CN114266165A - 考虑碳排放的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种考虑碳排放的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局优化方法，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；确定蒸汽动力系统中所消耗燃料的种类以及各种燃料对应的低位发热量及CO2排放因子；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；根据蒸汽动力系统中质量平衡方程、能量平衡方程、蒸汽透平布局方案选择方程、碳排放量方程和目标函数方程生成混合整数线性数学模型；并求解出最优的蒸汽透平布局方案；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。该方法可显著降低蒸汽动力系统的碳排放。
Description
技术领域
本发明涉及蒸汽动力领域，尤其涉及一种考虑碳排放的蒸汽动力系统中蒸汽透平布 局优化方法。
背景技术
蒸汽透平是蒸汽动力系统中为生产工艺过程提供动力的装置。蒸汽透平在不同等级 的蒸汽管线间可能存在多种连接方式以满足生产工艺过程对轴功率需求。蒸汽透平的布 局会影响蒸汽动力系统整体的产用汽平衡，进而影响煤炭等化石燃料的消耗和二氧化碳 排放。因此，优化蒸汽动力系统中蒸汽透平的布局结构有助于系统整体的减碳降耗。目前一些公开的优化方法(例如CN103544551、CN104463341、CN104657789、CN106529710、CN111475913)均是对结构已确定的蒸汽动力系统进行运行评估和操作优化，未见以碳 减排为直接目标的蒸汽透平布局设计优化方法。基于我国国情，能源结构的转变不可能 一蹴而就，从经济性和可操作性的角度考虑，研究传统蒸汽动力系统中蒸汽透平布局设 计优化方法对碳减排具有重要的现实意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种能有效减少碳排放的考 虑碳排放的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局优化方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种考虑碳排放的蒸汽动力系统中 蒸汽透平布局优化方法，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；
确定蒸汽动力系统中能量转换设备所消耗燃料的种类以及各种燃料对应的低位发 热量及CO2排放因子；
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、蒸汽动力系统整体的碳排放量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。
为了能进一步选择经济性和整体性能均更佳的备选方案，优选地，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、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”的步骤， 重新生成备选方案，再重新执行后续步骤。
本发明在混合整数线性数学模型中，目标函数方程为：
TOC＝TIC+TEC+TFC+TSC+TWC+TCC；
其中，TOC为总操作费用，TIC为年化总投资费用，TEC为总用电费用，TFC为总 燃料费用，TSC为总外购蒸汽费用，TWC为总除盐水费用，TCC为总碳排放成本费用；
另外，上述总碳排放成本费用TCC的计算公式为：
TCC＝CCbought-CCsold；
其中，CCbought为购买碳排放额度的成本，单位￥/h；CCsold为卖出碳排放额度的获利， 单位￥/h；
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。
本发明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：
其中，Wsdemand(t，s)为已知参数，表示生产工艺过程中第t个蒸汽透平设备在第s种工况下的轴功率需求，单位为KW；Msteam(t，s，n)为第t个蒸汽透平设备的第n种布局 备选方案在第s种工况下通入蒸汽负荷，单位为kg/h；N为备选方案的总个数；Ws(t,n) 为已知参数，表示第t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，单位为KW；BV(t,n)表示第t个蒸汽透平设备的第n种布局备选 方案的选取情况，BV(t，n)＝1或0，BV(t,n)＝1表示选取第n种布局备选方案，BV(t,n) ＝0表示为不选取第n种布局备选方案；
用来保证优化计算从第t个蒸汽 透平设备的所有的布局备选方案中选出1个最优方案；
为已知参数，表示第t个 蒸汽透平的最大蒸汽负荷，单位为kg/h。
本发明中，上述能量转换设备为直接消耗化石燃料的设备，在混合整数线性数学模 型中，能量转换设备需满足以下约束条件：
其中，Qfuel(b,s)为第b个能量转换设备在第s种工况下的产热量，Qfuel(b,s)的单位为kJ/h；Msteam(b,s)和Hsteam(b,s)分别为第b个能量转换设备在第s种工况下的产气量和 所产蒸汽热焓；Mblowdown(b,s)和Hblowdown(b,s)分别为第b个能量转换设备在第s种工况 下排水的质量流量及排水热焓；Mwater(b,s)和Hwater(b,s)分别为第b个能量转换设备在 第s种工况下给水的质量流量及能量转换设备给水热焓；Msteam(b,s)、Mblowdown(b,s)和 Mwater(b,s)的单位为kJ/h；Hsteam(b,s)、Hblowdown(b,s)和Hwater(b,s)的单位为kJ/kg；ηboiler(b) 代表能量转换设备效率，；
能量转换设备产热量与能量转换设备中各燃料产热量之间的关系：
其中，
为第b个能量转换设备在第s种工况下消耗第r种燃料所产生的热量，R为第b个能量转换设备内的燃料种类总数；
能量转换设备正常运行时，能量转换设备的产气量以及能量转换设备内消耗的燃料 产热量满足以下条件：
其中，
和
分别表示第b个能量转换设备产气量的下限值和上限值；
和
分别代表第b个能量转换设备内第r种燃料的最小产热量和最 大产热量。
优选地，所述能量转换设备为锅炉或燃气轮机
本发明在混合整数线性数学模型中，碳排放需满足以下约束条件：
其中，CE为考核时间范围内的碳排放量，单位kg/h；SR(s)为第s种工况持续时 间所占考核时间范围的比例；CEF(r)为第r种燃料所对应的碳排放因子，单位kg/kJ； 
为碳排放量的绝对上限值。
优选地，当考核时间范围内的碳排放量CE超出碳排放额度CEalw时，有以下关系：
CCsold＝0；CCbought＝(CE-CEalw)·CP；
其中，CP为碳交易价格，单位：￥/kg；
当考核时间范围内的碳排放量CE小于碳排放指标额度CEalw，有以下关系：
CCbought＝0；CCsold＝(CEalw-CE)·CP。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明中结合了非线性数学模型对复杂系统 问题的描述精准性和混合整数线性数学模型的求解灵活性，考虑了采用不同燃料所产生 的碳排放对蒸汽动力系统整体布局结构的影响；该优化方法的应用可显著降低蒸汽动力 系统的碳排放。
附图说明
图1为本发明实施例中蒸汽透平布局优化方法的流程图；
图2为不考虑碳排放的蒸汽透平布局设计示意图；
图3为本发明实施例中考虑碳排放的蒸汽透平布局设计示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本实施例中的目的是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。
如图1所示，本实施例中考虑碳排放的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局优化方法包括以下步骤：
步骤1、确定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；
该步骤中各设备的性能特征参数包括设备的运行负荷、设备的运行效率以及设备的 操作参数等其他用于表征设备性能的参数；蒸汽动力系统的工艺参数也为蒸汽动力行业 里常用的工艺参数，为公知常识，在此不进行赘述；该处已固定布局的设备为蒸汽动力系统中的锅炉、除氧器、蒸汽管网等设备；
步骤2、确定蒸汽动力系统中能量转换设备所消耗燃料的种类以及各种燃料对应的 低位发热量及CO2排放因子；
本实施例中的能量转换设备为锅炉、燃气轮机等其他直接消耗化石燃料的设备；
步骤3、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；
步骤4、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；
步骤5、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、蒸汽动力系统整体 的碳排放量方程和目标函数方程，生成混合整数线性数学模型；
其中，在混合整数线性数学模型中，目标函数方程为：
TOC＝TIC+TEC+TFC+TSC+TWC+TCC；
其中，TOC为总操作费用，TIC为年化总投资费用，TEC为总用电费用，TFC为总 燃料费用，TSC为总外购蒸汽费用，TWC为总除盐水费用，TCC为总碳排放成本费用；
另外，上述总碳排放成本费用TCC的计算公式为：
TCC＝CCbought-CCsold；
其中，CCbought为购买碳排放额度的成本，单位￥/h；CCsold为卖出碳排放额度的获利， 单位￥/h；
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；上述TPC＝年用电量*用电单价；TFC＝年燃料量*燃料单价；TSC＝年外购蒸汽量*外购蒸汽单价；TWC＝年除盐水量*除 盐水单价；其中用电单价、燃料单价、外购蒸汽单价和除盐水单价均为已知值，因此上 述混合整数线性数学模型的最优求解结果为在满足混合整数线性数学模型的约束条件 时对应的年用电量、年燃料量、年外购蒸汽量、年除盐水量和碳排放量；
另外，上述蒸汽透平布局方案选择方程为：
其中，Wsdemand(t,s)为已知参数，表示生产工艺过程中第t个蒸汽透平设备在第s种工况下的轴功率需求，单位为KW；Msteam(t,s,n)为第t个蒸汽透平设备的第n种布局 备选方案在第s种工况下通入蒸汽负荷，单位为kg/h；N为备选方案的总个数；Ws(t,n) 为已知参数，表示第t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，单位为KW；BV(t,n)表示第t个蒸汽透平设备的第n种布局备选 方案的选取情况，BV(t,n)＝1或0，BV(t,n)＝1表示选取第n种布局备选方案，BV(t,n) ＝0表示为不选取第n种布局备选方案；
用来保证优化计算从第t个蒸汽 透平设备的所有的布局备选方案中选出1个最优方案；
为已知参数，表示第t个 蒸汽透平的最大蒸汽负荷，单位为kg/h；
能量转换设备为直接消耗化石燃料的设备，能量转换设备需满足以下约束条件：
其中，Qfuel(b,s)为第b个能量转换设备在第s种工况下的产热量，Qfuel(b,s)的单位为kJ/h；Msteam(b,s)和Hsteam(b,s)分别为第b个能量转换设备在第s种工况下的产气量和 所产蒸汽热焓；Mblowdown(b,s)和Hblowdown(b,s)分别为第b个能量转换设备在第s种工况 下排水的质量流量及排水热焓；Mwater(b,s)和Hwater(b,s)分别为第b个能量转换设备在 第s种工况下给水的质量流量及能量转换设备给水热焓；Msteam(b,s)、Mblowdown(b,s)和 Mwater(b,s)的单位为kJ/h；Hsteam(b,s)、Hblowdown(b,s)和Hwater(b,s)的单位为kJ/kg；ηboiler(b) 代表能量转换设备效率，；
能量转换设备产热量与能量转换设备中各燃料产热量之间的关系：
其中，
为第b个能量转换设备在第s种工况下消耗第r种燃料所产生的热量，R为第b个能量转换设备内的燃料种类总数；
能量转换设备正常运行时，能量转换设备的产气量以及能量转换设备内消耗的燃料 产热量满足以下条件：
其中，
和
分别表示第b个能量转换设备产气量的下限值和上限值；
和
分别代表第b个能量转换设备内第r种燃料的最小产热量和最 大产热量；
上述能量转换设备最常见的为锅炉，当然也可以为燃气轮机，当燃气轮机等其他直 接消耗化石燃料的设备也可参照锅炉约束条件的方式处理；
上述蒸汽动力系统整体的碳排放量方程需满足以下约束条件：
其中，CE为考核时间范围内的碳排放量，单位kg/h；SR(s)为第s种工况持续时 间所占考核时间范围的比例；CEF(r)为第r种燃料所对应的碳排放因子，单位kg/kJ； 
为碳排放量的绝对上限值；
当考核时间范围内的碳排放量CE超出碳排放额度CEalw时，有以下关系：
CCsold＝0；CCbought＝(CE-CEalw)·CP；
其中，CP为碳交易价格，单位：￥/kg；
当考核时间范围内的碳排放量CE小于碳排放指标额度CEalw，有以下关系：
CCbought＝0；CCsold＝(CEalw-CE)·CP；
这样即可在保证成本最低的情况下也控制碳排放；
步骤6、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；
步骤7、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；
步骤8、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、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”的步骤，重新生成备选方案，再重新执行后续步骤。
需要指出的是，上述公式说明中所列变量和参数单位仅为示例，所属领域的普通技 术人员在应用上述方法中应注意计算过程中的单位转化问题。
以下结合一个新建炼油厂项目的实际案例对本发明系统建模方法做出说明：
新建一炼油厂，主要动力设备包括3台锅炉、2台汽轮发电机、4级蒸汽管网、工 艺产汽设备和工艺耗汽设备。工艺装置中包含6处较大的驱动需求，企业要求以蒸汽透 平的形式满足这6处驱动需求。以碳(CO2)排放最小化为目标，设计蒸汽透平网络。其 中，4级蒸汽管网的压力数据如表1所示、6处蒸汽驱动的轴功率需求如表2所示、生 产成本要素如表3所示、厂区电力需求及汽轮机最大发电量如表4所示。
表1 4级蒸汽管网的压力数据
| 蒸汽管网 | 压力(bar) |
| 超高压 | 110 |
| 高压 | 38 |
| 中压 | 10 |
| 低压 | 4 |
表2 6处蒸汽驱动的轴功率需求
表3 生产要素成本
表4 厂区电力需求及汽轮机最大发电量
| 项目 | 工况1 | 工况2 |
| 厂区电力需求(kW) | 70000 | 70000 |
| 1#汽轮发电机(kW) | 50000 | 50000 |
| 2#汽轮发电机(kW) | 50000 | 50000 |
为了验证本发明中优化方法的效果，本实施例中采用不考虑碳排放的蒸汽透平布局 设计和本发明中考虑碳排放的蒸汽透平布局设计优化方法分别对上述实际案例进行布局，在布局时每级蒸汽管网和各设备的输入质量流量和输出质量流量相等，输入蒸汽能 量和输出蒸汽能量相等，利用质量和能量守恒方程进行约束优化，不考虑碳排放的蒸汽 透平布局示意图如图2所示，本发明中考虑碳排放的蒸汽透平布局示意图如图3所示， 另外图2和图3中两种布局的费用如表5所示：
表5 采用本发明的优化方法前后对比
通过表5中对比可以发现，本发明生成的考虑碳排放的蒸汽透平布局方案的总操作 费用与不考虑碳排放的蒸汽透平布局方案相比有提高，总燃料费用下降，碳排放量下降， 但外购电力费用上升，对比两种方案中驱动工艺装置的蒸汽透平在蒸汽主管间的接入位 置不尽相同，蒸汽透平、汽轮机、锅炉、减温减压器等设备中的蒸汽和水的流量也不同。在保证满足工艺装置轴功率需求的前提下，以碳排放最小为目标进行设计，模型选择将 一部分全厂电力需求由汽轮机自产转为电网外购，从而减少了锅炉对一次能源的消耗量， 实现了碳减排要求。
Claims (8)
1.一种考虑碳排放的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局优化方法，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；
确定蒸汽动力系统中能量转换设备所消耗燃料的种类以及各种燃料对应的低位发热量及CO2排放因子；
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、蒸汽动力系统整体的碳排放量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所述的考虑碳排放的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局优化方法，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、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”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所述的考虑碳排放的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局优化方法，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＝TIC+TEC+TFC+TSC+TWC+TCC；
其中，TOC为总操作费用，TIC为年化总投资费用，TEC为总用电费用，TFC为总燃料费用，TSC为总外购蒸汽费用，TWC为总除盐水费用，TCC为总碳排放成本费用；
另外，上述总碳排放成本费用TCC的计算公式为：
TCC＝CCbought-CCsold；
其中，CCbought为购买碳排放额度的成本，单位￥/h；CCsold为卖出碳排放额度的获利，单位￥/h；
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1～3任一项所述的考虑碳排放的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局优化方法，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：
其中，Wsdemand(t,s)为已知参数，表示生产工艺过程中第t个蒸汽透平设备在第s种工况下的轴功率需求，单位为KW；Msteam(t,s,n)为第t个蒸汽透平设备的第n种布局备选方案在第s种工况下通入蒸汽负荷，单位为kg/h；N为备选方案的总个数；Ws(t，n)为已知参数，表示第t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，单位为KW；BV(t,n)表示第t个蒸汽透平设备的第n种布局备选方案的选取情况，BV(t，n)＝1或0，BV(t,n)＝1表示选取第n种布局备选方案，BV(t,n)＝0表示为不选取第n种布局备选方案；
用来保证优化计算从第t个蒸汽透平设备的所有的布局备选方案中选出1个最优方案；
为已知参数，表示第t个蒸汽透平的最大蒸汽负荷，单位为kg/h。
5.根据权利要求4所述的考虑碳排放的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局优化方法，其特征在于：上述能量转换设备为直接消耗化石燃料的设备，在混合整数线性数学模型中，能量转换设备需满足以下约束条件：
其中，Qfuel(b,s)为第b个能量转换设备在第s种工况下的产热量，Qfuel(b,s)的单位为kJ/h；Msteam(b,s)和Hsteam(b,s)分别为第b个能量转换设备在第s种工况下的产气量和所产蒸汽热焓；Mblowdown(b,s)和Hblowdown(b,s)分别为第b个能量转换设备在第s种工况下排水的质量流量及排水热焓；Mwater(b,s)和Hwater(b,s)分别为第b个能量转换设备在第s种工况下给水的质量流量及能量转换设备给水热焓；Msteam(b,s)、Mblowdown(b,s)和Mwater(b,s)的单位为kJ/h；Hsteam(b,s)、Hblowdown(b,s)和Hwater(b,s)的单位为kJ/kg；ηboiler(b)代表能量转换设备效率，；
能量转换设备产热量与能量转换设备中各燃料产热量之间的关系：
其中，
为第b个能量转换设备在第s种工况下消耗第r种燃料所产生的热量，R为第b个能量转换设备内的燃料种类总数；
能量转换设备正常运行时，能量转换设备的产气量以及能量转换设备内消耗的燃料产热量满足以下条件：
其中，
和
分别表示第b个能量转换设备产气量的下限值和上限值；
和
分别代表第b个能量转换设备内第r种燃料的最小产热量和最大产热量。
6.根据权利要求5所述的考虑碳排放的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局优化方法，其特征在于：所述能量转换设备为锅炉或燃气轮机。
7.根据权利要求5所述的考虑碳排放的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局优化方法，其特征在于：
在混合整数线性数学模型中，碳排放需满足以下约束条件：
其中，CE为考核时间范围内的碳排放量，单位kg/h；SR(s)为第s种工况持续时间所占考核时间范围的比例；CEF(r)为第r种燃料所对应的碳排放因子，单位kg/kJ；
为碳排放量的绝对上限值。
8.根据权利要求7所述的考虑碳排放的蒸汽动力系统中蒸汽透平布局优化方法，其特征在于：
当考核时间范围内的碳排放量CE超出碳排放额度CEalw时，有以下关系：
CCsold＝0；CCbought＝(CE-CEalw)·CP；
其中，CP为碳交易价格，单位：￥/kg；
当考核时间范围内的碳排放量CE小于碳排放指标额度CEalw，有以下关系：
CCbought＝0；CCsold＝(CEalw-CE)·CP。
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