基于可靠性的三管制热水供热管网研究

论文摘要

供热系统与人们的日常生产、生活密切相关,一旦出现事故可能严重影响人们的生产和生活,社会影响无法估量。目前我国《城市热力网设计规范》没有系统的可靠性设计规定,现有热网设计多没有考虑可靠性要求。对于现有的多热源环状热网,当其中一个较大热源停止供热时,其他热源往往不满足限额供热要求,可以论证热源规模越大、出口干线越长,热源出口输送干线可靠性重要度越大,采用三管制输送干线提高热源出口干线的可靠度,这对保证整个管网限额供热有重要意义;三管制管网用于枝状管网改扩建,当热网热负荷增加一倍时,将原有供回水管作为三管制的两根供水管,只需增加一根回水干管,相对于双管制改造方案节省一根干管,而且体现了三管制管网在满足限额供热方面的优越性。本文主要针对整体功能改变的三管制管网的这两种工程应用,给出管径设计方法并评价其经济性,研究其可靠性特征并进行限额供热设计,进行水力工况分析论证管网结构备用能力。首先,通过对比三管制热网与双管制热网管材特性系数的方式,研究三管制管网管径选取及其经济特性。用三种不同的方法讨论得出基于可靠性的三管制管网供回水管径之比的范围宜为1.3~1.4,对应的管材特性系数相对于双管制管网高出21%~27%。其次,通过算例论证了三管制管网在满足限额供热要求方面的优越性。得出整体功能改变的三管制管网功能质量可靠性指标随热网规模增大缓慢增大,可靠性却不随热负荷分布变化而改变;针对三管制管网两种典型应用从可靠性角度计算了分段阀门间距及热源出口干线最小长度;研究了完全可控系统限额供热水力特征并进行事故水力工况模拟验证环网各管段是否满足限额供热要求。最后,具体分析三管制管网型式用于枝状管网改扩建中的优点,验证某开发区环状管网中热源出口输送干线采用三管制型式时是否满足限额供热要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的来源及研究的目的和意义
• 1.2 三管制供热及相关研究的进展
• 1.2.1 国内外三管制供热研究情况
• 1.2.2 供热系统可靠性研究进展
• 1.2.3 现存问题
• 1.3 课题研究的内容
• 第2章 三管制管网管径确定及经济性
• 2.1 引言
• 2.2 与双管制管网总压降相同法
• 2.3 求解经济比摩阻选管径法
• 2.3.1 管道材料特性系数计算
• 2.3.2 经济比摩阻及管网特性系数分析
• 2.4 双管制管网改三管制管网管径确定法
• 2.5 三管制经济比摩阻和管径
• 2.5.1 虚网
• 2.5.2 算例参数确定
• 2.5.3 无中继泵时经济比摩阻和管径
• 2.6 本章小结
• 第3章 三管制管网可靠性分析
• 3.1 引言
• 3.2 热网可靠性基本概念
• 3.2.1 热网可靠性定义
• 3.2.2 热网故障与事故
• 3.2.3 热网限额供热
• 3.2.4 热网可靠性评价指标
• 3.3 枝状热水供热管网可靠性
• 3.3.1 两种三管制热网可靠性比较
• 3.3.2 整体功能改变的三管制管网可靠性
• 3.3.3 负荷分布对可靠性指标的影响
• 3.3.4 三管制管网阀门设计
• 3.4 环状管网的可靠性
• 3.4.1 三管制热源出口输送干线最小长度
• 3.4.2 算例管网可靠性计算
• 3.5 本章小结
• 第4章 三管制管网水力工况模拟
• 4.1 引言
• 4.2 枝状管网水力工况分析
• 4.2.1 限额流量系数
• 4.2.2 算例热网水力工况分析
• 4.3 环状管网水力工况分析
• 4.3.1 正常供热水力工况模拟
• 4.3.2 事故限额供热水力工况模拟
• 4.4 本章小结
• 第5章 三管制热网的应用
• 5.1 引言
• 5.2 枝状管网改扩建
• 5.3 长距离输送干线
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢