热耗率。
第二，从供热方式入手，供热方式可以选择非调抽汽式进行供热。如果汽轮机组本身的发电量以及抽汽压力发生变化，且变化的幅度在允许的范围内，可以尽量选用此法。主要的做法在于：根据汽轮机的实际结构，在机身的前后设计2个非调抽汽口，前一个的受力主要是在工况允许条件下的最大的供热压力，而后面的非调抽汽口所承受的压力主要是在工况允许条件下的最小的供热压力。利用抽汽阀的作用，将其进行切换，改变供热抽汽的具体位置，从而使得工况变化较大的情况下，也可以满足相关用户对于供热的要求。
第三，在进行供暖时，可以利用汽轮机进行排汽。如果是在北方地区，冬天的时候气温较低，供暖需要的热水量非常大，只有保证热水量的充足，才能够保证供热的及时性与全天性。利用抽汽冷凝式的汽轮机能够最大程度的降低真空度，让汽轮机产生的冷凝压力能够处在一个适当的程度，进而通过排汽方式实现供暖热源的充足性。
第四，合理、科学的设置回热系统。一般情况下，汽轮机组内部的回热系统主要是利用锅炉给水方式进行工作，而热源的来源形式主要是汽轮机进行的非调抽汽，合理设置相应的压力值与抽汽级数，能够最为有效的提高汽轮机组本身的热效率。
第五，在对热电联产汽轮机进行优化设计时，要从社会效益与企业效益两方面入手，对热电联产的供热系统进行规划与设计，寻求最佳效益。首先，要逐项进行工程投资的计算，保证资金的节约化。在可行性报告的计算上缩小误差，从而对项目本身的节能效果与经济效果等做出更为准确的判断，一般来讲，投资回收的年限不得超过五年，贷款偿还的年限不可超过十年。之后，依照相关原则对电热成本进行分摊。只要是为电力或者是热力提供服务，其产生的生产费用就必须要计入到电力、热力成本当中；只要是同时为热力、电力提供服务的，就需要按照相关比例进行分摊，主要的公式是：
5 结语
综上所述，文章已经对热电联产技术、中小型的热电联产汽轮机的运行参数，以及如何对热电联产汽轮机进行优化的主要方式进行系统的分析，并结合实际提出了合理性建议。热电联产是一种最为有效的能源利用方式，在我国已经有着非常广泛的应用市场。依据市场的实际所需，对目前的热电联产汽轮机进行优化设计富有十分重要的意义。只有不断采用各类方式对热电联产的汽轮机进行优化创新，才能够进一步提高我国热电联产对现有使用能源的利用率，从而更好的扩大我国热电联产的发展范围与应用范围，提高我国整体的能源利用率，创造更大的经济财富。
参考文献：
[2]陈胜.造纸厂热电联产汽轮机组负荷分配优化调度信息系统开发[J].华南理工大学，2012.
[3]杨旭中.对热电联产汽轮机容量和参数的优化意见[J].电力勘测设计，2009.
[4]周奇，杨震宇，徐大伟.热电联产汽轮机模块设计分析[J].山东电力高等专科学校学报，2010.
[5]唐家裕，付林，狄洪发.不同类型供热机组热电负荷优化分配的研究[J].沈阳工程学院学报，2007.