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天津空港加工区蒸汽管网仿真

作　者: 张红玉
导　师: 张欢
学　校: 天津大学
专　业: 供热、供燃气、通风及空调工程
关键词: 蒸汽管网仿真模拟压力质量损失散热损失管损率热损率
分类号: TU995.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 56次
引　用: 4次
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内容摘要

目前,国家鼓励发展集中供热,集中供热的规模和负荷不断扩大,巨大的蒸汽供热规模使蒸汽供热系统的优化运行有巨大的潜力和广阔的应用前景。然而,由于生产企业的生产过程及蒸汽管网的结构特点决定了不允许在现场通过安装大量测点做多种工业实验研究,因此根据研究对象的特点建立相应的数学模型或应用相关的模拟软件进行仿真模拟并获取运行特性参数就成为指导管网规划设计、优化调度、合理排凝的一种重要而有效的手段。本文基于蒸汽输送过程中流动和传热特性,建立了蒸汽管网水力热力计算模型,并将其应用于天津空港加工区蒸汽管网的仿真模拟,通过SynerGEE gas仿真模拟软件,对天津空港加工区蒸汽管网稳态模型进行求解。模拟的前期工作主要是基础数据的收集和整理;根据蒸汽管网敷设情况,建立管网的拓扑结构;确定边界条件中的各项参数。然后通过计算数据与实测数据的比对,进行模型验证,确保模型的正确性。在此基础上,模拟不同工况下空港加工区蒸汽管网的运行情况,如:管网的质量损失和散热损失与蒸汽负荷、主干管管径、热源压力和过热度、管网结构、外界环境温度变化之间的定量关系;多个热源之间的压力是否合理协调,防止出现调峰热源与主热源压力不匹配的情况;分区模拟管网运行情况,找出整个管网中散热损失过大的区域;管网末端增加热用户,管网输送能力是否能够满足;热用户与热源距离和用汽量不同造成的质量损失和散热损失分析;管网不同敷设方式散热损失比较。通过对模拟结果进行深入分析,确定了空港加工区蒸汽管网质量损失和散热损失过大的主要原因:(1)蒸汽管网负荷过小,部分区域干管管径相对蒸汽负荷过大,管内蒸汽流速低;(2)调峰热源压力过大;(3)目前蒸汽负荷不适于环网运行;(4)计量数据有误,某些测量仪表的量程与安装位置不符合规范要求。针对原因(1),本文提出了蒸汽管网规划方面可以参考的意见;对于其他原因,本文给出了运行管理方面的建议。以上所做分析内容,均结合天津空港加工区蒸汽管网的实际运行情况,对工程的运行调节具有较大的实用价值。

全文目录

中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-17
  1.1 蒸汽管网应用与研究现状  9-13
    1.1.1 蒸汽管网的应用  9-10
    1.1.2 蒸汽管网的研究  10-13
  1.2 课题的提出  13-15
    1.2.1 蒸汽管网存在的问题  13-14
    1.2.2 课题主要研究内容和方法  14-15
    1.2.3 课题研究意义  15
  1.3 论文架构  15-17
第二章空港加工区蒸汽管网水力热力模型的建立  17-43
  2.1 空港物流加工区概况  17-19
    2.1.1 空港物流加工区规划布局  17
    2.1.2 空港物流加工区供热规划范围及原则  17-19
  2.2 空港物流加工区蒸汽管网概况  19-23
    2.2.1 生产热负荷  19
    2.2.2 蒸汽管网供热热源  19-21
    2.2.3 蒸汽管网的主要设计参数及结果  21-23
  2.3 空港加工区蒸汽管网水力热力模型建立  23-42
    2.3.1 模型拓扑结构  23
    2.3.2 模型简化  23-24
    2.3.3 模型控制方程  24-41
    2.3.4 模型控制方程汇总  41-42
    2.3.5 边界条件  42
  2.4 本章小结  42-43
第三章模型求解与验证  43-57
  3.1 SynerGEE gas 软件介绍  43-44
  3.2 模型求解理论基础  44-46
    3.2.1 模型求解分类  44
    3.2.2 系统方程建立及求解  44-45
    3.2.3 计算公差  45-46
    3.2.4 节点流量计算误差  46
  3.3 测量仪表与实验数据  46-48
    3.3.1 测量仪表  46-48
    3.3.2 实验数据  48
  3.4 模型验证  48-55
    3.4.1 压力验证  48-55
    3.4.2 热源流量验证  55
  3.5 误差分析  55-56
  3.6 本章小结  56-57
第四章蒸汽管网质量损失和散热损失分析  57-77
  4.1 热负荷对质量损失和散热损失的影响  57-61
    4.1.1 非采暖季运行状况下的管损率和热损率  57-59
    4.1.2 采暖季运行状况下的管损率和热损率  59-61
  4.2 热源出口管径对质量损失和散热损失的影响  61-62
  4.3 热源压力对质量损失和散热损失的影响  62-65
  4.4 供汽过热度对质量损失和散热损失的影响  65-67
  4.5 管网结构对质量损失和散热损失的影响  67-68
  4.6 外界环境温度变化对质量损失和散热损失的影响  68-69
  4.7 分区模拟计算管网运行状况  69-72
    4.7.1 管网分区概况  69-70
    4.7.2 管网分区计算结果  70-72
  4.8 蒸汽用户对管网运行影响  72-75
    4.8.1 热源末端新增蒸汽用户  72-73
    4.8.2 热用户评价分析  73-75
  4.9 不同敷设方式散热损失分析  75-76
  4.10 本章小结  76-77
第五章结论与展望  77-81
  5.1 本论文的主要工作  77
  5.2 降低蒸汽管网质量损失和散热损失的建议和方法汇总  77-79
  5.3 展望  79-81
参考文献  81-86
发表论文和科研情况说明  86-87
附录1 空港加工区蒸汽管网拓扑结构图  87-88
附录2 实验数据与计算数据汇总  88-100
附录3 符号表  100-102
致谢  102

天津空港加工区蒸汽管网仿真

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