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1、多热源环网可及性分析方法及应用探究摘要多热源环状管网可以根据热负荷的变化规律和不同热源运行时经济性的好坏，按一定次序启停热源，从而达到节能降耗和实现供热经济性的目的。针对多热源环状管网的可及性不能适应热源递序运行模式的问题,利用管网水力工况分析的"节点压头法〃,建立了多热源环状管网的可及性分析模型和求解方法，并提出了改善管网可及性的技术措施。将提出的可及性分析和改善方法运用于某工程实例，证明该方法对于改进管网的可及性是有效的，这对于保证环状管网的热源递序运行模式的实现,具有理论意义和实践指导价值。关键词多热源环状管
2、网；热源递序运行;可及性分析0引言多热源环状管网供热系统的一个重要特点，是可以根据热负荷的变化规律和不同热源运行时经济性的好坏，按一定次序启停热源，从而达到节能降耗和实现供热经济性的目的。热源递序启动的原则是在供热初期热负荷较低的时候优先运行能效较高、运行成本较低的基本热源；随着热负荷的增加,当基本热源的供热能力不足以满足热用户的热负荷需求时，再根据各调峰热源能效和运行成本的高低，按照一定的顺序依次启动调峰热源;在供热系统运行的后期，随着热负荷的不断减少，各热源的停运次序应按与启动顺序相反的顺序进行。对目前国内存在
3、的已投入运行的多热源环状管网的调查发现，能够按热源递序运行模式运行的多热源环状管网供热系统并不多见。造成这种现象的根本原因在于，按常规的基于初始流量分配的环状管网水力计算方法所设计的管网，不能同时适应多热源环状管网按热源递序运行模式运行时不同运行工况的可及性要求,从而导致管网不得不采用解裂运行或多热源同时启停的单一工况运行模式。针对这个问题，本文提出多热源环状管网可及性的分析方法，利用该方法可以定量分析多热源环网在各种运行模式下的可及性状况,在此基础上可通过对管网结构参数的调整，使管网能够满足不同运行工况下的可及性
4、要求，进而使管网的启用方式得到优化，达到节能降耗和改善供热经济性的目的。1多热源环状管网的可及性分析的数学模型及其求解1.1多热源环状管网运行及可及性的变化特点所谓供热管网的可及性分析，是指在给走用户流量的情况下，分析管网能否达到此流量分配,以及应该如何达到这种分配〔1］。其实质是,在所有热源和用户的流量给定的条件下，通过对管网的水力工况进行分析，判定管网是否具有实现该流量分配的能力,以及如何使管网实现这种能九由该定义可以看岀,管网的可及性是与管网工况相关的一种属性,是对管网最佳供热性能能否满足用户需求的判走。对于
5、可及的管网,从理论上讲，总能通过合理的调节保证所有用户实现额定的流量分配；而对于不可及的管网,则无论采用怎样的调节措施,都不能使用户额定的流量分配得到实现。因此，管网的可及性是对管网性能的一个基本要求。供热管网的可及性分析主要包括两部分，其一是在循环水泵参数一定的情况下，判断管网各用户能否实现预期的流量分配，以及怎样改进管网的结构才能实现这种流量分配；其二是在管网结构一定，且假定各用户均能实现预期流量分配的前提下，分析循环水泵的性能参数能否满足这种流量分配,以及怎样改进才能实现此流量分配。对于单热源枝状管网，由于管
6、网结构简单，设计工况单一，可及性分析模型比较容易建立，分析过程也比较简单。而对于采用递序运行模式的多热源环状管网”由于每一种热源运行模式都是管网的正常运行工况，且在不同的热源运行模式下，管网的可及性都会发生变化,所以，供热系统的结构参数必须能够满足所有正常运行工况的可及性要求,这就需要建立一个能在各种正常运行工况下对管网进行可及性定量分析的模型。通过对既定管网在不同热源运行模式下的可及性分析结果进行分析，定量把握影响管网可及性的因素，并采取适当的措施，保证管网在不同运行工况下的可及性需求,从而实现多热源环网热源递序
7、运行模式的正常运行。1.2多热源环状管网的可及性分析的模型(1)供回水管网的节点压力方程根据管网的具体结构，画出管网的有向线性图，并写岀有向线形图的连接矩阵A⑵。连接矩阵A是在将有向线性图的节点、管段和回路予以编号，并将最大的节点编号作为参考节点，假定顺时针方向为正的基础上，以节点编号/•代表行,管段的编号丿代表列，用数值1和0所排列起来的一个(/>1)x6阶的矩阵。连接矩阵的各元素是按照节点和管段的下列关系确定的：根据基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律,通过推导，可得环状管网的节点矩阵方程:式中：F为环状管网节点
8、压降方程的系数矩阵，尸・4,4环状管网连接矩阵的转置矩阵（bx（n-l）阶矩阵）；其中/为环状管网的连接矩阵,力‘为环状管网连接矩阵力的转置矩阵；S为环状管网管段阻耗方阵，S=S・
9、Q,其中，S是环状管网各管段阻力系数构成的主对角阵，S二diagksz，…,5b）,
10、Q为环状管网各管段流量构成的主对角阵，
11、Q二/矽IQMQI，…,Q
12、）;q为环状管网各节点额
