發(fā)布時(shí)間：2020-11-11 13:50

　　 隨著人們生活水平的提高,人們對環(huán)境的保護(hù)意識越來越強(qiáng)烈,集中供熱事業(yè)得以迅速發(fā)展。但集中供熱系統(tǒng)仍存在運(yùn)行調(diào)控技術(shù)不成熟,自動(dòng)化水平低等問題,導(dǎo)致集中供熱系統(tǒng)能耗增大,能源利用率低。為了提高集中供熱系統(tǒng)的能源利用率,達(dá)到節(jié)能降耗的目的,本文首先提出基礎(chǔ)流量的概念,并結(jié)合圖論相關(guān)知識及基爾霍夫定律,建立供熱管網(wǎng)水力工況模型;利用可及性分析法,確定供熱管網(wǎng)的基礎(chǔ)流量。其次,依據(jù)相似理論,設(shè)計(jì)并搭建了供熱管網(wǎng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)模擬單熱源枝狀管網(wǎng)系統(tǒng),由2臺(tái)變頻循環(huán)泵(一備一用)、4個(gè)用戶組成。實(shí)驗(yàn)過程中通過改變用戶1-4上閥門的開度來實(shí)現(xiàn)不同工況。實(shí)驗(yàn)研究表明:(1)管網(wǎng)未進(jìn)行初調(diào)節(jié)時(shí),通過水力工況模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對比分析,得出同一頻率下,管網(wǎng)的壓力、流量變化情況基本吻合。循環(huán)水泵的頻率為50HZ時(shí),用戶資用壓差的最大誤差為1.81%,而流量的誤差最大為0.88%。并且通過分析最不利用戶的流量及壓差變化得出,當(dāng)循環(huán)水泵的頻率為26.5HZ時(shí),管網(wǎng)的循環(huán)流量為系統(tǒng)的基礎(chǔ)流量,說明可及性分析法可用于確定管網(wǎng)的基礎(chǔ)流量。(2)通過關(guān)閉除最不利用戶外任一用戶進(jìn)行實(shí)驗(yàn),同樣得出同一頻率下,管網(wǎng)的壓力、流量的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值變化趨勢一致。并且得出關(guān)閉距離最不利用戶越近的用戶,管網(wǎng)循環(huán)流量達(dá)到基礎(chǔ)流量時(shí),循環(huán)水泵頻率越小。(3)通過設(shè)計(jì)一組正交試驗(yàn),得出管網(wǎng)流量為基礎(chǔ)流量時(shí)循環(huán)水泵頻率大小主要取決于最不利用戶的阻力。并且,當(dāng)用戶的阻力在一定范圍內(nèi)變化時(shí),管網(wǎng)流量達(dá)到基礎(chǔ)流量所需循環(huán)水泵的頻率變化不大,其變化區(qū)間為26-27.5HZ。為了滿足用戶的需求,管網(wǎng)在運(yùn)行過程中循環(huán)水泵的頻率不得低于該區(qū)間。最后通過分析供熱系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用,建立運(yùn)行參數(shù)向量與供熱系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用間的數(shù)學(xué)模型,分析滿足用熱需求及相關(guān)規(guī)定的約束條件,并簡單介紹了利用非線性規(guī)劃理論求解模型的方法。該模型的建立為供熱系統(tǒng)混合調(diào)節(jié)提供了理論指導(dǎo)。其中,基礎(chǔ)流量的限定,確保了供熱系統(tǒng)在混合調(diào)節(jié)的過程中不會(huì)發(fā)生水力失調(diào)。
【學(xué)位單位】：河北建筑工程學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TU995
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 供熱系統(tǒng)水力建模及水力調(diào)節(jié)研究現(xiàn)狀
    1.3 供熱系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化與運(yùn)行調(diào)節(jié)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國內(nèi)供熱系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化與運(yùn)行調(diào)節(jié)研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國外供熱系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化與運(yùn)行調(diào)節(jié)研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 供熱系統(tǒng)水力工況模型的建立及基礎(chǔ)流量的確定
    2.1 供熱系統(tǒng)水力計(jì)算基本公式
        2.1.1 管段的阻力損失
        2.1.2 管段的沿程阻力損失
        2.1.3 管段的局部阻力損失
    2.2 圖論的基本概念與基爾霍夫定律
        2.2.1 圖論的基本概念
        2.2.2 圖的關(guān)聯(lián)矩陣與回路矩陣
        2.2.3 基爾霍夫定律
    2.3 供熱管網(wǎng)水力工況模型的建立
    2.4 供熱管網(wǎng)水力工況模型的求解
    2.5 基礎(chǔ)流量的確定
        2.5.1 可及性分析法
        2.5.2 基礎(chǔ)流量的確定
    2.6 本章小結(jié)
第3章 供熱管網(wǎng)基礎(chǔ)流量實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建
    3.1 相似理論
        3.1.1 流動(dòng)的力學(xué)相似
        3.1.2 動(dòng)力相似準(zhǔn)則
        3.1.3 雷諾相似
    3.2 實(shí)驗(yàn)管網(wǎng)的設(shè)計(jì)
        3.2.1 實(shí)際工程概況
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)管網(wǎng)設(shè)計(jì)
    3.3 實(shí)驗(yàn)管網(wǎng)設(shè)備選型
        3.3.1 循環(huán)水泵的計(jì)算與選擇
        3.3.2 補(bǔ)水泵的計(jì)算與選擇
        3.3.3 補(bǔ)水箱的計(jì)算與選擇
    3.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)備選擇及位置安裝
    3.5 實(shí)驗(yàn)管網(wǎng)的研究內(nèi)容
    3.6 本章小結(jié)
第4章 管網(wǎng)水力工況計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.1 工況I：管網(wǎng)未經(jīng)過初調(diào)節(jié)
        4.1.1 管網(wǎng)流量的變化情況
        4.1.2 各用戶壓差的變化情況
    4.2 工況II：關(guān)閉除最不利用戶外的任一用戶
        4.2.1 關(guān)閉用戶1時(shí)管網(wǎng)的基礎(chǔ)流量
        4.2.2 關(guān)閉用戶2時(shí)管網(wǎng)的基礎(chǔ)流量
        4.2.3 關(guān)閉用戶3時(shí)管網(wǎng)的基礎(chǔ)流量
        4.2.4 工況II水壓圖分析
    4.3 工況III：基礎(chǔ)流量變化規(guī)律研究
        4.3.1 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
        4.3.2 正交試驗(yàn)結(jié)果分析
    4.4 誤差分析及數(shù)據(jù)處理
        4.4.1 系統(tǒng)誤差
        4.4.2 隨機(jī)誤差
    4.5 本章小結(jié)
第5章 供熱系統(tǒng)混合調(diào)節(jié)偏優(yōu)工況的確定及應(yīng)用
    5.1 間接連接供熱系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)
        5.1.1 二次管網(wǎng)系統(tǒng)供熱調(diào)節(jié)的基本公式
        5.1.2 一次管網(wǎng)系統(tǒng)供熱調(diào)節(jié)的基本公式
    5.2 供熱系統(tǒng)運(yùn)行工況偏優(yōu)關(guān)系的建立
    5.3 供熱系統(tǒng)混合調(diào)節(jié)運(yùn)行費(fèi)用模型的建立
        5.3.1 系統(tǒng)運(yùn)行電費(fèi)的計(jì)算
        5.3.2 系統(tǒng)運(yùn)行熱費(fèi)的計(jì)算
        5.3.3 約束條件
        5.3.4 供熱系統(tǒng)混合調(diào)節(jié)運(yùn)行費(fèi)用模型的建立
    5.4 模型的求解分析
    5.5 模型的指導(dǎo)意義
    5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 展望與不足
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果
致謝

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2879265