蒸汽供熱管網(wǎng)優(yōu)化設計研究.pdf

1、提高能源利用率和降低環(huán)境污染已經是全球重視的課題。隨著城市建設規(guī)模的擴大和熱用戶的不斷增多,進行城市集中供熱管網(wǎng)的優(yōu)化研究,不但對節(jié)約投資、降低供熱能耗等有重要意義,而且實現(xiàn)供熱的安全可靠,具有重要的社會效益。國內外學者對熱網(wǎng)的優(yōu)化設計進行了廣泛的研究,提出的優(yōu)化方法大多只針對以熱水為熱媒的供熱管網(wǎng)進行管徑規(guī)格的優(yōu)化設計。本論文在管網(wǎng)優(yōu)化設計的目標函數(shù)中涵蓋了由于散熱損失引起的運行成本,增加了保溫層厚度值作為決策變量,解決以蒸汽為熱媒的

2、城市集中供熱管網(wǎng)中管道規(guī)格和保溫層厚度的優(yōu)選這一類通用問題。 作者在閱讀大量中外有關文獻的基礎上,以管徑規(guī)格和保溫層厚度為決策變量,目標函數(shù)包括兩部分：管材、保溫材料等費用；管網(wǎng)運行時散熱損失費用。采用運籌學中的整數(shù)規(guī)劃和動態(tài)規(guī)劃,通過優(yōu)選管徑規(guī)格和保溫層厚度,求使得目標函數(shù)最小或較小的多種解決方案。利用VC++開發(fā)出蒸汽供熱管網(wǎng)優(yōu)化設計軟件,能夠在輸入管網(wǎng)結構數(shù)據(jù)(如管長、阻力件和熱力件)和各熱用戶點的需求參數(shù)(如蒸汽流量、壓

3、力和溫度設計參數(shù))基礎上,根據(jù)約束條件優(yōu)化選擇管網(wǎng)中各管段的管徑規(guī)格和保溫層厚度,并且快速返回按照目標函數(shù)(即管網(wǎng)系統(tǒng)總投資運行費用)從小到大排列的多組可行方案,方案結果包括管網(wǎng)的總體項目參數(shù)(如總投資運行費用),各管段蒸汽流速,壓力溫度參數(shù)和各個熱用戶點的流量,溫度壓力參數(shù)等,軟件還可將可行方案以Excel,Access和AutoCAD形式輸出。本論文還對帶有環(huán)形的蒸汽供熱管網(wǎng)計算過程進行深入剖析,針對蒸汽可壓縮性和比容受壓力參數(shù)影響

4、大的特點對傳統(tǒng)的解節(jié)點方程法和解環(huán)方程法加入熱力計算過程,利用MATLAB編寫出計算程序。將以上開發(fā)的優(yōu)化設計軟件和MatMb計算程序分別應用于蒸汽供熱管網(wǎng)項目實例,結果顯示：優(yōu)化設計軟件得出的最優(yōu)解決方案目標函數(shù)值,即投資和運行總費用較傳統(tǒng)算法明顯減少,優(yōu)化節(jié)能效果很好；MatMb程序成功計算了帶有環(huán)形的蒸汽管網(wǎng)各節(jié)點的壓力和溫度參數(shù)。 結果表明,本文所提出的模型算法達到了預期要求,從節(jié)能性和技術性的角度出發(fā),成功解決蒸汽供熱