本書作者根據城市供熱系統智慧化和低碳化發展的需要,結合所從事研究工作和教學方向,并基于自己多年智慧供熱工程實踐編寫而成。全書從智慧城市供熱系統面臨的機遇與挑戰出發,探討了多種智慧城市供熱系統關鍵技術。全書包括6章,第1章對智慧供熱系統進行簡要介紹;第2章介紹了智慧供熱仿真基礎理論以及現有的仿真軟件;第3章介紹了供熱系統分布式輸配系統技術,該技術提出了一種新的水力調節方法來適應分布式變頻供熱系統,可以實現多熱源環狀供熱系統的水力平衡;第4章介紹了供熱系統全網平衡技術,從熱網水力平衡和全網平衡控制兩個方面對供熱系統普遍存在的水力失衡及冷熱不均問題做了深刻分析;第5章介紹了供熱系統智慧診斷技術,通過仿真技術和智能算法的結合對管網常見的老化、泄漏和堵塞故障進行診斷;第6章介紹了供熱系統噴射泵技術,并提出了一種具有良好水力穩定性和節能性的可調節噴射泵。
目 錄
第1章 緒論1
1.1 智慧城市供熱系統的背景 ………………………………………………………1
1.2 智慧城市供熱系統的關鍵技術 ………………………………………………3
1.3 智慧城市供熱系統的機遇與挑戰 ………………………………………………5
1.3.1 現有供熱系統發展現狀及問題………………………………………5
1.3.2 現有供熱系統的治理難點………………………………………………6
1.3.3 現有供熱系統監管存在問題……………………………………………6
1.3.4 智慧供熱系統的發展目標………………………………………………7
參考文獻………………………………………………………………………………7
第2章 智慧供熱系統仿真理論基礎與應用9
2.1 水力工況 ………………………………………………………………………………9
2.1.1 穩態水力工況 ………………………………………………………………10
2.1.2 動態水力工況 ………………………………………………………………15
2.2 熱力工況……………………………………………………………………………18
2.2.1 穩態熱力工況 ………………………………………………………………19
2.2.2 動態熱力工況 ………………………………………………………………22
2.3 管網求解的方法……………………………………………………………………23
2.3.1 基于圖論的方法 ……………………………………………………………23
2.3.2 數值求解的方法 …………………………………………………………27
2.3.3 面向對象的方法 ……………………………………………………………29
2.4 現有仿真軟件簡介………………………………………………………………35
2.4.1 國外現有仿真軟件 …………………………………………………………36
2.4.2 國內現有仿真軟件 …………………………………………………………37
參考文獻 ……………………………………………………………………………………43
第3章 供熱系統分布式輸配系統技術及應用45
3.1 問題提出……………………………………………………………………………45
3.2 研究現狀………………………………………………………………………………47
3.2.1 分布式輸配系統的調控技術 ……………………………………………47
3.2.2 分布式輸配系統的智慧運行 ………………………………………………48
3.3 解決方案………………………………………………………………………………50
3.3.1一次熱網調頻方法 …………………………………………………………50
3.3.2 二次熱網智慧運行方法 ……………………………………………………54
3.4 案例驗證………………………………………………………………………………58
3.4.1 案例一 …………………………………………………………………………58
3.4.2 案例二 ………………………………………………………………………65
參考文獻 ……………………………………………………………………………………72
第4章 供熱系統全網平衡技術及應用74
4.1 問題提出……………………………………………………………………………74
4.1.1熱網水力失調 …………………………………………………………………74
4.1.2 熱網平衡控制 ………………………………………………………………80
4.1.3多熱源優化控制 ……………………………………………………………83
4.2 研究現狀………………………………………………………………………………83
4.2.1水力失調研究現狀 ………………………………………………………83
4.2.2 平衡控制研究現狀 ………………………………………………………88
4.2.3 優化控制研究現狀 …………………………………………………………90
4.3 解決方案………………………………………………………………………………92
4.3.1 水力平衡改造 ………………………………………………………………92
4.3.2 平衡控制路線 …………………………………………………………………93
4.3.3 優化控制路線 ………………………………………………………………95
4.4 案例驗證………………………………………………………………………………97
4.4.1 案例一 ………………………………………………………………………97
4.4.2 案例二……………………………………………………………………101
4.4.3案例三……………………………………………………………………104
4.4.4 案例四…………………………………………………………………………107
4.4.5 案例五……………………………………………………………………110
參考文獻…………………………………………………………………………………112
第5章 供熱系統智慧診斷技術及應用114
5.1 問題提出 ………………………………………………………………………………114
5.1.1 管道老化…………………………………………………………………114
5.1.2 管道泄漏………………………………………………………………………115
5.1.3 管道堵塞…………………………………………………………………116
5.2 研究現狀 …………………………………………………………………………116
5.2.1 國外管網故障檢測研究情況………………………………………………116
5.2.2 國內管網故障檢測研究情況………………………………………………123
5.2.3 未來發展趨勢……………………………………………………………125
5.3 解決方案 …………………………………………………………………………126
5.3.1 管道老化故障診斷………………………………………………………126
5.3.2 管道泄漏故障診斷…………………………………………………………129
5.3.3 管道堵塞故障診斷…………………………………………………………130
5.4 案例分析 ………………………………………………………………………132
5.4.1 管網故障水力對稱性………………………………………………………132
5.4.2 供熱管網中管段粗糙度辨識………………………………………………146
5.4.3 供熱管網中管道泄漏辨識…………………………………………………159
5.4.4 供熱管網中管道堵塞辨識…………………………………………………164
參考文獻…………………………………………………………………………………167
第6章 供熱系統噴射泵技術及應用171
6.1 問題提出 ………………………………………………………………………………171
6.2 研究現狀 …………………………………………………………………………172
6.2.1噴射泵技術研究現狀……………………………………………………172
6.2.2 噴射泵技術在供熱領域的應用現狀……………………………………173
6.3 解決方案 …………………………………………………………………………175
6.3.1噴射泵結構、原理及尺寸設計 ……………………………………………175
6.3.2 噴射泵運行特性模擬……………………………………………………182
6.3.3可調節噴射泵系數辨識……………………………………………………188
6.4 案例分析 …………………………………………………………………………192
6.4.1噴射泵在供熱系統中的應用場景………………………………………192
6.4.2 噴射泵供熱系統節能性分析………………………………………………195
參考文獻 …………………………………………………………………………………199
