供热管网结构备用优化设计研究
发布时间：2022-01-24 17:47
目前我国集中供热事业发展迅速,管网规模不断扩大,供热系统也日益复杂化,既有的供热管网中存在着较多问题,导致热网元部件故障时容易造成供热事故。在管网结构方面一些枝状管网的结构设计不尽合理,干线过长,使得部分热用户与热源之间距离较远,故障工况时影响范围较广;一些环状管网的结构设计较为混乱,未能充分利用其结构备用的优势。如何对供热管网结构形式进行设计规划,探索供热管网结构备用的优化设计是供热事业发展中需要解决的问题。本文以提高管网可靠度为目标,对供热管网结构进行优化设计研究。针对同一热网系统的不同结构形式,分别计算其各个网络拓扑结构特性参数、边影响度I、无故障工作概率指标R,对计算结果进行对比分析后,确定可用于评价供热管网结构可靠性的指标。基于此,对热网结构进行简化并分析,建立供热管网结构备用优化模型,确定模型中的目标函数及约束条件。其次,对建立的优化模型进行分析,尝试采用传统算法及随机搜索算法求解,最终确定可用于求解此优化模型的优化算法,确定算法的流程及具体步骤,并编写相应的求解程序。采用本文建立的优化方法求解不同规模的网格化模型,研究其用于供热管网结构备用优化设计时的适用性及局限性。通过...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
热网系统计算节点分布图
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-17-图2-4枝状管网表2-2枝状管网计算结果汇总热网结构边数RI平均度平均边介数直径平均路径长度平均聚集系数α指数Β指数Z160.4150.5831.719.33312556.191000.4Z260.4480.4721.718.66712057.619000.4Z360.4930.4721.718.66712254.381000.4Z460.4720.4721.718.00011257.806000.4Z560.5260.4171.717.66710954.000000.4Z660.5270.3891.717.66710951.143000.4Z760.5540.4171.718.33310960.667000.4Z860.4840.5001.718.33312256.857000.4Z960.5570.4171.717.6679251.143000.4Z1060.5860.3891.717.0008951.143000.4Z1160.5900.3891.717.66710754.952000.4Z1260.5670.3611.717.0008945.429000.4Z1360.6140.3331.716.6678947.333000.4Z1460.5100.3891.717.66711560.476000.4Z1560.6210.4171.718.33311753.429000.4Z1660.7320.3061.718.33312758.191000.440种环状管网的结构形式如图2-5，计算不同管网的各个网络特性参数、边影响度I、无故障工作概率指标R，相应地，将所有环状管网的计算结果汇总于表2-3。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-20-2.3.2枝状管网计算结果分析结合图2-4、表2-2，对枝状供热管网的结构形式及计算结果进行分析：（1）随着枝状管网结构的改变，拓扑结构参数中平均度、平均聚集系数、α指数、β指数都保持不变，故这些参数均不能评价枝状管网的结构可靠性。（2）不同枝状管网结构中，随着直径、平均路径长度的减小，无故障工作概率指标R的变化趋势如图2-6，从图中可见，无故障工作概率指标R没有明显的唯一变化趋势，起伏转折点较多，故直径、平均路径长度的变化对枝状管网结构可靠性的影响不确定。a)直径与R变化曲线b)平均路径长度与R变化曲线图2-6枝状管网直径、平均路径长度与R变化关系对照图（3）如图2-7所示，不同枝状管网结构中，随着平均边介数的的减小，无故障工作概率指标R大致呈增大的趋势，存在个别波动点，可以考虑用平均边介数评价枝状管网的结构可靠性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]热水供热系统长输管线多管制可靠性研究[J]. 杨鑫. 山西建筑. 2018(13)
[2]星状集输管网拓扑结构的整体优化[J]. 刘刚,许继凯,国志刚,陈雷,卢兴国,滕厚兴,徐睿妤. 中国石油大学学报(自然科学版). 2016(04)
[3]多热源环状管网优化方法的研究[J]. 徐文忠,祝兰君. 区域供热. 2015(05)
[4]非线性约束优化问题的算法研究[J]. 吴燕林. 开封教育学院学报. 2014(06)
[5]结构备用与输送能力备用——提高供热管网可靠性的基本途径[J]. 周志刚,邹平华,王芃,王威. 暖通空调. 2014(03)
[6]供热管网分阶段设计的可靠性研究方法[J]. 王芃,周志刚,王威,邹平华. 暖通空调. 2014(03)
[7]基于Matlab的非线性规划问题的求解[J]. 唐冲. 计算机与数字工程. 2013(07)
[8]集中供热枝状管网管径优化设计新方法研究[J]. 王梅杰,狄卫民. 建筑科学. 2012(10)
[9]供热系统可靠性研究[J]. 白光,呂良海. 工程建设与设计. 2011(03)
[10]城市供水管网抗震可靠性分析与设计优化[J]. 徐良,彭勇波,李杰. 灾害学. 2010(S1)
博士论文
[1]基于图论的供热系统可靠性研究[D]. 王芃.哈尔滨工业大学 2010
[2]基于可靠性的热网结构及其输送备用能力的研究[D]. 王威.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]基于可靠性的枝状热网改造优化模型研究[D]. 黄冬.大连理工大学 2016
[2]基于马尔可夫理论的热用户供热可靠性研究[D]. 韩燕琪.哈尔滨工业大学 2016
[3]基于拓扑结构的城市轨道交通网络连通可靠性分析与优化[D]. 张旻沁.东南大学 2016
[4]基于半马尔可夫方法的供热系统热源可靠性研究[D]. 郭玮玮.哈尔滨工业大学 2015
[5]基于改进型自适应粒子群算法的给水管网优化设计[D]. 王超.北京工业大学 2015
[6]基于AutoCAD平台的供热管网结构备用研究[D]. 王琦.哈尔滨工业大学 2013
[7]基于可靠性的三管制热水供热管网研究[D]. 郝世杰.哈尔滨工业大学 2011
[8]应用遗传算法优化设计燃气管网的布局[D]. 赵昆.吉林大学 2010
[9]枝状热网的可靠性研究[D]. 杨进.哈尔滨工业大学 2007
[10]建筑房间事故工况下冷却过程的研究[D]. 任先超.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3607019
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
热网系统计算节点分布图
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-17-图2-4枝状管网表2-2枝状管网计算结果汇总热网结构边数RI平均度平均边介数直径平均路径长度平均聚集系数α指数Β指数Z160.4150.5831.719.33312556.191000.4Z260.4480.4721.718.66712057.619000.4Z360.4930.4721.718.66712254.381000.4Z460.4720.4721.718.00011257.806000.4Z560.5260.4171.717.66710954.000000.4Z660.5270.3891.717.66710951.143000.4Z760.5540.4171.718.33310960.667000.4Z860.4840.5001.718.33312256.857000.4Z960.5570.4171.717.6679251.143000.4Z1060.5860.3891.717.0008951.143000.4Z1160.5900.3891.717.66710754.952000.4Z1260.5670.3611.717.0008945.429000.4Z1360.6140.3331.716.6678947.333000.4Z1460.5100.3891.717.66711560.476000.4Z1560.6210.4171.718.33311753.429000.4Z1660.7320.3061.718.33312758.191000.440种环状管网的结构形式如图2-5，计算不同管网的各个网络特性参数、边影响度I、无故障工作概率指标R，相应地，将所有环状管网的计算结果汇总于表2-3。
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-20-2.3.2枝状管网计算结果分析结合图2-4、表2-2，对枝状供热管网的结构形式及计算结果进行分析：（1）随着枝状管网结构的改变，拓扑结构参数中平均度、平均聚集系数、α指数、β指数都保持不变，故这些参数均不能评价枝状管网的结构可靠性。（2）不同枝状管网结构中，随着直径、平均路径长度的减小，无故障工作概率指标R的变化趋势如图2-6，从图中可见，无故障工作概率指标R没有明显的唯一变化趋势，起伏转折点较多，故直径、平均路径长度的变化对枝状管网结构可靠性的影响不确定。a)直径与R变化曲线b)平均路径长度与R变化曲线图2-6枝状管网直径、平均路径长度与R变化关系对照图（3）如图2-7所示，不同枝状管网结构中，随着平均边介数的的减小，无故障工作概率指标R大致呈增大的趋势，存在个别波动点，可以考虑用平均边介数评价枝状管网的结构可靠性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]热水供热系统长输管线多管制可靠性研究[J]. 杨鑫. 山西建筑. 2018(13)
[2]星状集输管网拓扑结构的整体优化[J]. 刘刚,许继凯,国志刚,陈雷,卢兴国,滕厚兴,徐睿妤. 中国石油大学学报(自然科学版). 2016(04)
[3]多热源环状管网优化方法的研究[J]. 徐文忠,祝兰君. 区域供热. 2015(05)
[4]非线性约束优化问题的算法研究[J]. 吴燕林. 开封教育学院学报. 2014(06)
[5]结构备用与输送能力备用——提高供热管网可靠性的基本途径[J]. 周志刚,邹平华,王芃,王威. 暖通空调. 2014(03)
[6]供热管网分阶段设计的可靠性研究方法[J]. 王芃,周志刚,王威,邹平华. 暖通空调. 2014(03)
[7]基于Matlab的非线性规划问题的求解[J]. 唐冲. 计算机与数字工程. 2013(07)
[8]集中供热枝状管网管径优化设计新方法研究[J]. 王梅杰,狄卫民. 建筑科学. 2012(10)
[9]供热系统可靠性研究[J]. 白光,呂良海. 工程建设与设计. 2011(03)
[10]城市供水管网抗震可靠性分析与设计优化[J]. 徐良,彭勇波,李杰. 灾害学. 2010(S1)
博士论文
[1]基于图论的供热系统可靠性研究[D]. 王芃.哈尔滨工业大学 2010
[2]基于可靠性的热网结构及其输送备用能力的研究[D]. 王威.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]基于可靠性的枝状热网改造优化模型研究[D]. 黄冬.大连理工大学 2016
[2]基于马尔可夫理论的热用户供热可靠性研究[D]. 韩燕琪.哈尔滨工业大学 2016
[3]基于拓扑结构的城市轨道交通网络连通可靠性分析与优化[D]. 张旻沁.东南大学 2016
[4]基于半马尔可夫方法的供热系统热源可靠性研究[D]. 郭玮玮.哈尔滨工业大学 2015
[5]基于改进型自适应粒子群算法的给水管网优化设计[D]. 王超.北京工业大学 2015
[6]基于AutoCAD平台的供热管网结构备用研究[D]. 王琦.哈尔滨工业大学 2013
[7]基于可靠性的三管制热水供热管网研究[D]. 郝世杰.哈尔滨工业大学 2011
[8]应用遗传算法优化设计燃气管网的布局[D]. 赵昆.吉林大学 2010
[9]枝状热网的可靠性研究[D]. 杨进.哈尔滨工业大学 2007
[10]建筑房间事故工况下冷却过程的研究[D]. 任先超.哈尔滨工业大学 2006
本文编号：3607019
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