集中供热管网优化设计研究

论文摘要

本文介绍了实际管网模型化过程中所要遵循的原则及方法,并据此建立了承德市南市区供热管网的水力计算模型。根据基本回路分析法编制的Matlab程序对上述模型进行了求解,得出了各个管段的流量和压降,以为后续管网的优化设计奠定基础。建立了供热管网的优化设计模型,该模型以供热管网的年折算费用为最终的优化目标函数,重点考虑了管网的建设总投资,并新加入了管网的年运行电费和管道的年热损失费用,以使优化目标符合实际情况。其优化目标函数的决策变量为管网各管段离散的标准公称直径,并考虑了和实际工程相对应的水力约束条件。为求解供热管网的优化设计模型,采用模拟退火算法编制了Matlab程序,对上述算例进行优化计算,得到了优化的管网各管段管径。在此基础上,对优化后的管网进行了水力计算。优化前后的结果表明:按本文所提出的优化设计方法进行类似供热管网的设计,可降低供热管网的年折算费用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 课题的主要研究内容
• 第2章 实际管网的模型化
• 2.1 供热管网的简化
• 2.1.1 管网的简化原则及方法
• 2.1.2 管段和节点的简化
• 2.2 集中供热管网水力计算模型的矩阵表示
• 2.2.1 图论的基本知识
• 2.2.2 网路的矩阵表示
• 2.3 本章小结
• 第3章 供热管网水力计算的建模及求解
• 3.1 供热管网水力计算基本理论
• 3.1.1 热负荷计算
• 3.1.2 管段压损定义
• 3.2 管网水力计算数学模型的建立与求解
• 3.2.1 管网水力计算数学模型的建立
• 3.2.2 供热管网水力计算模型的求解
• 3.2.3 计算举例
• 3.3 本章小结
• 第4章 现代集中供热管网的管径优化设计
• 4.1 集中供热管网的优化设计模型
• 4.1.1 集中供热管网的优化设计总目标函数的确定
• 4.1.2 供热管网优化设计的水力约束条件
• 4.1.3 模拟退火算法及模型
• 4.1.4 模拟退火算法的流程图
• 4.2 应用模拟退火算法对计算实例进行求解
• 4.3 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 课题的研究结论
• 5.2 进一步工作的建议
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢
• 详细摘要