多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)調(diào)峰方式及綜合優(yōu)化研究.pdf

1、近年來我國采暖熱負(fù)荷增長迅速,采暖能耗占建筑總能耗的比例逐年提高,集中供熱導(dǎo)致的季節(jié)性大氣污染問題也日益嚴(yán)重。為改善現(xiàn)狀,在我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的背景下,多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)逐漸得到更多的應(yīng)用。但我國對多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)的技術(shù)研究存在一定的滯后,在系統(tǒng)的選擇和設(shè)計方面尚缺乏系統(tǒng)的綜合優(yōu)化理論和決策模型。對此,本文在分析幾種常見多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)形式和特點的基礎(chǔ)上,建立了其熱平衡方程,討論了它們的運行調(diào)節(jié)方式,分析了調(diào)節(jié)方式對系統(tǒng)設(shè)計和運行的影

2、響,考慮了經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、能源和環(huán)境等指標(biāo)對系統(tǒng)性能的影響,并將隨機(jī)可接受性分析(SMAA)理論引入到多熱源聯(lián)合供熱的綜合優(yōu)化研究中。
　　文中分析了幾種常見多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)形式、連接方式及特點,建立了二級網(wǎng)全部熱力站等比例調(diào)峰和一級網(wǎng)集中燃?xì)夂腿济哄仩t調(diào)峰多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)的熱平衡方程,對它們的優(yōu)化運行調(diào)節(jié)方式進(jìn)行了研究。結(jié)果表明一級網(wǎng)純質(zhì)調(diào)節(jié)不能滿足多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)的運行調(diào)節(jié)要求。建立了以費用年值為目標(biāo)函數(shù)的多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)

3、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析模型和基于能質(zhì)系數(shù)的能耗分析模型,研究了調(diào)節(jié)方式對多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)初投資和運行費用的影響,以及多種調(diào)峰方式的經(jīng)濟(jì)性及能耗隨基本負(fù)荷比β值的變化趨勢。
　　探討了二級網(wǎng)部分熱力站調(diào)峰聯(lián)合供熱系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)和負(fù)荷調(diào)度遵循的一般規(guī)律,結(jié)果表明該系統(tǒng)應(yīng)采用質(zhì)量-流量綜合調(diào)節(jié)的方法進(jìn)行供熱調(diào)節(jié),調(diào)峰開始后用改變熱力站間流量分配的手段進(jìn)行負(fù)荷調(diào)度。針對新建和改擴(kuò)建的二級網(wǎng)部分熱力站燃?xì)忮仩t調(diào)峰聯(lián)合供熱系統(tǒng),分別給出了確定調(diào)峰鍋爐的

4、設(shè)置位置和容量及系統(tǒng)最優(yōu)基本負(fù)荷比的方法。比較了二級網(wǎng)全部熱力站燃?xì)忮仩t等比例調(diào)峰和部分熱力站燃?xì)忮仩t調(diào)峰方案的優(yōu)劣。
　　建立了一種新型的基于最新大氣擴(kuò)散模式AERMOD的多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)熱源環(huán)境影響模擬和評價模型,考慮了熱源和人口分布的影響,在模擬污染物擴(kuò)散空間分布的基礎(chǔ)上,提出綜合反映供熱系統(tǒng)熱源大氣環(huán)境影響的指標(biāo)——污染物平均空間分布(MSD)。利用政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫和計算方法討論多熱源聯(lián)合

5、供熱系統(tǒng)的溫室氣體CO2減排潛力。將上述模型應(yīng)用到幾種常見多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)形式中,研究二級網(wǎng)全部熱力站燃?xì)忮仩t等比例調(diào)峰和部分熱力站燃?xì)忮仩t調(diào)峰,一級網(wǎng)集中燃?xì)夂腿济哄仩t調(diào)峰的大氣環(huán)境影響,并比較集中和分布式燃?xì)忮仩t調(diào)峰對大氣環(huán)境影響的區(qū)別。
　　建立了多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)綜合優(yōu)化指標(biāo)體系,引入基于互補(bǔ)判斷矩陣的模糊層次分析法來計算指標(biāo)權(quán)重。為克服采用單一權(quán)重向量對權(quán)重判斷信息利用不足的缺點,提出權(quán)重可行域的概念,將傳統(tǒng)的權(quán)重向量

6、擴(kuò)展到權(quán)重空間。
　　最后,基于SMAA開展了多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)的綜合優(yōu)化。建立了可同時處理定量和定性問題的SMAA-2和SMAA-O有機(jī)結(jié)合模型,采用Monte-Carlo法模擬具有特定概率密度的指標(biāo)和權(quán)重分布,通過計算各方案的相關(guān)統(tǒng)計量,如全局可接受性指標(biāo)、效用函數(shù)、排序可接受性指標(biāo)、中心權(quán)重向量、置信因子和交叉置信因子等進(jìn)行綜合優(yōu)化,并分析了各方案對所有指標(biāo)的部分效用函數(shù),研究了不同指標(biāo)對供熱方案效用函數(shù)的貢獻(xiàn)程度。利用上述

7、模型研究以燃煤鍋爐房為基本熱源的多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)的調(diào)峰方式綜合優(yōu)化。基于SMAA的多指標(biāo)綜合優(yōu)化不僅給出了指標(biāo)表現(xiàn)值分布和權(quán)重可行域內(nèi)可能的最優(yōu)方案,還給出了這些方案達(dá)到最優(yōu)的中心權(quán)重向量和概率,采用了交叉置信因子來進(jìn)一步區(qū)分比較相近的方案,根據(jù)全局可接受性指標(biāo)對方案進(jìn)行排序,增強(qiáng)了綜合優(yōu)化結(jié)論的合理性和可靠性。
　　本文在總結(jié)幾種常見多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)形式的基礎(chǔ)上,給出了不同系統(tǒng)設(shè)計及運行工況的相關(guān)參數(shù)計算方法,分別建立了各種