供熱管網動態(tài)特性及其控制策略研究.pdf

1、集中供熱系統(tǒng)是一個十分復雜的多變量控制系統(tǒng)，供熱面積大，影響因素多，內部關聯(lián)性強，滯后時間長，非線性嚴重。現(xiàn)在供熱系統(tǒng)，大多采用供熱熱計量。用戶采暖末端安裝溫控閥，用戶可以自主的根據用熱需求調節(jié)室溫，促進用戶節(jié)能積極性的同時，也給供熱運行調節(jié)提出了新的要求。
　　 本文的目的是建立供熱系統(tǒng)仿真模型，研究供熱系統(tǒng)在變流量運行過程中，一次網和二次網的流量和壓力的動態(tài)變化，提出供熱管網的控制策略，以此適應這種動態(tài)的水力特性，采用合理的

2、控制策略和調節(jié)手段，實現(xiàn)系統(tǒng)的運行穩(wěn)定和節(jié)能要求。
　　 本文研究的供熱系統(tǒng)，含有混水站，通過混水泵，將用戶末端較低溫度的回水，部分引入供水管中，與熱網的高溫水混合，達到用戶所需的溫度與流量，然后供給用戶使用。在這種供熱方式中，熱效率高，一次網供水直接作用于用戶端，少了中間換熱器的轉換，提高了熱效率。能更多的消除管網在熱媒輸送過程中的無效電耗，進而提高管網的輸送效率。二次網的供回水溫差較一次網進一步降低，流量增大，有利于二次網的

3、水力平衡;一次網的溫差通過混水作用增大，流量減小，實現(xiàn)了“小流量，大溫差”的供熱方式。但是，這種供熱管網系統(tǒng)的二次網與一次網相連通，供熱用戶末端的調節(jié)和混水站循環(huán)泵的調節(jié)都會改變整個管網的阻力特性，影響整個管網的流量分配。
　　 這種管網系統(tǒng)結構復雜，耦合性強。根據管網的流量、壓力的變化，提出合適的供熱控制策略，使該供熱管網系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、節(jié)能的運行，豐富集中供熱系統(tǒng)運行調節(jié)方面的研究。基于此，本文提出供熱系統(tǒng)的控制策略:利用時

4、間序列方法進行負荷預測，減少調節(jié)滯后的影響。為減少循環(huán)水泵能耗，利用預測的負荷，通過負荷比等于流量比，確定管網的供水流量、供水溫度和回水溫度，使一次網流量在相對較低的流量下輸送熱量。在各熱力站的控制過程中，由于調節(jié)供回水平均溫度，能在不同的系統(tǒng)流量下皆可達到預期用戶室溫，因此，供水溫度一定時，調節(jié)電動調節(jié)閥，使各個混水站回水溫度達到下一時刻理想的回水溫度。至此熱力站的供回水溫差就限定在某一范圍內，從而循環(huán)水泵保證用戶處水力平衡既可，故對

5、循環(huán)水泵采用定末端壓差的方法進行控制，以此保證二次網水力平衡。
　　 根據供熱管網實際系統(tǒng)建立仿真模型，從供熱初期工況下、室外平均溫度工況下和室外最低溫度工況下，分別選擇典型供熱時間段，進行系統(tǒng)仿真模擬。根據仿真結果，觀察供熱系統(tǒng)控制效果，并與常規(guī)控制策略下供熱系統(tǒng)鍋爐和水泵能耗進行對比分析。與常規(guī)控制相比，鍋爐運行約節(jié)能2.7％～5.9％，主循環(huán)水泵運行約節(jié)能7.2％～10.2％。總體來看，本文提出的控制策略，在供熱系統(tǒng)運行調