間接連接區(qū)域供暖系統(tǒng)的動態(tài)特性分析及控制策略仿真.pdf

1、近年來，集中供熱事業(yè)在國內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展，供暖區(qū)域由北向南延伸，系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，供熱管網(wǎng)覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。且老舊建筑在系統(tǒng)中的比例依然很大。由于集中供熱系統(tǒng)的運行管理與控制技術(shù)的發(fā)展相對較慢，導(dǎo)致能耗高，能源利用效率低的狀況很難改觀。我國建筑能耗約占社會總能耗的40％，在能源的生產(chǎn)和消費中煤的比例占65%左右，而且（居民區(qū)）燃煤鍋爐的熱效率約為60%。因此，除提高熱源效率外，關(guān)于提高集中供熱系統(tǒng)運行效率的研究也是非

2、常有實用價值的。
　　首先，本文以“2012-2013年某間接連接區(qū)域供暖系統(tǒng)實際運行數(shù)據(jù)”為研究背景，對該系統(tǒng)的實際運行狀況進(jìn)行分析，找出實測數(shù)據(jù)存在的不足和系統(tǒng)需要提升的方向。以該供暖系統(tǒng)為原型，選取其中兩個換熱站及三個小區(qū)為研究對象，基于質(zhì)量和能量守恒原理建立了一套系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，主要包括鍋爐、管段、換熱站、調(diào)節(jié)閥、循環(huán)水泵及用戶散熱器等模型。利用實測數(shù)據(jù)輔助系統(tǒng)動態(tài)數(shù)學(xué)模型的建立，提高了系統(tǒng)模型的完整和實用性。

3、　　通過仿真彌補實測數(shù)據(jù)的缺失部分，能更好地揭示系統(tǒng)的動態(tài)特性。首先，主要分析了一、二次網(wǎng)補水率、換熱器和散熱器傳熱面積富裕、太陽輻射和室內(nèi)得熱對系統(tǒng)水溫及室溫的影響，研究了理想和實際工況下系統(tǒng)啟動過程的動態(tài)響應(yīng)；然后，分別研究了當(dāng)室外溫度維持在設(shè)計值時，僅調(diào)節(jié)燃料控制變量、一次網(wǎng)循環(huán)流量控制變量或散熱器三通閥開度三者之一時系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)及其對系統(tǒng)水溫和室溫的影響；室外溫度變化時，系統(tǒng)不加以調(diào)節(jié)以及單獨或聯(lián)合調(diào)節(jié)燃料量、一次網(wǎng)循環(huán)流量和

4、進(jìn)入散熱器的流量時系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)及系統(tǒng)水溫和室溫穩(wěn)定值與室外溫度的關(guān)系，鍋爐供水溫度、二次網(wǎng)供水溫度設(shè)定值即可確定，為系統(tǒng)在變流量運行時的控制分析提供了依據(jù)?？紤]了水力損失等因素的影響，能更逼真地分析系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)及其特性，為優(yōu)化城市供熱管網(wǎng)的運行管理及控制模式提供新的方法，也為系統(tǒng)能耗分析提供了工具。
　　最后，建立供暖控制系統(tǒng)。隨著計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，其在集中供熱方面的應(yīng)用,已經(jīng)從簡單設(shè)計繪圖逐步向智能化的方向發(fā)展，因此，制定

5、合適的控制方案來解決實測運行數(shù)據(jù)所反映出來的問題是必要的。為了保證用戶的熱舒適需求和降低能耗，基于MATLAB軟件并結(jié)合燃料流量控制器、一次網(wǎng)循環(huán)流量控制器、室內(nèi)溫度控制器等的不同配置情況，模擬分析了以一周實際氣象條件為參考時系統(tǒng)采用5種不同控制模式時的運行及能耗狀況。結(jié)果表明，聯(lián)合調(diào)節(jié)鍋爐燃料量、一次網(wǎng)循環(huán)流量與散熱器流量時對室溫的控制精度為最佳；聯(lián)合調(diào)節(jié)鍋爐燃料量控制鍋爐供水溫度與調(diào)節(jié)一次網(wǎng)循環(huán)流量控制室溫時，系統(tǒng)能耗最小，但二次網(wǎng)