论文题目: 城市集中供热管网优化
论文类型: 硕士论文
论文专业: 热能工程
导师: 齐承英
关键词: 供热管网,牛顿算法,动态调节
文献来源: 河北工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着城市建设规模的扩大和热用户的不断增多,我国城市供热机构已越来越重视供热管网的优化规划及改造工作。进行城市集中供热管网的优化研究,不但对节约投资、降低供热能耗、提高企业效益等有着重要的意义,而且是实现供热安全可靠的重要环节。因此,热网的优化规划具有重要的社会效益,是城市供热行业亟待解决的研究课题。由于供热管网的优化在供热工程中占有重要地位,国内外学者对其进行了广泛而深入的研究,提出了多种优化方法,但这些方法在实际应用中均存在一定的局限性。本论文力求找到一套可行的方法来解决城市集中供热管网的布局优化和参数优化这一类通用问题。 作者在大量阅读了中、外有关文献的基础上,改进了现有模型,建立了目标函数,首次采用优化算法中的prim算法和牛顿算法,着重解决了供热管网优化中的布局优化问题和参数优化问题。利用MATLAB语言编写出了通用程序。将整套理论应用于武安市的供热管网优化中,通过对比,得到了良好的效果。总结全文,主要成果表现在:在对供热管网系统水力计算方法进行分析的基础上,提出了热网优化的设计目标,建立了热网优化的数学模型;首次应用最小生成树算法中的prim算法和解决无约束问题的牛顿算法分别解决了管网的布局优化问题和参数优化问题;编制了热网优化规划的计算机程序,并将热网优化的模型及算法应用于武安市热网优化规划的实际工程中进行验证,用CAD绘制出了优化后武安市集中供热管网的系统图。 结果证明,所提出的模型、解法,达到使用要求,效果令人满意;从节能性和技术性的角度出发,用动态调节的理论解决了管网建设、供热运行中存在的问题,主要是能源浪费和水力失调;为城市集中供热管网优化在实际中的应用提供了理论依据。
论文目录:
第一章 绪论
§1-1 研究背景
1-1-1 我国集中供热事业的发展及现状
1-1-2 国外集中供热事业的发展及现状
§1-2 供热系统优化规划的研究意义
1-2-1 热源
1-2-2 热用户
1-2-3 热网
§1-3 供热系统优化规划的研究现状
1-3-1 给定参数的热源优化
1-3-2 热网优化
1-3-3 供热系统优化
§1-4 本课题的研究意义
§1-5 本论文研究的主要内容
第二章 热网优化规划的数学模型
§2-1 热网的路径优化
2-1-1 数学模型
2-1-2 解法
§2-2 热水网的费用模型
2-2-1 基本公式
2-2-2 管网费用
§2-3 蒸汽网的费用模型
2-3-1 基本公式
2-3-2 管网费用
§2-4 热力站的费用模型
§2-5 热网优化规划的目标函数
§2-6 本章小结
第三章 热网优化规划数学模型的解法
§3-1 优化理论基础
3-1-1 最优化的基本概念
3-1-2 最优化问题的分类
§3-2 优化算法
3-2-1 算法比较
3-2-2 本文采用的算法
§3-3 程序设计
3-3-1 MATLAB语言简介
3-3-2 MATLAB优化工具箱的特点及工程应用
3-3-3 优化工具箱函数的选用
3-3-4 算法流程
§3-4 本章小结
第四章 武安市热网的优化及结果分析
§4-1 概况简介
§4-2 热水网的布局优化
4-2-1 优化过程
4-2-2 优化结果
§4-3 热水网的参数优化
4-3-1 优化过程
4-3-2 优化结果
4-3-3 优化前后对比
§4-4 热力站的合理规模
4-4-1 模型的计算
4-4-2 结论
§4-5 存在的问题及建议
4-5-1 武安市供热管网存在的问题及解决措施
4-5-2 武安市供热系统规划的设想
§4-6 本章小结
第五章 供热管网的动态调节
§5-1 水泵的变频调速
5-1-1 供热管网的热负荷预测
5-1-2 供热管网的热能消耗
5-1-3 供热循环水泵的电能消耗
5-1-4 动态与静态的经济性比较
§5-2 自力式流量控制器的动态调节
5-2-1 前言
5-2-2 静态和动态的调节功能
5-2-3 应用动态平衡元件，实现运行量化管理
§5-3 本章小结
第六章 结论
§6-1 研究结论
§6-2 进一步工作的建议
参考文献
附录
致谢
发布时间: 2005-07-14
参考文献
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