寒冷地区集中供热输配系统节能研究

管网输配系统的节能研究对于降低供热系统的能耗有着重要作用,对于集中供热系统的优化设计与运行调节具有一定的参考价值。文章在介绍不同供暖系统型式的基础上,围绕节约输配能耗,分别对传统集中供热系统、分布式供热系统和基于环路拓展的集中供热系统的管网输配能耗进行了计算分析,并以天津市某热力管网改造工程为实例,计算并分析了四种工况下,以热水为媒介,各集中供热系统的输配能耗。结果表明:在设定的供热工况下,相比传统集中供热系统而言,采用分布式供热系统,用变速泵代替调节阀可节能29.5%;基于环路拓展集中供热系统通过调节混水比最高节能67%;一次网变流量运行可节能80.1%。     

一种新的分布式水泵供热布置方案分析

供热管网的用户端应用分布式水泵代替阀门来调节水力工况有助于节约水泵能耗。在比较单热源枝状管网采用传统阀门调节和分布式水泵调节供热方案的水力工况和节能性能的基础上,提出一种新的分布式水泵供热布置方案。通过理论及案例分析了多热源环状管网应用这一新方案下的变工况水力调节性能、水温稳定性能及节能性能。结果表明,新的分布式水泵布置方案有利于降低供热系统的功耗、减缓用户水温波动,并具有供热质与量的调节相对独立、调节控制策略简便的特点。     

城市供热管网MATLAB仿真建模分析

供热管网水力工况分析是明确供热管网运行状况的基础。对实际供热管网水力工况进行仿真分析,有利于供热管网水力失调问题的解决。文章采用MATLAB软件,以章丘市经十东路段部分集中供热管网为研究对象,对其复杂的拓扑结构进行分层分析,并基于供热管网水力工况理论模型建立了其水力工况仿真模型。通过仿真重点解决了实际集中供热管网多用户支路并联与不同换热站高程差问题,采用测压管压力水头图代替传统的压力水头图,并通过模拟管网参数运行调节实现了供热管网水力平衡,得到了各热用户流量和节点压力值,为实际大型复杂供热管网模拟分析及优化运行提供了思路和方法。     

热水集中供热管网泄漏故障诊断模型

为了降低热水集中供热管网泄漏故障率及提高故障点检测效率,应用网络图论理论,建立管网节点泄漏水力工况计算模型。该模型采用供热管网平面拓扑结构,能够对管网节点泄漏工况进行模拟与预测。针对模拟管网水泵定扬程运行方式,分析供回水干管不同泄漏节点、不同泄漏量对管网水力工况的影响。结果发现：供水干管发生泄漏,会导致用户压差及流量减小;而回水干管发生泄漏,则增大。无论供水或回水干管,泄漏点之前各用户离泄漏点越近,变化程度越大;泄漏点之后各用户变化程度相同,且均大于泄漏点之前各用户。     

热计量变流量供热系统室外管网动态水力失调与控制

热计量供热系统中用户自主调节流量会引起系统管网水力工况的变化,从而导致水力失调.因此,研究用户自主调节变流量供热系统中室外管网的水力工况特性及其控制方法,对于热计量变流量供热系统的节能运行调节具有重要的指导意义.分析变流量供热系统中循环水泵变频调速的控制方式和末端压差控制的热网管路特性;根据自力式压差控制阀可控压差和流量范围,结合工程实例研究热计量系统中用户自主调节所致的变流量供热系统室外管网的水力工况变化,提出以下控制策略:加大末端用户压差设定值或改变最不利压差控制点位置、或同时监控最不利用户和次不利用户压差并在最不利用户和次不利用户处设置分布式加压泵.     

基于差分进化算法的供热节能控制系统

针对公共建筑集中供热系统能耗高、自动调节和实时监控难度大的问题,将数字温度传感器、芯片控制技术及CAN总线技术结合到一起,设计了一种基于差分进化算法的神经网络控制的公共建筑集中供热系统.系统具有降低遗传算法复杂性、快速收敛的优势,且自适应能力较强,能够实现供热流量自动调节和网络实时监控.为了验证该系统的节能效果,与传统节能控制系统的供热消耗进行了试验比较,结果表明,该系统最低平均节能10.1%,最高节能16.3%,节能效果更好.     

热水供热系统中有汽泡时的水力计算

本文分析了热水供热系统中汽泡的形成及其对供热系统的影响,讨论了供热系统常规水力计算方法的局限性,提出了热水供热系统中有汽泡时的水力计算模型,实际应用结果表明本文提出的方法是行之有效的,可以用来分析系统中的压力变化情况,为供热系统设计和安全运行提供依据。     

基于分户计量供热系统的能耗分析

对小区集中供热系统的围护结构热负荷的计算与影响围护结构的主要能耗进行了分析,提出了在分户计量供热系统下降低建筑能耗的改进措施.     

城市大型热源联网运行管网布置方案的探讨

城际大型热源联网运行具有明显的社会、环境和经济效益，能有效地提高集中供热的安全性和质量，在分析联网运行制约因素的基础上，提出了一种新的联网方案——串联热源的同程式供热管网方案，即通过相互间加热回水，联网的各热源将各自的热量转移到城市的集中供热管网，各供热区间的管网布置为同程式，并对该方案进行了初步的分析和研究，着重讨论了其在水力工况和水力稳定性方面的性质。     

分户水平式供暖系统水力计算模型及求解方法

针对目前对分户水平式供暖系统水力计算的研究落后于其应用这一现状,提出了一套新的水力计算方法．基于流体运动连续性方程和能量方程,采用图论的方法,建立了系统水力工况的数学模型．该模型将重力作用压头作为流动动力写入环路能量平衡公式中,从设计角度考虑了该量对系统的影响．应用闭合环路平差的方法实现了管网状态非线性方程组的求解,在平差过程中,根据水平支路的温降调整所在环路的管径,并实现各管段流量、重力作用压头和系统所需资用压头值的循环迭代,使其分别逼近真值．该方法用平差所得流量分别计算各水平支路的温降,使不等温降法适用于该系统型式,从而有利于减轻系统的竖向失调,提高分户热计量供暖系统的质量．     

论节能技术在供暖系统设计中的应用前景

对于一个建筑物供暖系统，要减少投资，节约能耗，满足用户使用要求，单从选择供暖系统形式和布置散热器角度出发，前途有限。本文从改善人体卫生条件及节能两方面考虑，指出了解决多看的方向和方法。     

基于最小流量的液压机械臂冗余分解

针对冗余液压机械臂预设轨迹下的能量优化问题,提出基于最小流量的液压机械臂冗余分解方法. 采用D-H参数法推导液压机械臂的运动学方程,构建末端速度与液压缸缸速的映射,建立系统能耗模型. 基于最小缸速范数法求解能量次优的冗余分解以部分降低能耗. 以液压系统流量最小为目标,通过优化加权雅可比矩阵求解能量最优的冗余分解. 为了提高计算效率,提出加权雅可比矩阵权值的动态优化方法,实现在线最优运动规划. 在研制的液压机械臂试验平台对冗余分解方法进行试验验证. 三关节平面运动试验结果表明,相比于现有梯度投影法和最小缸速范数法,所提最小流量优化方法相同末端轨迹的运动能耗降低超过5%.     

集中供热系统水力调节方法

针对目前城市集中供热系统普遍存在的水力失调现象,采用流体网络分析法,建立集中供热系统水力工况的数学模型,并给出求解数学模型的算法;根据模拟分析法,采用网络开发语言JAVA,对具体实例编制相应的模拟调节软件,为有效解决集中供热系统的水力失调问题提供一种新方法.     

地面辐射采暖的热经济学分析

利用年度化费用的方法对地面辐射采暖进行了热经济分析,研究发现,存在最佳的采暖管间距,使得采暖的年度化费用达到极小值,最佳管间距根据管材费用,供水平均温度和燃料的火用单价确定。与散热器采暖比较,地面辐射采暖节约能耗费用大约50%。地面辐射采暖的最小年度化费用比散热器采暖的年度化费用减少10%左右,是一种值得推广的经济节能型供暖方式。     

提升风能消纳清洁供热项目的经济性优化配置

在中国三北地区,热电联产机组"以热定电"的运行调节模式是供暖季出现严重弃风的重要原因之一.推进电供热、配置蓄热设备是促进风电消纳、降低系统能耗的有效方式.为实现清洁供热项目的经济性最优,提出了一种基于遗传算法和传统机组组合的双层优化模型.首先,在分析热、电能源供需的基础上,给出了区域能源系统的典型结构;然后,将日内净收益作为经济性优化的定量评价指标;通过分析能源系统的短期优化调度方式,得到最终的双层优化模型.在该模型中,外层优化利用遗传算法对不同的配置组合情况进行全局搜索,内层优化则通过求解线性规划给出特定组合条件下清洁供热项目的日内净收益.案例分析表明,清洁供热项目的经济性最优配置与区域能源系统的热、电负荷、风电出力特性和社会经济条件有关;同时,遗传算法可稳定收敛到全局最优点附近,优化计算结果完全满足工程应用的要求.另外,虽然清洁供热改造能够显著降低系统的弃风量,但出于经济性考虑,弃风并不能完全消除.     

工业区管网扩供节能模拟研究

根据工业区供热管网具有白天与夜间热负荷不同的特点,研究管网扩建后供热节能运行方案,利用MATLAB语言编制了水力工况模拟程序,通过模拟分析的方法研究利用现有供热管网实现全部建筑供热的可及性,同时提出采取有效的节能运行措施实现全部建筑的正常供热.本文对具体工业区供热管网进行研究,得出适合工业管网扩供运行的节能方案.