《熱計量模式下熱電聯產集中供熱系統動態特性研究》是依託北京科技大學，由劉蘭斌擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：熱計量模式下熱電聯產集中供熱系統動態特性研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：劉蘭斌
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
計量供熱改革後，用戶對用熱量的自由調節造成供熱系統由定流量運行變為變流量運行方式，引發集中供熱系統動態特性（水力特性、熱特性、調節控制特性）的變化，實際運行中需要根據系統的動態特性提出合理的變流量技術和運行調節策略，因此需要對熱計量模式下集中供熱系統動態特性變化機理及其動態控制理論進行深入研究。考慮到熱電聯產集中供熱系統是目前套用最廣，效率最高同時覆蓋一般集中供熱系統各個環節，本項目以此為研究對象，採用分層研究的方法建立反映各個環節屬性的理論模型，採用機率統計學的方法定量分析出熱計量後用戶端整體的用熱習慣特徵後，利用計算機模擬技術對熱計量模式下熱電聯產集中供熱系統各特性進行變工況模擬，同時結合實際系統的實時監控測試技術分析在不同運行模式下的系統動態特性,建立熱計量模式下熱電聯產集中供熱系統的調節理論和控制策略，促進供熱改革進行，降低我國採暖能耗。
結題摘要
計量供熱改革後，用戶對用熱量的自由調節造成供熱系統由定流量運行變為變流量運行方式，引發集中供熱系統動態特性的變化，實際運行中需要根據系統的動態特性提出合理的變流量技術和運行調節策略。本項目採用分層研究的方法，依據各部件之間的物理過程，建立了計算步長為1分鐘的熱計量模式下的集中供熱系統模擬模型，包括：基於熱平衡的熱源集總模型，基於諧波反應分析法的供熱管網和換熱器模型，基於狀態空間法的房間室溫模型，基於熱平衡的散熱器集總模型，基於流動過程不同的兩段式平均水溫模型和基於模糊控制的通斷控制模型，並進行了理論和實驗驗證，結果表明模型可靠。在此基礎上，通過大量的工況模擬，並結合有關水力、熱力特性實驗，集中研究了熱計量模式下供熱系統動態特性。獲得如下成果：1、提出一種通斷調節熱計量模式下水力均勻性方法，可使得樓棟總流量變化控制在3%以內，解決了通斷調節熱計量模式下水力工況不穩定的問題；2、提出智慧型通斷調節熱計量模式下集中供熱系統的水力耦合性較小，建築熱力入口沒有必要安裝壓差閥；3、提出按照目前供熱狀況，水力平衡調節平均所能取得的最大節能潛力在6%~8%，不能寄希望於水力平衡調節替代熱計量模式下的末端用戶調節，通斷調節是實現集中供熱系統節能的根本方式；4、提出一種“基於數據挖掘和系統辨識的熱負荷預測方法”：該方法將供熱負荷分為系統性供熱負荷和隨機性供熱負荷，並通過辨識系統特徵參數KF對系統性供熱負荷進行預測，通過假定用戶的行為慣性相同對隨機性供熱負荷進行預測；5、在準確負荷預測的基礎上，提出了一種熱計量模式下熱電聯產集中供熱系統的運行調節策略：基於預測的負荷特性，電廠採用“總效率最大化的電力調度策略”；熱力站採用“分階段恆供水溫度調節方式”；熱力站主循環泵採用“基於比直徑變化的台數調節”和“基於流量需求不同的壓差變頻調節”的控制方式；用戶末端採用智慧型通斷調節的方式；6、根據建立的集中供熱各環節的動態特性理論，結合運行調節方案實施的實際效果和仿真效果，給出了熱電聯產集中供熱節能效果的評價指標和方法；7、提出了熱電聯產的基本體系結構和理想體系結構，基本體系結構為：“電廠承擔基本負荷，小型燃氣鍋爐進行分散式調峰”；理想體系結構為儘可能挖掘現在被排放的和沒有被充分利用的低品位熱能，並通過已建成的城市集中供熱網連線這類低品位熱源和城市建築，從而形成一個大型的多熱源環網。
