多热源多环空间热网水力工况模拟与分析方法

摘要：多热源联网运行系统中的集中热网水力分析是我们本篇文章的研究内容，也是我们近几年来，国家大力发展的项目和工业研究项目，随着我们对于多热源联网的了解和深入的探讨，我们知道，越来越多的国家对于集中热网水力的分析已经提到一个很高的地位，一般设有专门的研究部门以及专业的研究人员，来对多热源联网运行集中热网水力进行分析和探讨，这就更大程度上的对我们的集中供热以及多热源联网的问题提供了解决方案。

关键词：集中供热；多热源联网；问题随着现代社会对于城市建设以及工业发展的进一步需求，我们社会对于供热系统的发展也有一个总的研究目标，旨在将供热系统向着大型化、多热源方向发展，我们都知道的是，多热源联网运作的方式与单热源运行调度不同，多热源联网运行的水力和热力过程相当复杂，运行调度的难度成倍增加。

所以也就需要我们社会对于多热源联网运行的支持以及对于工程项目持续的关注。

对于多热源联网运行的过程中，我们需要注意很多问题，首先，我们要对多热源联网运行水力的过程了解的非常透彻，我们要知道关于多热源联网运行的一些相关内容，弄清楚什么是多热源联网运行，以及如何才能更好的进行多热源联网运行过程中的水力分析，在最大的程度上保证工程的实施和运行，其次要了解热网水力的运行原理以及运行的一些步骤和过程分析，从最大程度上的让研究和分析的结果变得更加的有利，也使得研究的内容更加丰富。

1 多热源联网运行水力过程模拟分析多热源联网运行时，热源分布在热网的不同位置，存在水力汇交点。

所谓的多热源联网运行中的水力汇交点，就是指当各个热源的运行工况发生变化时，水力汇交点将移动，热网的压力分布和流量分布也将随之变化，也就是说，水力压力是变化的，不确定的，根据一系列的数据变化从而发生变化，而且单热源枝状网运行时的水力工况变化的一致性和等比例原则在多热源联网运行时不再适用。

也就是说，这些方面是相互联系同时也是相关的，由于各个热源之间的相互作用，联网后的水力工况与各个热源解裂运行的水力工况会有很大的变化。

多热源集中供热系统水力性能优化方法
杨红;王智伟
【期刊名称】《分布式能源》
【年(卷),期】2022(7)2
【摘要】在建筑节能的趋势下,多热源联合的集中供热系统以其能源节约性、供热可靠性、系统灵活性等优势受到了行业的普遍关注。

但由于热源数量的增加,集中供热系统的管网复杂度显著增加。

对于大多数多热源集中供热系统,通常难以获得最佳水力工况以达到理想的供热效果。

为此,提出了一种优化调节策略,其基本思想为:用图论的方法建立多热源集中供热系统的数学模型,结合协同论的思想,以系统总泵功最小为优化目标,以质量平衡、能量平衡、系统供需平衡为限制条件,并引入热源偏好性因子,建立协同优化方程,求解满足系统水力工况需求、热力工况需求、热源调度需求的最优调节方法。

将该策略应用于某多热源集中供热系统,结果表明,优化调节策略可以将各换热站的供需匹配度保证在预期的范围内,同时,相较于压差控制策略,可以降低21%的系统总泵功。

【总页数】10页(P34-43)
【作者】杨红;王智伟
【作者单位】西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TK01;TU833
【相关文献】
1.双热源集中供热枝状管网最优水力交汇点分析
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3.北欧三国集中供热的热源与系统：北欧三国考察报告之一—瑞典的集中供热
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R E A LE S T A T EG U I D E |１７７㊀多热源共网热水供热系统运行分析杨洛祎㊀(北京市热力集团有限责任公司海淀分公司㊀北京㊀１０００８６)作者简介:杨洛祎(１９９０．１２－),男,北京海淀人,汉族,本科学历,目前职称为助理工程师,研究方向为多热源共网热水供热系统运行分析.[摘㊀要]㊀我国很多地区在冬季的温度都非常低,需要供热系统的完善建设来促进系统运行供热质量水平的提升.如今我国热水供热系统经过不断的技术改良和创新,构建了多热源共网热水供热系统运行模式,具备低能耗的环保优势,但是同样也存在供热量不均衡㊁热源效率低等问题.因而本文围绕多热源共网热水供热系统运行进行研究,先分析多热源共网供热系统及系统运行的基本特征,后探讨系统运行及优化措施,以供参考.[关键词]㊀多热源;共网热水供热系统;燃煤锅炉[中图分类号]T U ８３３㊀㊀㊀[文献标识码]A㊀㊀㊀㊀[文章编号]１００９－４５６３(２０２２)０９－１７７－０３引言在北方气候较为寒冷的地区,采暖供热系统的建设是基础设施的重点内容.随着经济水平与技术水平的不断提升,我国采暖供热系统的建设与运行成熟度随之提升.大部分地区均应用多热源共网热水供热系统,在供热系统当中设置了多个热源,共同联合构建供热系统网,具备绿色环保功能,若是其中一个热源出现问题时,其他的热源也可以继续进行供热,保证供热系统持续稳定的运行.一㊁多热源共网供热系统及系统运行的基本特征㊀㊀(一)多热源共网供热系统特征供热系统中多个热源的特征㊁规格并不统一,存在明显的差异性,热源运行应用的燃料不同,购买成本也不一样,这样一来就可以在购买燃料时选择性价比更高的燃料产品,能够减少供热系统运行的成本消耗.并且多个热源共同运行供热的状态下,还具备环保功能,促进城市绿色健康发展,也具备美化城市的作用,基于此使得多热源共网供热系统的应用愈加广泛,推动了供热企业的高效发展.(二)系统运行的基本特征多热源共网热水供热系统的运行,有效改善了以往集中供热系统能源消耗量过大㊁成本过高的问题.多热源的系统构建是从国外引进的新型技术与理念,多热源共网热水供热系统运行虽然具备很多的优质特点,但是也存在很多有待解决的不良问题.在多个热源共同与热水供热管道进行关联运行的过程中,会出现整体系统的供热效果不均匀的情况,这种现象的出现主要是由于各个热源的运行热力参数存在差异,热力系统的运行状态也没有保持一致性.在这种状态下,热水供热系统的管网运行水力平衡状态的维持无法得到保障,水力失衡的情况发生概率会变高.基于此,对多热源共网热水供热系统运行进行研究与优化,促进系统供热质量水平的提升,对于供热企业及行业的发展有重要意义.二㊁多热源共网热水供热系统运行及优化(一)系统多热源的运行及优化１．系统基础热源与调峰热源的运行调度多热源共网热水供热系统当中,基础热源与调峰热源的应用承担着不同的功能,多热源系统的热源功能具备多样化的特点,调峰热源在系统停止运行的状态下具备热用户功能.在实际供热系统运行的过程中,各个热源的运行状态是根据系统整体热负荷水平,来进行合理的调节,同时也会根据室外的温度水平进行灵活的调控.在多热源共网热水供热系统最初开始运行期间和末尾运行期间,室外的温度水平回升,供热系统运行只启动基础热源,就能够很好的满足用户供热需求.而在供热系统运行的中间阶段,室外的温度比较寒冷,基础热源运行无法达到很好的供热效果,就会同步启动调峰热源,这时系统整体运行的热负荷水平在持续地提升,调峰热源全部启动之后系统热负荷达到峰值.调峰热源承担的热负荷来源于室外温度变化而增加的那部分热负荷.在整体供热系统运行期间,调峰热源开启的切点控制是关键,对整体供热效果有较大的影响.２．多热源共网热水供热系统的热负荷水平热负荷水平对于多热源共网热水供热系统运行质效影响作用明显,因而想要实现多热源共网模式的供热系统运行优化,需要对系统的热负荷水平进行明确,在计算热负荷水平时,需要综合考虑各项影响因素.通常情况下,系统的热负荷变化影响因素包括室外温度㊁供热范围等内容,同时夜间供热的室内温度变化㊁白日太阳照射引起的温度变化㊁供热用户生活活动引起的生活热水负荷变化等,也都能够对热水供热管网运行的热负荷产生影响作用,关于系统热负荷水平的计算,比较常用的方法包括面积热指标法和建筑物体积热指标法等.３．多热源运行调度的优化Copyright ©博看网. All Rights Reserved.１７８㊀|R E A LE S T A T EG U I D E目前,我国多热源共网热水供热系统运行当中的热源主体主要有燃气锅炉房㊁热电厂以及燃煤锅炉房,不同的热源类型在保持负荷水平不变的情况下,运行的能源消耗效果以及经济效益水平存在明显的差异,相同的热源在负荷水平不一致的状态下,能源的消耗利用水平㊁经济效益水平也是不一致的.因而在进行多热源运行调度优化时,需要建立各热源运行能源消耗量㊁运行费用成本和实际供热量之间的数学函数关系模型.下面进行具体分析.(１)热源调度定性分析在多热源共网热水供热系统整体运行当中,各个热源的总热负荷承受水平与自身装机容量水平相关联,供热管网的热量输送范围也会对热源的热负荷进行限值控制.在整体多热源系统当中,热电厂将作为主体热源结构,这是由于热电厂进行输送热量时,安全性能水平比较高,运行成本比较低,质量能够保持优良状态,在供热期间热电厂的运行时间最长.调峰热源的总体运行时间相较来说时长比较少,只有当供热系统运行的总热负荷量达到规定水平值以上时,才会陆续启动,而当供热系统总热负荷水平降低到规定值以下时,调峰热源又会同步停止运行.燃煤锅炉房和燃气锅炉房㊁燃油锅炉房都是调峰热源结构,其中燃煤锅炉房在进行启动或停止调节时比较麻烦,当供热系统的热负荷水平处于比较低的水平时,燃煤锅炉房的煤资源燃烧利用率水平不高,需要消耗较多的人力资源,运行成本比较大.相比较来说燃气锅炉房和燃油锅炉房就不存在这样问题,在进行启动与停止操作时具备较好的灵活性,资源利用充分性也比较高.总结来说,多热源运行期间作为主要热源的热电厂负荷水平达到峰值之后,可以优先将燃气锅炉房与燃油锅炉房进行启动应用,之后在启动燃煤锅炉房.(２)数学模型参数在对多热源运行调度进行优化时,必须要通过数学模型的建立,来确定具体的热源调度方案是否能够达到理想的效果,并确定各项数学模型参数,具体的计算公式为:C ＝Σˑ(C １Q １/η１)＋Σˑ(C ２Q ２/η２)＋Σˑ(C ３Q ３/η３)在公式当中字母C 代表的是供热系统运行的总费用成本,单位为万元;C １㊁C ２与C ３则是其余热源的热价成本,单位为元/G J ;Q １㊁Q ２以及Q ３则代表的是选取的某一固定时间阶段当中各个热源承担的热负荷值,将三个热源的热负荷值求和就能够明确多个热源共同进行启动时,供热系统热量传输所有区域的热负荷总量,η１㊁η２以及η３是各个热源进行供热时的效率值.通过对公式当中各个参数值的套用计算,就能够明确在供热系统运行经济效益水平达到最高时,多热源共网热水供热系统的多热源调度优化数学线性规划模型.结合实践经验与计算,可以发现通过多热源共网环状管网运行的方式,可以实现多热源调度优化的最佳效果.(二)多热源共网热水供热系统运行及优化通过对多热源调度的优化计算,发现多热源共网环状管网运行方式的优化效果最好,那么在具体运行优化方案规划时,还需要对以下两点问题进行综合分析.１．采暖期应用恒定流量的质调节运行方式多热源共网热水供热系统实践运行的过程中,若是室外的温度处于持续下降的趋势,就需要将主热源的供热量持续保持固定的状态,根据供热系统影响因素的变化以及供热需求逐步提升调峰热源的供热量水平.因而在具体供热系统运行时,调峰的过程中需要先将主热源出口循环水量进行合理的减少,这样能够对整体供热系统管网的总循环热水量进行恒定控制,让各个热源的热水供应与回水的温度值保持相同状态.想要实现上述的有效操控,需要先通过计算,明确供热系统负责的区域总热负荷水平,来合理设置供热流量,在各个热源结构处要安装变速泵,用于调控操作.在采暖期的全过程中,要根据质调节曲线来控制各个热源供热量,从而促进主热源的热能利用充分性的有效提升,降低供热期间的热损失,将热网调节量进行缩小.２．分阶段流量变化的质调节运行在分阶段进行流量变化的质调节运行模式应用期间,供热管网运行的成本需求较少,热电厂的热量利用率比较高.但是对应的供热管道的热水温度会比常规水平高出很多,主热源综合能源利用会受到影响,调峰时,还需要对水力平衡进行有效地控制.明确供热系统设计运行方案,首先需要了解供热系统热负荷的变化特征及变化规律,对于多热源供热系统,系统自身总热源热量根据供热系统理想热负荷(最大热负荷)为标准设计,由此,在控制室外气温的基础上,各热源无法满负荷运行.因此需要根据小时负荷图与年延续负荷图进行供热量平衡判断,并在此条件下,参照供热系统的各热源位置分布情况来确保各热源实际运行的时序与模式.三㊁系统流量平衡运行在多热源共网供热系统供热季期间,在供热量的热负荷增减变化的基础上,热网循环水量也随热负荷的增减而发生变化,所以在挑选理想运行方案前,还需要对运行流量平衡预测.在供热系统结构理想的基础条件下(管网干线管径相对粗),运行流量应按设计流量运行(集中质调节方式),此时流量平衡最简单,随着管网干线最大运行流量低于总设计流量(管网干线管径相对细),则供热系统流量平衡也将变得相对复杂.对供热系统主热源来讲,由多个尖峰热源构成多热源共网系统,当处于周围环境温度较高的低负荷运行状态下时,最为关键的影响因素是怎样解决管网干线供水量无法满足用户需水量的问题.由于在供热系统低负荷实际运行下,供热量最小(多数主热源可满足),而运行流量最大(设计流量).对于树枝状管网结构的供热系统,因为主干Copyright ©博看网. All Rights Reserved.R E A LE S T A T EG U I D E |１７９㊀线管径限制而无法担任设计流量输送任务(所有热源负荷运行的循环流量).根据散热器的散热特性可知,当循环流量在计划流量上下浮动８０％范围内,散热器散热量在额定值上下浮动１０％范围内,建筑物高层与低层温度差别在２~３度范围内,是确保不发生垂直失调的最合适手段.此时,假如按主干线最大输送流量作为运行流量,则可能导致用户流量过小,导致供热系统垂直失调.处于此种状况下,应采用集中质量与数量并调方式取代集中质调方式,同时依据管网中各热源的位置分布,利用混水,回水采暖以及热网运行等方式,控制干线流量平衡,提升用户流量来确保运行流量的平衡工作.四㊁系统运行最大输送流量的估算为预算在指定供热系统与上述运行平衡相吻合,需要对指定供热系统最大输送流量进行评估.如给定供热系统无相应设计工程进行施工装配,可直接在设计系统上进行预算;如供热系统已经实际参与运行,需先对其做现场勘测,在依据实际情况进行预算.供热系统的最大输送流量是依据自身结构而定,与供热系统内部结构相关,如管径大小,管段长短及用户分支多寡有关,因此可依据供热系统自身特性制定供热系统改造方案和实施方案.五㊁供热系统运行方案比较对多热源共网系统在低负荷运行的情况下,要重点去解决供热系统供热量过多而供水量缺乏的问题,在实际指定热网最大实际流通能力下来提高热用户的循环水量,有以下方法可供选择:(一)对供热干线增加管径(如添加干线,添加干线分支线等).(二)添加供热系统热网压力泵.(三)对供热系统热用户处加设混水泵.前两个方案的目标是来提升供热系统热网的最大流通运输能力;第三个方案是在管网流通能力不变的条件下加强供热系统热用户的循环流量.需对供热系统实际运行状况来决定哪种方案最佳,需进行一定技术与经济比较.六㊁供热系统理想运行方案通过比较经济效益与相关技术,在提升供热系统最大输送流量情况之下,去决定供热系统的理想运行方案.(１)符合供热量平衡的运算结果.(２)符合流量平衡运行的运算结果.(３)在供热系统运行期各个阶段,运行流量符合供热系统的正常流通范围.(４)当采用理想集中调节方式(质量与数量并调方式);当没达到自动控制时,需采用分阶段增减流量方式的调节方式.(５)统筹全网来展现优点,对混水降温,回水采暖及热网运行等方法进行统筹分配.为完全满足供热量及供水量的需求,计划在不同供热期,采用不同运营方案;初寒期以供水采热为主,回水采热为辅,来解决供热水量缺乏的障碍,寒冷期以回水采热为主,混水采热为辅,尖峰补热补水要并重,严寒期以尖峰锅炉热网运营为主,同时补热补水并重.在供热季节,主干线循环水量应保持在６０００－６２００[t /h ]标准运行,应分为四个阶段确保热用户循环水量运行,并最大限度让主热源在供热季节以满负荷模式运行.结束语多热源共网供热系统当中的热源设置成多个,所有的热源将共同运行,并且各个热源之间没有设置隔断结构,这种模式的供热系统在运行的过程中,能源的消耗水平比较低,供热系统运行的经济性大幅度提升.多热源多泵站的复杂供热系统的实际运行要比结构简单的热源更加复杂,因此要依据供热量㊁抽水量的有关预算以及供热系统最大流通量的预算,在有关条件基础下来制定理想运营方案.参考文献[１]㊀王诗尧．鞍山市热网分布式变频改造及多热源联网的应用研究[D ]．沈阳建筑大学,２０１９．[２]㊀周树林．福建省热电联产集中供热系统的节能技术探究[J ]．能源与环境,２０２１(０２):４２－４３．[３]㊀郭焕丽．寒冷地区农村清洁能源供热形式综合评价研究[D ]．河北建筑工程学院,２０２０．[４]㊀杨前明,李心灵,李亭,等．太阳能空气源热泵多热源联供热水系统的节能分析[C ]．中国建筑学会暖通空调分会;中国制冷学会空调热泵专业委员会;中国建筑学会暖通空调分会;中国制冷学会空调热泵专业委员会,２０１４．[５]㊀曹昕,２０１２．[１]张孝辉．(２０１３)．多热源联用低温热水地板辐射采暖系统的节能控制和经济性分析[D ]．华南理工大学.阜新市多热源多环网供热模式的研究及运行工况分析．(D o c t o r a l d i s s e r t a t i o n ,辽宁工程技术大学)．[６]㊀任毅,(２０１１)．叶明,孟燕．(２００４)．多热源联合供热系统设计原则与工况分析．石油矿场机械,３３(B ０８),１４１－１４１．多热源集中供热系统优化调度方法研究．(D o c t o r a l d i s s e r t a t i o n ,北京建筑工程学院)．Copyright ©博看网. 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热网水力工况实验报告热网水力工况实验报告实验一热网水力工况实验一、实验目的1．了解不同水力工况下热网水压图的变化情况，巩固热水网路水力工况计算的基本原理。

2．能够绘制各种不同工况下的水压图。

3．了解和掌握热网水力工况分析方法，验证热网水压图和水力工况的理论。

二、实验原理在室外热水网路中，水的流动状态大多处于阻力平方区。

流体的压力降与流量、阻抗的关系如下：流体压降与流量的关系?P?SV2 ?H?SHV2并联管路流量分配关系V1:V2:V3?水力失调度X?V变V正常1s1?P变:1s2?:1s3?H变?H正常P正常式中?P——管网计算管段的压力降，Pa；H——管网计算管段的水头损失，mH2O；3V——网路计算管段的水流量m/h；S——管路计算管段的阻力数，Pa/(m3/h)2；SH——管路计算管段的阻力数，mH2O/(m3/h)2；V变—工况变化后各用户的流量m3/h；V正常—正常工况下各用户的流量m3/h；?P变?H变，—工况变化后各用户资用压力；?P正常?H正常，—正常工况下各用户的资用压力；三、实验设备及实验装置1、测压玻璃管2、阀门3、管网（以细水管代替暖气片）4、锅炉（模型）5、循环水泵6、补给水箱7、稳压罐8、膨胀水箱9、转子流量计图1 热网水力工况实验台示意图四、实验步骤1．运行初调节先打开系统中的手动放气阀，然后启动水泵。

待系统充满水，膨胀水箱水位到达所需的定压高度后，关闭阀门L，保持水箱水位稳定。

调节供水干管和各支管（代表用户）的阀门，使各节点之间有适当的压差，待系统稳定后记录各点的压力和流量，并依此绘制正常工况水压图。

2．节流总阀门缓慢关小供干管上的总阀门A，待系统稳定后，记录新工况下各点的压力和水流量，绘制新水压图，并与正常水压图进行比较。

3．节流供水干管中途阀门将总阀A恢复原状，使水压图变回正常工况，不一定强求与原来的正常水压图完全吻合，待系统稳定后，记录下各点的压力和水流量。

热网水力工况实验报告和英文 800字中文热网水力工况实验的目的是模拟在高温热网系统中热力学和流体力学过程全面地考察温度场、流场和在实验室计算机上所建模型研究热网运动流体与真空交换过程，从而得出热损失大小、温度分布、压力特性、电流偏差特性并可以模拟高温热网系统高效运行情况。

该实验重点检测热网水力工况状况，确定温度及其分布、质量耗散因素、比热容以及传热特性。

实验过程分为准备阶段、初始化阶段、样品加热阶段、热网内部温度测量阶段、热网模拟运行阶段以及实验结果分析阶段。

在实验准备阶段，首先分析选定实验样品，根据样品形状、材料性质及金属烘箱大小等参数，确定烘箱加热温度与温度变化曲线。

然后，在初始化阶段需要确定样品的大小、厚度以及温度计安装位置，修改温度计的温度范围和量程。

样品加热阶段，采用热箱将悬浮温度依次升高，以实现不同的温度梯度、以及温度场波动。

然后是测量阶段，在此时得到样品表面到内部温度分布情况，绘制出实际温度场分布图像，与最初模拟计算出来的温度场图像进行比对验证。

在热网模拟运行阶段，需要反复测量内部温度分布、控制环境温度等参数，然后增加热网流量，观察内部温度分布变化情况，监测温度边界层压力损失，测量实际热力学特性及热损失。

实验结果分析阶段，将运行参数与温度分布曲线进行比对，包括外表面温度与热量蒸发速率、温度场廓线与质量耗散因素，从而判断结构的热稳定性，并记录实验用原始数据进行有效性检验，验证模型准确性。

通过热网水力工况实验，可以获得热网实际运行情况，及时调整热网内部参数使其符合现实需求，保证高效运行。

EnglishThe purpose of the hot-wire hydraulic condition experiment is to comprehensively investigate the temperature field, flow field, and modelstudied on the laboratory computer in the high-temperature hot-wire system, so as to obtain the size of heat loss, temperature distribution, pressurecharacteristics, current deviation characteristics and high-temperature hot-wire System efficient operation situation.In the sample heating stage, the suspended temperature is raised step by step by using a furnace to achieve different temperature gradients and temperature field oscillations.。

热网水力工况实验总结报告姓名：班级：学号：一、实验目的使用热网水力工况模型实验装置进行几种水力工况变化的实验，能直接了解热水网路水压的变化情况，巩固热水网路水力工况计算的基本原理。

掌握水力工况分析方法、验证热水网路水压图和水力工况的理论。

二、实验装置如图1所示。

图1设备简图设备由管道、阀门、流量计、稳压罐、模拟锅炉、水泵等组成，用来模拟由5个用户组成的热水网路。

上半部有高位水箱和安装在一块垂直木版上的12根玻璃管，玻璃管的顶端与大气相通，玻璃管下端用胶管与网路分支点相接，用来测量热网用户连接点处的供水干管的测压管水头(谁压曲线高度)。

每组用户的两支玻璃管间附有标尺以便读出各点压力。

三、实验步骤阀门操作见系统图。

1、平常水压图。

启动水泵缓慢打开阀A和a阀门，水由水泵经锅炉、稳压罐后，一部分进入供水干管、用户、回水管；另一部分进入高位水箱，待系统充满水，打开B阀的同时关闭A阀，保持水箱稳定，调节各阀门，以增加或减少管段的阻力，使各节点之间有适当的压差，待系统稳定后，记录各点的压力和流量，并以此绘正常水压图。

图2 系统图2、关小供水干管中阀门1时的水压图将阀门1关小些，这时热网中总流量将减少，供水干管与回干管的水速降低，单位长度的压力降减少，因此水压图比正常工况时平坦些，在阀门1处压力突然降低，阀门1以前的用户，由于支路水头增加，流量都有所增加，越接近阀门1的用户增加越多，阀1以后各用户的流量将减少，减少的比例相同。

即所谓一致等比失调，记录各点压力、流量。

绘制新水压图与正常的进行比较，并记录各用户流量的变化程度。

3、关闭E 用户时的水压图将阀1恢复原状，各点压力一般不会恢复到原来读数位置，不一定强求符合原来正常水压图。

关闭阀门2，记录新水压图各点的压力、流量。

4、关小阀门3时的水压图将阀门2恢复到原来的位置，把阀门3关小，记录新水压图各点的压力、流量。

5、阀门3恢复到原来的位置打开阀门4，关闭阀门5，观察网路各点的压力变化情况。

供热管网水力计算的仿真与优化研究第一章引言供热系统是城市基础设施的重要组成部分，其中的供热管网承担着输送热能的主要任务。

供热管网的水力计算是保证供热系统正常运行的重要依据。

传统的水力计算方法存在精度低、计算量大等问题，而仿真与优化技术的应用则能够有效地解决这些问题。

本文将从仿真与优化两个方面，探讨供热管网水力计算的研究现状与未来发展趋势。

第二章供热管网水力计算方法2.1 传统的手算方法传统的手算方法采用经验公式或者理论公式，对供热管网进行水力计算。

这种方法计算精度低、计算量大、更新维护困难，很难适应现代供热系统的需求。

2.2 数值计算方法数值计算方法采用数学模型对供热管网进行建模，并利用计算机程序进行求解。

数值计算方法计算精度高，能够考虑供热管网的流体力学特性，但是需要较长的计算时间。

2.3 仿真与优化方法仿真与优化方法是采用计算机模拟与优化算法相结合，对供热管网进行优化设计的方法。

这种方法既能够考虑供热管网的水力特性，又能够实现优化设计，计算效率高、精度高、更新维护方便，是现代供热系统中，水力计算的主要方法。

第三章仿真技术在供热管网水力计算中的应用3.1 数值模拟方法供热管网中的流动问题是一个复杂的物理过程，需要采用数值模拟方法才能得到准确的结果。

数值模拟方法采用数学和计算机技术对供热管网进行建模，用流体力学模型来计算管路内的流场信息和流动受力，计算过程中要考虑到流体的运动和物质的热传递，这可以帮助人们确定供热系统的最优设计方案。

3.2 稳态仿真稳态仿真是指在供热管网的运行过程中，管网内流体、热量等物理量的变化达到稳定状态时的仿真。

这种仿真方法适用于长周期稳定运行的供热系统，用于确定管网内各个部位的压力、流量、温度等参数。

稳态仿真可以为供热系统的优化设计提供依据，需对管网中的各个参量进行比较、分析和优化设计，让供热系统运行更为稳定、节能效果更佳。

3.3 非稳态仿真非稳态仿真是指管网内的流体状态随时间变化的仿真。

集中供热空调系统水力工况的动态模拟和控制简介：介绍了利用集中供热空调系统水力工况计算机模拟分析软件确定系统水力工况调节控制值的新方法，并对实际投入运行供热系统，在不同气候条件，不同用户特点条件下的运行控制策略进行了模拟分析，提出了系统的控制方案。

设想利用现代控制理论和计算机模拟分析相集合，使用系统实际运行工况动态检测数据对系统的水力工况进行模拟分析，实现系统的远程自动控制。

关键字：集中供热管网水力工况动态模拟目前，我国很多城市的集中供热和空调系统的规模正不断地扩大。

如热、电、冷产，区域集中供热、供冷系统等。

但随着供热、供冷规模的扩大，管网的水力工况将变得十分复杂，其水力失调问题将变得十分突出。

从而使其供热、供冷质量下降，出现不能满足用户要求的情况。

对于一个设计合理的系统，一般可以通过初调节，使各用户的流量达到设计值。

但对于一个规模大管网复杂的系统，使用目前常用的方法（如阻力系数法、正常流量法、回水温度法和经验试凑法），由于受到各种条件的制约，存在准确度不高，需反复调试，工作量过大等问题。

其效果不是很理想。

因此有必要寻找一种准确有效的调节控制方法。

实际运行的供热空调系统是一个十分复杂的网络，系统中任何一个调节装置的工作参数发生变化，必然引起管网之间流量的重新分配。

而且在系统运行过程中，随着气候变化和用户使用情况的变化，其用户所需的热（冷）量是动态变化的，因此系统调节控制应适应这种变化。

笔者设想利用现代控制理论和计算机模拟分析相集合，利用水力管网系统实际运行工况动态检测数据对系统的水力工况进行模拟分析，进而使用分析的数据对系统运行工况进行远程自动控制，这不仅可以提高调节的精度，避免人工调节的工作量，而且可以实现系统水力工况的动态控制。

十分有利于系统的节能。

要实现自动控制，首先必须计算出控制值的大小即调节阀的开度。

本文重点介绍利用集中供热空调系统水力工况计算机模拟分析软件确定系统调节控制值的新方法，并通过对实际投入运行供热系统，在不同气候条件，不同用户特点条件下的运行控制策略进行模拟分析，提出系统的控制方案。

多热源联网运行集中热网水力工况分析案例
方筝;张晓松;李繁蕾;吴荣
【期刊名称】《区域供热》
【年(卷),期】2016(000)002
【摘要】本文分析对象为山西省东部某市大型集中热网.由于该市地势高差大、管网运行压力要求特殊等原因,该热网实际运行中存在热源供热能力不足的问题.本文
以水力计算分析软件Flowra为工具,针对热网存在的问题,结合区域现状和发展状况,建立水力计算模型并进行分析评估,提出了结合隔压换热站扩容、热源解列运行、增加供回水温差和热力站增设分布式变频二级泵4项措施的综合解决方案.本文的
分析方法和思路对此类大型集中热网设计、运行等具有一定的参考价值.
【总页数】6页(P65-69,76)
【作者】方筝;张晓松;李繁蕾;吴荣
【作者单位】北京市煤气热力工程设计院有限公司;北京市煤气热力工程设计院有
限公司;北京市煤气热力工程设计院有限公司;北京市煤气热力工程设计院有限公司【正文语种】中文
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1.多热源环状热网水力计算研究 [J], 周游;李嘉
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热水网路水力工况的计算及其图形显示1 热水网路水力工况分析与计算的数学模型设计热水网路时是用已知的用户热负荷去确定各管段的管径、阻力损失以及网路的总阻力损失，选择循环水泵的扬程。

分析和计算热水网路的水力工况时正好相反，是对已经设计完毕的或需要改扩建的热网，在已知循环水泵的型号以及各管段的管径时，来确定各管段和热用户的流量。

将水泵和网路的特性方程联立求解可以定量和定性解决这一问题。

1.1 水泵的特性曲线拟合方程水泵为网路提高能量，是热媒循环的动力。

大型网路中可能有循环水泵、中继泵、加压泵等多组水泵。

需对其流量-扬程曲线进行拟合，一般可用下式表示：H p=f(G) (1)式中：H p--水泵扬程f(G)--拟合得到的水泵性能特性曲线公式本文采用最小二乘拟合水泵特性曲线曲线。

该方法可使拟合误差达到最小值，并且该解析式给用矩阵方程分析网路水力工况分析提供了基本条件。

大多数离心泵的G-H关系曲线如图1所示，若图中1、2两占之间的曲线为水泵的高效段，可用下式来近似描绘：图1 水泵Ｇ－Ｈ曲线H p=H x-S x G2(2)式中：H p--水泵的虚总扬程，mH2O；S x--水泵的虚阻耗系数，s2/m2；G--水泵的总流量，m3/S。

对点1、2可写出（3）（4）求出S x、H x，式（2）即被确定。

按这种方式确定的解析式，其近似性较差。

还须在水泵G-H曲线上取多组数据（G1，H1）、（G，H2）……（G x，H x），根据最小二乘原理来确定式（2）中的S x与H x。

由于在研究水力工况时，流量是未知的，而且在非设计工况下去选择热网也不一定工作在高效段，所以所取数据应涵盖其整个工作区。

采用最小二乘原理的S x与H x计算式如下：（5）例如选取型号为12sh-6A的水泵，转速n=1450转/min，其特性曲线如图2所示。

在特性曲线工作段内取13组数据，根据式（5）与式（6）可求出H x=96.3mH2O、S x=406.1s2/m5，因此该水泵的特性曲线方程为：H=96.3-406.1(G/3600)对采用多泵的复杂管网而言，可写出如下矩阵方程：（6）式中：H p--水泵扬程矩阵。

多热源环状热水管网的水力计算与分析
李祥立;孙宗宇;邹平华
【期刊名称】《暖通空调》
【年(卷),期】2004(034)007
【摘要】讨论了多热源环状热水管网的水力计算方法,将最小平方和法引入初始流量分配中,介绍了调整管径的简单方法,编制了计算程序,并对实际热网作了设计工况水力计算和事故工况计算,在选择环状部分管网管径时,考虑了可靠性要求.
【总页数】5页(P97-101)
【作者】李祥立;孙宗宇;邹平华
【作者单位】哈尔滨工业大学;哈尔滨工业大学;哈尔滨工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TU8
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