集中供熱系統(tǒng)熱力工況動態(tài)特性仿真及控制優(yōu)化研究.pdf

1、隨著集中供熱的大規(guī)模應(yīng)用，許多學者對集中供熱系統(tǒng)進行了大量的研究，但是目前對集中供熱系統(tǒng)整體實時性的研究較少，本文通過構(gòu)建的仿真系統(tǒng)對供熱管網(wǎng)進行了實時仿真，并對供熱系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)節(jié)及PID自動控制進行了研究。
　　 本文首先對將供熱一次網(wǎng)分為熱源、管道、節(jié)點、加熱器、水泵等子系統(tǒng)，并針對各子系統(tǒng)分別建立數(shù)學模型：根據(jù)供熱管網(wǎng)管道的特點，將其視為一元管道，然后對管道的流動、傳熱建立了求解方程；熱網(wǎng)循環(huán)水泵采用了變頻水泵，對其數(shù)學模

2、型進行了推導(dǎo)和求解；建立改進的節(jié)點方程，對其的動態(tài)特性進行了研究；建立板式換熱器的換熱模型，并求解動態(tài)響應(yīng)。
　　 隨后，本文將各子系統(tǒng)有機地結(jié)合，組成了熱網(wǎng)的整體實時仿真系統(tǒng)，對不同工況下的流動和換熱進行了研究，并對供熱系統(tǒng)事故的發(fā)生進行了討論，仿真結(jié)果表明：當某一支路的流量發(fā)生大幅度變化時，其它支路可能會發(fā)生水力失調(diào)和熱力失調(diào)等現(xiàn)象，因此必須限制支路流量的調(diào)節(jié)在一定范圍內(nèi)；在不同的工況下，由于工質(zhì)的流動滯后性和傳熱滯后性，用

3、戶出口溫度會出現(xiàn)峰值或谷值等不同的現(xiàn)象；當循環(huán)水泵和蒸汽加熱器發(fā)生故障，停止工作時，由于管道、水、換熱器等的蓄熱作用，供熱系統(tǒng)的加熱作用需要經(jīng)過一段較長時間才會逐漸消失，不過這種事故將會導(dǎo)致汽化等現(xiàn)象的發(fā)生；當節(jié)點發(fā)生泄露時，泄露位置的不同，各支路用戶的流量和溫度會出現(xiàn)上升、下降等不同的變化，這對于從運行變化上發(fā)現(xiàn)泄露是非常有幫助的。
　　 為了實現(xiàn)供熱系統(tǒng)支路的自動控制，本文設(shè)計了基于二自由度的PID一次熱網(wǎng)支路控制器，對PI