供热管网水力失调工况分析与回水温度平衡法测试研究

发布时间：2020-06-21 18:50

【摘要】：水力失调问题一直是引起供暖能耗过大的主要原因之一,而且现今大多数集中供热系统都存在水力失调现象,因此解决水力失调问题是节省供暖能耗的首要目标。水力平衡技术是解决水力失调现象最有效的途径,经济效益与社会效益都十分显著。本文首先针对水平失调现象进行了研究,主要建构了水平失调状态下的水力工况以及热力工况的数学模型,并在此基础上对影响水力平衡的因素进行了计算分析,其中包括供热半径对管网水力工况的影响,供热半径对热力工况的影响,管网调节方式对热力工况的影响以及室外计算温度对热力工况的影响。接着采用回水温度法对存在水平失调问题的案例进行改造调试。主要操作是应用温度传感器以及电动调节阀将回水温度实时传送到云端,基于回水温度与总回水温度的差值对阀门进行调节。在改造调试之后,测量管网各项参数并与之前的参数进行对比,得出管网的节能效果。在改造调试过程中,发现系统的垂直失调现象较为严重。为解决该问题,本文建立了垂直失调的数学模型,对比了同一栋楼房顶层与底层的各项参数,并分析了循环水泵的作用压头以及循环流量对垂直失调的影响。另外在调节过程中,发现存在大多数建筑物的回水温度无法与总回水温度相同的现象。针对此现象进行了原因分析,并主要对热用户的生活习惯以及散热设备的富余量这两项因素进行研究,建立数学模型并进行了具体的分析。经过上面的研究,得出供热半径的增大会加重水平失调现象,应用质调节方式相较于应用分阶段改变流量的调节方式可以更好地减缓水平失调现象以及室外计算温度的增加也会加重水平失调现象的结论。在应用回水温度法对供热系统进行改造后,系统的水力工况得到了一定程度的改善。对于垂直失调,循环水泵的作用压头越大,循环流量越大,垂直失调对系统的影响越小,并根据上述分析找出了缓解垂直失调的调节方法。建筑物的回水温度差值随热用户的换气次数的增加而增加;对于散热设备富余量,回水温度随富余量的增大而减小,并具体得出了修正回水温度的公式。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU995.3
【图文】：

水力失调,管网,建筑物,换热站

n=19 0.97 0.91 0.86 0.83 0.77 0.74 0.67 0.64 0.59n=20 1.02 0.94 0.89 0.84 0.81 0.75 0.72 0.65 0.62 0.58从表 2-1 以及图 2-2 可以看出：（1）当建筑物与换热站距离一定时，建筑物的水力失调度 xs随管网总支路数的增加而增加；（2）当管网总支路数 n 一定时，建筑物的水力失调度 xs随离换热站的距离增加而减小；（3）当管网总支路数 n 为偶数时，管网中有二分之一的建筑物水力失调度 xs大于 1，二分之一的建筑物的水力失调度 xs小于 1；当管网总支路数n 为奇数时，水力失调度 xs大于 1 的建筑物个数与水力失调度 xs小于 1 的建筑物个数的差值为 1。图 2-2 水力失调度与管网总支路数图 2-3 代表管网中不同建筑物的水力失调度随管网总支路数变化的情况，由于将所有建筑物放入一个图中太过密集，故只选取离换热站较近的十栋建筑物进行绘制。从图中可以看出，?

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图 2-3 管网中各建筑物的水力失调度与管网总支路数了更加深入地探究分支间距对水力失调度的影响，分别计算出下的建筑物水力失调度的极差以及方差。其中平均值代表水力趋势；极差是在相同分支间距下水力失调度最大值与最小值之失调度值变动的最大范围，具体公式见式(2-19)。xmax minR = x x

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