多熱源環(huán)狀供熱管網(wǎng)水力特性仿真及實驗研究.pdf

1、隨著城鎮(zhèn)集中供熱的發(fā)展，多熱源環(huán)狀管網(wǎng)以其能耗低、經(jīng)濟效益高、安全可靠、可操作性強等優(yōu)點受到越來越多關(guān)注。但多熱源環(huán)狀管網(wǎng)由于熱源多、拓撲結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致其水力運行工況與水力特性難以掌握，特別是各水力交匯點的確定，直接影響各熱源的實際供給范圍。因此，在多熱源環(huán)狀管網(wǎng)運行時，要確保管網(wǎng)達到水力平衡狀態(tài)，明確水力交匯點位置，從而保證管網(wǎng)供熱質(zhì)量，滿足用戶熱需求。
　　首先，本文以圖論為基礎(chǔ)，利用基爾霍夫定律、管路特性方程和環(huán)能量方程，利

2、用MATLAB軟件，建立了多熱源環(huán)狀管網(wǎng)水力工況計算的仿真模型。通過比較分析，確定采用以阻力平方區(qū)公式為基準(zhǔn)的管段阻力數(shù)計算式。多熱源仿真模型先以最小平方和進行環(huán)狀網(wǎng)流量分配，再調(diào)節(jié)閥門的阻力使每個用戶滿足理想流量。根據(jù)水力交匯用戶兩側(cè)的流量分布，可知整個環(huán)網(wǎng)的流量分配，并計算出整個管網(wǎng)用戶的阻力，使環(huán)狀網(wǎng)簡化為枝狀網(wǎng)，在保證管網(wǎng)計算結(jié)果準(zhǔn)確的前提下降低了管網(wǎng)水力計算的復(fù)雜性。
　　其次，本文搭建了多熱源環(huán)狀管網(wǎng)實驗臺，實驗設(shè)備主

3、要包括水泵、電磁流量計、壓力表、溫度計、球閥、平衡閥、不同管徑的不銹鋼管等。實驗管網(wǎng)主要運行參數(shù)，如流量、壓力及溫度均實現(xiàn)在線實時監(jiān)測，且實驗臺可通過閥門的開閉形成多種模式的管網(wǎng)。針對單熱源環(huán)狀管網(wǎng)與雙熱源環(huán)狀管網(wǎng)兩種型式，分別建立其水力仿真模型。同時，基于所建立的仿真模型與相應(yīng)的實驗管網(wǎng)，對管網(wǎng)處于水力平衡時，水力交匯點位置以及水力特性等問題分別進行了仿真和實驗研究。
　　在仿真模型中，通過改變供回水干管上的閥門、個別用戶閥門，

4、觀察用戶的壓力、流量變化，與實驗的數(shù)據(jù)相比較找到水力交匯用戶，得出交匯點的位置與模型一致，并且用戶水力實驗數(shù)據(jù)的變化趨勢與模型中用戶的水力變化趨勢基本一致。在單熱源環(huán)狀管網(wǎng)中，用戶資用壓差最大誤差為1.06％，用戶流量最大誤差為3.24％;而在雙熱源管網(wǎng)中，用戶資用壓差最大誤差為1.17％，用戶流量最大誤差為3.52％。通過比較兩種型式管網(wǎng)仿真模型數(shù)據(jù)與實驗數(shù)據(jù)，驗證了本文所提出的多熱源環(huán)狀管網(wǎng)水力建模方法及所建模型的有效性與可靠性。本