多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)調峰方式及綜合優(yōu)化研究.pdf

1、近年來我國采暖熱負荷增長迅速,采暖能耗占建筑總能耗的比例逐年提高,集中供熱導致的季節(jié)性大氣污染問題也日益嚴重。為改善現(xiàn)狀,在我國能源結構調整的背景下,多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)逐漸得到更多的應用。但我國對多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)的技術研究存在一定的滯后,在系統(tǒng)的選擇和設計方面尚缺乏系統(tǒng)的綜合優(yōu)化理論和決策模型。對此,本文在分析幾種常見多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)形式和特點的基礎上,建立了其熱平衡方程,討論了它們的運行調節(jié)方式,分析了調節(jié)方式對系統(tǒng)設計和運行的影

2、響,考慮了經濟、技術、能源和環(huán)境等指標對系統(tǒng)性能的影響,并將隨機可接受性分析(SMAA)理論引入到多熱源聯(lián)合供熱的綜合優(yōu)化研究中。
　　文中分析了幾種常見多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)形式、連接方式及特點,建立了二級網(wǎng)全部熱力站等比例調峰和一級網(wǎng)集中燃氣和燃煤鍋爐調峰多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)的熱平衡方程,對它們的優(yōu)化運行調節(jié)方式進行了研究。結果表明一級網(wǎng)純質調節(jié)不能滿足多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)的運行調節(jié)要求。建立了以費用年值為目標函數(shù)的多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)

3、技術經濟分析模型和基于能質系數(shù)的能耗分析模型,研究了調節(jié)方式對多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)初投資和運行費用的影響,以及多種調峰方式的經濟性及能耗隨基本負荷比β值的變化趨勢。
　　探討了二級網(wǎng)部分熱力站調峰聯(lián)合供熱系統(tǒng)運行調節(jié)和負荷調度遵循的一般規(guī)律,結果表明該系統(tǒng)應采用質量-流量綜合調節(jié)的方法進行供熱調節(jié),調峰開始后用改變熱力站間流量分配的手段進行負荷調度。針對新建和改擴建的二級網(wǎng)部分熱力站燃氣鍋爐調峰聯(lián)合供熱系統(tǒng),分別給出了確定調峰鍋爐的

4、設置位置和容量及系統(tǒng)最優(yōu)基本負荷比的方法。比較了二級網(wǎng)全部熱力站燃氣鍋爐等比例調峰和部分熱力站燃氣鍋爐調峰方案的優(yōu)劣。
　　建立了一種新型的基于最新大氣擴散模式AERMOD的多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)熱源環(huán)境影響模擬和評價模型,考慮了熱源和人口分布的影響,在模擬污染物擴散空間分布的基礎上,提出綜合反映供熱系統(tǒng)熱源大氣環(huán)境影響的指標——污染物平均空間分布(MSD)。利用政府間氣候變化專門委員會(IPCC)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫和計算方法討論多熱源聯(lián)合

5、供熱系統(tǒng)的溫室氣體CO2減排潛力。將上述模型應用到幾種常見多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)形式中,研究二級網(wǎng)全部熱力站燃氣鍋爐等比例調峰和部分熱力站燃氣鍋爐調峰,一級網(wǎng)集中燃氣和燃煤鍋爐調峰的大氣環(huán)境影響,并比較集中和分布式燃氣鍋爐調峰對大氣環(huán)境影響的區(qū)別。
　　建立了多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)綜合優(yōu)化指標體系,引入基于互補判斷矩陣的模糊層次分析法來計算指標權重。為克服采用單一權重向量對權重判斷信息利用不足的缺點,提出權重可行域的概念,將傳統(tǒng)的權重向量

6、擴展到權重空間。
　　最后,基于SMAA開展了多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)的綜合優(yōu)化。建立了可同時處理定量和定性問題的SMAA-2和SMAA-O有機結合模型,采用Monte-Carlo法模擬具有特定概率密度的指標和權重分布,通過計算各方案的相關統(tǒng)計量,如全局可接受性指標、效用函數(shù)、排序可接受性指標、中心權重向量、置信因子和交叉置信因子等進行綜合優(yōu)化,并分析了各方案對所有指標的部分效用函數(shù),研究了不同指標對供熱方案效用函數(shù)的貢獻程度。利用上述

7、模型研究以燃煤鍋爐房為基本熱源的多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)的調峰方式綜合優(yōu)化。基于SMAA的多指標綜合優(yōu)化不僅給出了指標表現(xiàn)值分布和權重可行域內可能的最優(yōu)方案,還給出了這些方案達到最優(yōu)的中心權重向量和概率,采用了交叉置信因子來進一步區(qū)分比較相近的方案,根據(jù)全局可接受性指標對方案進行排序,增強了綜合優(yōu)化結論的合理性和可靠性。
　　本文在總結幾種常見多熱源聯(lián)合供熱系統(tǒng)形式的基礎上,給出了不同系統(tǒng)設計及運行工況的相關參數(shù)計算方法,分別建立了各種