集中供熱系統(tǒng)熱力工況動(dòng)態(tài)特性仿真及控制優(yōu)化研究.pdf

1、隨著集中供熱的大規(guī)模應(yīng)用，許多學(xué)者對(duì)集中供熱系統(tǒng)進(jìn)行了大量的研究，但是目前對(duì)集中供熱系統(tǒng)整體實(shí)時(shí)性的研究較少，本文通過(guò)構(gòu)建的仿真系統(tǒng)對(duì)供熱管網(wǎng)進(jìn)行了實(shí)時(shí)仿真，并對(duì)供熱系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)節(jié)及PID自動(dòng)控制進(jìn)行了研究。
　　 本文首先對(duì)將供熱一次網(wǎng)分為熱源、管道、節(jié)點(diǎn)、加熱器、水泵等子系統(tǒng)，并針對(duì)各子系統(tǒng)分別建立數(shù)學(xué)模型：根據(jù)供熱管網(wǎng)管道的特點(diǎn)，將其視為一元管道，然后對(duì)管道的流動(dòng)、傳熱建立了求解方程；熱網(wǎng)循環(huán)水泵采用了變頻水泵，對(duì)其數(shù)學(xué)模

2、型進(jìn)行了推導(dǎo)和求解；建立改進(jìn)的節(jié)點(diǎn)方程，對(duì)其的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了研究；建立板式換熱器的換熱模型，并求解動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
　　 隨后，本文將各子系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合，組成了熱網(wǎng)的整體實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)，對(duì)不同工況下的流動(dòng)和換熱進(jìn)行了研究，并對(duì)供熱系統(tǒng)事故的發(fā)生進(jìn)行了討論，仿真結(jié)果表明：當(dāng)某一支路的流量發(fā)生大幅度變化時(shí)，其它支路可能會(huì)發(fā)生水力失調(diào)和熱力失調(diào)等現(xiàn)象，因此必須限制支路流量的調(diào)節(jié)在一定范圍內(nèi)；在不同的工況下，由于工質(zhì)的流動(dòng)滯后性和傳熱滯后性，用

3、戶出口溫度會(huì)出現(xiàn)峰值或谷值等不同的現(xiàn)象；當(dāng)循環(huán)水泵和蒸汽加熱器發(fā)生故障，停止工作時(shí)，由于管道、水、換熱器等的蓄熱作用，供熱系統(tǒng)的加熱作用需要經(jīng)過(guò)一段較長(zhǎng)時(shí)間才會(huì)逐漸消失，不過(guò)這種事故將會(huì)導(dǎo)致汽化等現(xiàn)象的發(fā)生；當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生泄露時(shí)，泄露位置的不同，各支路用戶的流量和溫度會(huì)出現(xiàn)上升、下降等不同的變化，這對(duì)于從運(yùn)行變化上發(fā)現(xiàn)泄露是非常有幫助的。
　　 為了實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)支路的自動(dòng)控制，本文設(shè)計(jì)了基于二自由度的PID一次熱網(wǎng)支路控制器，對(duì)PI