基于Modelica的蒸汽管网系统热工水力动态特性分析

发布时间：2023-02-06 19:57

　　随着我国工业化和城镇化的持续加速发展,我国对供热的需求逐步增长。热电联产机组由于能提高能源利用效率,优化能源结构而成为城市工业主要供热热源,并以大型区域供热锅炉为中心,淘汰附近分散小型锅炉,逐步形成以“燃煤热电联产+大型锅炉房+其它清洁(或可再生)能源供热”的供热格局。为进一步提高热电联产集中供热系统的能源利用率,更好地发挥该系统在提高企业的生产率、降低生产成本的特点,还兼顾热电机组配置蓄热、储能等设施参与电网调峰调频,这需要利用计算机技术对蒸汽供热系统进行建模与仿真,了解管网内蒸汽的运动状态、知道管网的热工水力动态特性。本文提出了一种基于Modelica的蒸汽供热管网动态仿真模型,综合考虑了蒸汽流动过程的蒸汽参数波动、可压缩性、状态变化、摩擦和传热等多种因素的作用,且数学模型更简单、拓扑结构更贴合实际、模型求解速度快。以工程热力学、传热学、流体力学等理论为基础,通过引入水和水蒸汽的热力性质计算公式、蒸汽管网水力和热力计算模型理论,建立了考虑蒸汽介质流动状态的热工水力动态耦合模型。基于网络图论理论、基尔霍夫定律,建立了供热管网的水力计算模型;基于管道的散热过程,建立供热管网的热力计算模...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
符号含义表
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 供热管网热工水力建模
        1.2.2 供热管网可视化建模软件
        1.2.3 Modelica及其应用
        1.2.4 供热系统热动态特性研究
    1.3 本文研究目标与意义
    1.4 本文主要研究内容
第2章 工业蒸汽管网热工水力计算模型
    2.1 工业热网水力工况计算模型
        2.1.1 图论基础
        2.1.2 基尔霍夫定律
    2.2 工业热网热力工况计算模型
    2.3 工业热网热工水力耦合计算模型
    2.4 小结
第3章 基于Modelica的动态特性建模仿真
    3.1 Modelica建模语言与OpenModelica仿真平台
        3.1.1 Modelica语言
        3.1.2 OpenModelica仿真平台
    3.2 蒸汽管网系统典型单元设备建模
        3.2.1 动态管道模型
        3.2.2 阀门模型
        3.2.3 泵模型
        3.2.4 热源和热用户模型
        3.2.5 介质模型
        3.2.6 传热模型
    3.3 蒸汽管网系统Modelica模型库
    3.4 本章小结
第4章 基于Modelica的蒸汽管道热工水力动态特性研究
    4.1 蒸汽管网Modelica模型仿真与分析
    4.2 蒸汽管道热工水力动态特性分析
        4.2.1 末端温度随源端流量变化的响应
        4.2.2 末端温度随源端温度变化的响应
        4.2.3 末端压力随阀门开度变化的响应
    4.3 本章小结
第5章 基于Modelica的蒸汽管网暖管与储能特性研究
    5.1 蒸汽管网暖管过程动态特性研究
    5.2 蒸汽管网蓄放热过程动态特性研究
    5.3 小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献



本文编号：3736514